Читать книгу "Вселенная на ладони - Колин Стюарт"

Модель Ниццы

Современная Солнечная система – очень непростое место с множеством сложных элементов и свойств. Создать логически последовательную картину того, как вращающийся диск из осколков и обломков разной породы и вещества, окружавший зарождающееся Солнце, превратился в сложнейшую систему планет, спутников, карликовых планет, астероидов и комет, без преувеличения – настоящий подвиг. В последние годы огромной поддержкой в этих усилиях стало появление суперкомпьютеров, способных создавать и анализировать высокодетализированные модели. Лучшим примером такой модели на данный момент стала модель Ниццы, получившая свое название по названию города во Франции, где она была скомпилирована.

Эта модель предполагает, что четыре гигантские планеты начали свое существование в более тесно спаянной группе, прежде чем гравитационные взаимосвязи и взаимодействия привели их к миграции в направлении тех позиций, которые они занимают в настоящее время. Такая модель будет наилучшим образом отвечать сегодняшней Солнечной системе, если исходить из того, что Юпитер мигрировал во внутреннем направлении, а три другие газовые планеты устремлялись вовне. В некоторых моделях Уран и Нептун меняются местами. Если предположить, что Юпитер на самом деле вторгся в пояс астероидов, тогда это будет означать, что он разбрасывал повсюду множество космических пород, возможно, тем самым неся ответственность за позднюю тяжелую бомбардировку. Аналогичным образом прорыв Нептуна вовне привел к разрыву пояса Койпера и образованию Рассеянного диска. Вероятно, он также привлек к себе из этого пояса крупный неправильной формы спутник Тритон. Некоторые кометы были рассеяны на достаточно далекие расстояния, чтобы образовать облако Оорта.

Изначально в модели Ниццы было всего четыре гигантские планеты. Но астрономы рассматривали наряду с ней и модель с пятой гигантской планетой, которая предположительно могла иметь разные размеры. К их удивлению, эта модель соответствовала звездной системе, еще больше похожей на нашу современную Солнечную систему. Если же пятая гигантская планета действительно когда-то существовала, то куда она делась и где она теперь? Если она тоже была рассеяна более крупными соседями, тогда она могла закончить тем, что оказалась где-то далеко за пределами орбиты Нептуна и по сей день продолжает находиться там. Если исходить из того, что планета № 9 действительно найдется, то почти наверняка это и будет та самая потерянная планета.

Единственная проблема модели Ниццы с пятью гигантскими планетами заключается в том, что последние компьютерные модели указывают на то, что миграции этих планет имели бы разрушительное воздействие на скальные планеты, то есть состоящие из твердых пород. Сценарии всех моделей заканчиваются тем, что Меркурий полностью выбрасывается из Солнечной системы. Но этого, что совершенно очевидно, пока не произошло. Однако можно допустить, что модель Ниццы все же верна, а миграции тех гигантских планет происходили до того, как скальные планеты образовались. Но тогда мы не сможем объяснить позднюю тяжелую бомбардировку (ПТБ) как результат миграции Юпитера. А это будет аргументом в пользу тех, кто утверждает, что ПТБ вообще никогда не имела места.

Очевидно, что идеи о том, как образовалась наша Солнечная система, эволюционируют по мере того, как мы анализируем последние компьютерные модели в свете новых открытий, касающихся тех областей космического пространства, которые лежат за пределами орбиты Нептуна.

Глава 4

Звезды

Насколько они яркие?

Даже быстрого взгляда на ночное небо достаточно для того, чтобы понять, что некоторые звезды светят ярче, чем другие. Астрономы установили меру того, насколько яркой звезда представляется для нас – это звездная величина. Такая система мер основана на яркости свечения звезды Вега – одной из самых ярких на ночном небосклоне. Предполагается, что ее звездная величина равняется нулю. Звезды с отрицательными звездными величинами – ярче Веги, а те, что имеют положительные значения звездной величины – более тусклые. Каждый шаг шкалы звездных величин соответствует разнице в яркости приблизительно в два с половиной раза большей или меньшей по сравнению с предыдущим объектом. Следовательно, звезда со звездной величиной, равной –1,0, в 2,5 раза ярче, чем Вега, а звезда со звездной величиной, равной +2,0, в 6,25 раза тусклее (2,5 х 2,5).

Между тем звезды не являются самыми яркими объектами на ночном небосклоне: полная луна (–12,74), Международная космическая станция (–5,9), Венера (–4,89), Юпитер (–2,91) – все эти объекты светят гораздо ярче. Самой яркой звездой на ночном небе является Сириус, имеющий звездную величину равную –1,47.

Тот факт, что звезда выглядит яркой на нашем ночном небе, не обязательно говорит о том, что она на самом деле очень яркая. Может оказаться, что она просто находится очень близко от нас. Аналогичным образом поразительно яркая звезда может казаться тусклой из-за того, что она находится на большом расстоянии от нас. Поэтому для отражения истинной яркости звезд астрономы используют альтернативную меру, называемую абсолютной звездной величиной. Этот показатель позволяет судить о том, насколько яркой была бы звезда, если бы она находилась от вас на расстоянии 32,6 светового года. Эта мера определяется по той же шкале, что и звездная величина.

ПЕРЕМЕННЫЕ ЗВЕЗДЫ

Не все звезды обладают постоянной яркостью – их звездная величина может со временем меняться. Астрономы называют такие звезды переменными. Обычно яркость звезд варьируется по одной из двух причин: либо они на самом деле меняют свою яркость, либо что-то периодически вмешивается в их жизнь.

Одной из самых знаменитых переменных звезд является Алголь, также известный как звезда Дьявола. На карте звездного неба он часто изображается в виде дьявольского глаза на отрезанной голове Медузы, которую поднял кверху герой Персей. Каждые 2,86 дня яркость звезды падает с величины 2,1 до 3,4 приблизительно за десять часов. Происходит это потому, что это не одна звезда, а система из трех звезд. Когда самые тусклые звезды частично закрывают от нас самую яркую звезду, нам кажется, что она тускнеет.

Цефеиды – другой известный тип переменных звезд. Поларис – Полярная звезда, или Северная звезда, является ближайшим к Земле примером звезды такого типа. Эти звезды периодически расширяются и сжимаются, становясь то ярче, то тусклее.

Сириус – классический пример такого типа звезд. Его звездная величина может говорить о ее большой яркости – 1,47, но все же его абсолютная звездная величина равняется 1,42. Эта звезда представляется нам самой яркой звездой на ночном небе по одной причине – потому что она находится относительно близко к Земле. Звездная величина Ригеля, звезды из соседнего созвездия Ориона, равна 0,12, однако ее абсолютная звездная величина равна –7,84. Это одна из наиболее интенсивно светящихся звезд, которые мы можем наблюдать на ночном небосклоне.

Насколько далеко?

Для того чтобы определить абсолютную звездную величину, необходимо знать, на каком расстоянии от нас они находятся. Отсюда путем обратных действий и используя звездную величину, можно получить необходимый показатель. Но у нас нет возможности измерить расстояние до небес с помощью рулетки, тогда как же вычисляются такие расстояния? Для расстояний до ближайших к нам звезд, в том числе видимых на ночном небе, астрономы используют так называемый метод параллакса.