| Астероиды |
| Автор Administrator | |
| 24.04.2008 г. | |
|
Природа не терпит пустоты — утверждали многие в древности, хотя и затруднялись как следует объяснить, «с чего это они взяли». Этим утверждением «объясняли», почему жидкость поднимается в барометре вверх внутри высокой стеклянной трубки, из которой выкачан воздух. Вероятно, сходное с этим представление о нетерпимости пустоты заставляло ученых в конце XVIII века разыскивать планету в той «бреши», которая как бы зияла между орбитами Марса и Юпитера. Даниэль Тициус в 1772 г. выпустил в Бонне книгу «Созерцание природы»,
в которой обратил внимание на правильное возрастание расстояний планет от В первую ночь XIX столетия (1 января 1801 г.) Пиацци в Палермо трудолюбиво производил свои систематические измерения координат звезд для составления каталога звездных положений. В следующую ночь, производя для проверки повторные наблюдения, Пиацци заметил, что одна из наблюдавшихся им слабых звездочек (7-й величины) имеет не те координаты, которые он отметил для нее накануне. На третью ночь обнаружилось, что тут нет никакой ошибки, а что эта звездочка медленно движется. Пиацци решил, что он открыл новую комету. Правда, кометы, как знал Пиацци, — это «косматые светила», что и означает само их название на греческом языке; это — туманного вида светила, иногда имеющие туманный же хвост. «Может быть, это необычайная комета, — решил Пиацци, — каких еще не бывало». Шесть недель тщательно следил он за своим светилом, пока болезнь не свалила его с ног и не прервала наблюдений, из которых сам Пиацци не мог вывести орбиту открытого им светила в пространстве. После болезни Пиацци снова стал просиживать ночами у телескопа, но он уже не мог больше найти свое светило. Непрерывное смещение увело его далеко от того места, где он его видел в последний раз, и оно затерялось среди других таких же слабых звездочек, которые в то время не были еще занесены на карты звездного неба. Так и не завершив до конца свое открытие, Пиацци вынужден был разослать письма другим астрономам с описанием своих наблюдений и с просьбой поискать найденное и утерянное им светило. Пока почтовые кареты доставили эти письма в другие страны, искать новое светило стало совсем безнадежно. Его не нашли, а полученных уже наблюдений было недостаточно для того, чтобы по ним, применяя существовавшие тогда методы, можно было вычислить орбиту светила и предсказать его видимое движение по небу в будущем. На сколько лет или десятилетий задержался бы, таким образом, новый успех в астрономии — угадать трудно, но тут одно открытие помогло другому. Теория помогла практике. Наблюдателям помог математик Гаусс. Знаменитому ученому было тогда только 25 лет, и, имея много планов,
надежд и интересов, он еще не знал, чему он посвятит себя окончательно. Еще до описываемых событий он нашел общий способ вычислять орбиты светил всего лишь по трем наблюденным положениям их на небе. Применения новому способу, найденному Гауссом, еще не было, и открытие нового светила представило к этому первый и прекрасный случай. Гаусс тотчас же принялся за вычисления и в ноябре опубликовал уже элементы орбиты планеты, а также и ее положения на небе в будущем, — где планета должна была быть видна с Земли. Наступал уже сентябрь 1801 г., когда светило Пиацци, успевшее скрыться в солнечных лучах, снова должно было вынырнуть из них и сделаться доступным для наблюдения..., если бы удалось его найти. Увы, нетерпение наблюдателей, горевших желанием поскорее использовать помощь Гаусса, подверглось дальнейшим испытаниям. Дождь, снег, туман и облака как бы сговорились мешать поискам потерянного светила, и лишь в последнюю ночь того же 1801 г. небо расчистилось. Не смущаясь наступающей веселой встречей Нового года и основательным морозом, Цах бросился на поиски «по горячему следу», и наследующую ночь, в годовщину открытия Пиацци, беглянка была обнаружена. Ее перемещение среди звезд за двое суток выдало ее «с поличным»; в эту следующую ночь ее обнаружил также и Ольберс. Вычисления Гаусса показали, что Пиацци открыл не комету, а планету,
обращающуюся около Солнца как раз между Марсом и Юпитером. Кому, как не История с названием Цереры является одним из примеров возможного ответа на вопрос, который иногда задавали наивные люди. «Мы допускаем, что можно измерить и узнать размеры, расстояние и температуру небесных тел, но как, скажите, как узнали названия небесных светил?» Их узнали так же, как родители узнают имена своих детей... Открытие восьмой по счету планеты потянуло за собой ряд других открытий, и в наши дни, как мы увидим, приходится чуть ли не жалеть, что этих открытий так много... Церера была предметом постоянного внимания, и, наблюдая ее путь,
астрономы хорошо изучили расположение слабых звезд в окрестностях этого
пути. 28 марта 1802 г., недалеко от места, где незадолго перед тем среди
звезд виднелась Церера, Ольберс заметил новую звездочку и уже через два
часа убедился в ее движении относительно ее соседок. Дело пахло открытием
еще одной планеты, и Гаусс снова показал, что это действительно так и есть. В прежние времена было мало обсерваторий и мало людей, занятых исключительно астрономическими исследованиями. Скудно оплачивалась их работа. Примерно половина выдающихся ученых XVII и XVIII веков занималась наукой в часы досуга, выкраиваемого от других занятий, кое-как обеспечивавших им жизнь. Еще большее число ученых при капиталистическом строе в начале своей деятельности занималось посторонними делами, прежде чем им удалось целиком посвятить себя науке. Так, например, известный астроном Бессель начал свою карьеру конторщиком, Лассель, открывший спутник Нептуна, был пивоваром; из исследователей комет Свифт был жестянщиком, Темпель — литографом; один исследователь планет Шретер был судейским чиновником, Гершель начал свою деятельность музыкантом, Швабе, открывший периодичность солнечных пятен, был аптекарем, Холл, открывший спутники Марса, вышел из плотников, исследователь малых планет Ольберс был врач-практик. Урывая время от сна, Ольберс наблюдал кометы и стал авторитетом по части изучения их орбит. Еще в 1779 г., дежуря у кровати больного товарища, такого же, как и он, студента-медика, он додумался до важного упрощения в вычислении этих орбит. Ученым счастливые мысли приходят в голову иногда неожиданно, даже в самой неподходящей обстановке — в трамвае, в антракте концерта и даже в магазине. Поглощенный своим делом, ученый постоянно старается урвать каждую свободную минуту для размышлений, и к своей счастливой мысли на дежурстве Ольберс пришел, конечно, не случайно, а в итоге длительных дум в предшествующие месяцы. На вопрос: как это вам пришло в голову? — в большинстве случаев самым правильным и кратким будет ответ: я об этом думал постоянно. Новый способ облегчил труд вычислителей кометных орбит и ускорил вычисления. Сочетание строгого мышления с известным воображением бывает полезно, и воображение толкает исследователя на новые открытия. Так, Ольберс высказал смелую мысль, что то место Солнечной системы, которое некоторыми предоставлялось для одной лишь планеты, действительно когда-то было занято единственной планетой. Две из них, обнаруженные тут, — по мысли Ольберса, — это ее осколки, образованные некогда какой-то катастрофой. Этих осколков, наверно, даже не два, а много, и есть смысл поискать остальные. Если некогда планета, помещавшаяся между Марсом и Юпитером,
разорвалась на куски, то через ту точку пространства, где произошел взрыв,
должны пройти орбиты всех полученных осколков. Это — известный закон
механики, который должен быть справедлив и тут. Раз так, то чем шарить по
большой области неба в поисках новых планет, проще подстерегать их, когда
они будут проходить через те точки, где пересеклись орбиты Цереры и «Рабочая гипотеза» — это предположение, которое стремятся выдвинуть
временно для объяснения новооткрытого факта, хотя бы сам факт не был еще
изучен настолько подробно, чтобы выдвигаемое предположение было уже
достаточно обосновано. Рабочая гипотеза, не претендуя на строгость, дает на
первое время какое-то объяснение фактам и указывает исследователям пути в
их поисках. Дальнейшие исследования развиваются тогда уже не вслепую, а в
определенном направлении, и прежде всего с целью проверить правильность
сделанной гипотезы. Ведь из гипотезы следуют некоторые выводы, например,
что должны быть еще такие-то и такие-то явления. Существуют они в
действительности или нет, — вот на что тотчас же переключается внимание. Три года Ольберс сам терпеливо подстерегал новые планеты в созвездии Когда уже все, принимавшие участие в открытии этих планет, скончались,
пятая планета все еще не попадалась наблюдателям. Только в 1845 г., почти
через 40 лет, она была открыта. Открыл ее отставной почтовый чиновник Все планеты, обнаруженные между орбитами Марса и Юпитера [1], получили
общее название малых планет или астероидов, что в переводе с греческого
означает «звездоподобные». Действительно, даже в самые сильные телескопы
эти планеты выглядят как звездочки, так они малы. Малость в астрономии —
понятие, конечно, относительное, но в сравнении с остальными планетами
астероиды действительно малы. Самый большой — Церера имеет около 1000 км в
поперечнике и по объему во столько раз меньше Луны, во сколько раз Луна
меньше Земли. У Паллады диаметр около 600 км, у Юноны около 250 км и у Поскольку у четырех упомянутых астероидов диаметры измерены
непосредственно, можно было определить их отражательную способность. У трех
из них она составляет от 5 до 16 %, т. е. действительно близка к
отражательной способности поверхности Луны, Меркурия и земных пород. От Отражательная способность, размеры, а также расстояние от Солнца Чем меньше астероиды по размерам и чем меньше их блеск, тем больше оказывается их число, и потому с течением времени открывают астероиды все менее и менее яркие. Например, наибольшее число открытых в 1930 г. астероидов падает на 14-ю звездную величину, а в 1938 г. оно приблизилось уже к 15-й звездной величине. Фотография — теперь единственный способ, применяемый для ловли малых планет, и уже в конце прошлого столетия, когда ее впервые применили, она сразу показала свое преимущество перед визуальными поисками в телескоп, какие проводили ранее. Чтобы отличить слабый астероид от звезд, надо убедиться в его движении среди звезд от ночи к ночи. Если ближайшие ночи пасмурны, заподозренная планетка может быть утеряна. На фотографии, когда астрограф перемещается за звездами, последние
выходят в виде точек, а планета уже за час экспозиции успевает сместиться
настолько, что получается в виде короткой черточки и этим сразу выдает
себя. Если астероид слабо светится, то его след не отпечатывается на
пластинке, и, чтобы поймать самые слабые астероиды, придумали такой способ. Обнаружив на снимке астероид, надо убедиться в том, что это новый, и для этого надо определить точно его видимое положение среди звезд, его координаты на небесной сфере, а затем сравнить их с эфемеридами, т. е. с вычисленными наперед видимыми положениями астероидов, орбиты которых уже известны. Теперь, убедившись, что вы открыли новый член Солнечной системы, получите еще не менее двух определений его положения на небе, и по возможности не в смежные дни, иначе нельзя будет достаточно точно вычислить его орбиту. Сколько раз пасмурная погода мешала наблюдателю проследить за астероидом, и он терялся, так как нужных наблюдений его положения получить не удавалось. Открытие, бывшее, казалось, в руках, ускользало между пальцами, как в свое время чуть не ускользнула Церера! До тех пор, пока орбита планеты по достаточному числу наблюдений не определена уверенно, планете не присваивают ни очередного номера, ни имени и не считают ее достойной стать членом солнечной семьи. Много таких планет было найдено и утеряно, снова найдено кем-либо другим и снова утеряно, и потому не каждая открытая планета сразу получает имя. Очень много малых планет (более сотни) было открыто на советской
обсерватории в Симеизе Г. Н. Неуйминым, С. И. Белявским и другими. В Вычислив орбиту и получив признание своей новой планеты, вы можете получить законное удовольствие присвоить ей любое имя. Как ни велик запас богов в арсенале греко-римской мифологии, его не хватило для наименования астероидов. Сохранить стиль мифологических названий не удалось, и тут уже стали называть астероиды, кто во что горазд, лишь бы имя носило женское окончание. За рубежом астероиды называли в честь жен, дочерей, а быть может, даже и тещ. Лишь для наиболее особенных астероидов, в виде исключения и для выделения их из среды остальных, были приняты названия с мужским окончанием. Так и среди небесных светил было отражено древнее, уничтоженное в Советском Союзе неравноправие мужского и женского. Но сейчас это правило так строго уже не соблюдается. В честь городов, где были открыты планеты, некоторые из них получили
такие названия, как Москва (№ 787) и Симеиза (№ 748). Есть планеты Приводимая здесь табличка рисует хронологическую картину открытия астероидов. В 70-х гг. число занумерованных астероидов подошло к 3000. В этой таблице роль фотографии, выступившей на сцену в конце XIX столетия и повысившей число ежегодных открытий, очень заметна. Для множества незанумерованных астероидов известны приближенные орбиты. Размер и масса астероидов в той или иной мере пропорциональны их
блеску (приведенному к условиям одинакового расстояния от Земли и Солнца),
поэтому распределение астероидов по их, как говорят, «абсолютному блеску» Можно оценить, изучая статистику открытий, какая доля астероидов,
находящихся на данном расстоянии от Солнца, еще случайно не открыта. В
общем, мы приходим к тому заключению, что астероидов ярче 9-й абсолютной
звездной величины всего имеется 530. Число астероидов более слабых
увеличивается примерно в 2, 7 раза при ослаблении их яркости в 21/2 раза. С
помощью наибольшего в мире телескопа, если бы его можно было целиком занять
ловлей малых планет, можно было бы выловить их 30—40 тысяч. Число еще более
маленьких и слабых астероидов, может быть, доходит до сотен тысяч, а
астероидов до 1 км диаметром, по подсчету С. В. Орлова, должно быть около Все это чудовищно большое число планеток движется по всевозможным орбитам между Юпитером и Марсом, и пути их переплелись настолько, что если бы мы сделали проволочную модель их орбит в виде колец, то ни одного кольца нельзя было бы вынуть из модели, не потянув за собой все остальные. Быстрый рост числа вновь открываемых астероидов приводит в ужас вычислителей — тех скромных неутомимых тружеников, которые взяли на себя задачу вычислять орбиты и эфемериды «карманных планет». Главная забота и труд состоят в вычислении возмущений в движении астероидов. Они, особенно некоторые, как на зло, близки к Юпитеру, который своей огромной массой производит наибольшие возмущения. Благодаря ему орбиты многих малых планет изменяются так быстро и сильно, что без постоянного их исправления планеты рискуют снова затеряться среди бесчисленных слабых звезд. Не хватает уже квалифицированных рабочих рук, а если хотите — и глаз, для постоянного их наблюдения и постоянного учета возмущений. Малые планеты специально обслуживаются двумя-тремя большими астрономическими институтами. Стали было поговаривать о том, чтобы установить приблизительно орбиты астероидов, а затем следить лишь за наиболее интересными из них, за всеми же — «не угонишься». Но тут, к счастью, изобрели быстродействующие электронные счетные машины и вычисления очень ускорились и облегчились. Институт теоретической астрономии в Санкт-Петербурге разработал особые способы для быстрого и точного учета возмущений. Опираясь на его расчеты, наблюдения малых планет ведут в ряде стран. Было бы, однако, неверно думать, что открытие астероидов не приносит нам ничего, кроме бесполезных забот. Существование целого кольца астероидов в Солнечной системе уже само по себе очень интересно и существенно для выяснения прошлого и будущего планет. Проблема астероидов, оказывается, связана и с загадкой происхождения комет и тех камней (метеоритов), которые из межпланетного пространства падают на Землю. Орбиты малых планет и их возмущения поставили перед астрономами-теоретиками ряд новых и трудных задач, из которых многие были блестяще разрешены и получили применение и в других областях науки, в частности, в физике при изучении движения электронов в атоме. Наблюденные возмущения в движении многих астероидов помогли определить массы больших планет. Наконец, наблюдатели были очень заинтересованы новыми открытиями и для ловли планет старательно совершенствовали свои инструменты и методы наблюдения. В частности, необходимость искать слабые планеты среди слабых же звезд ускорила составление точных звездных карт, применения которых бесчисленны. Малые планеты позволили с наибольшей точностью установить расстояние от Земли до Солнца. Учтем это и без усмешки над усилиями астрономов, труды которых напоминают насмешникам софизм о всемогуществе творца [3], ограничимся знакомством с наиболее удивительными из семьи этих удивительных планет. Орбиты астероидов, носящихся преимущественно между орбитами Марса и Особенный интерес представляют для нас астероиды, подходящие в
перигелии к Солнцу ближе, чем Марс. Первым среди них, и долгое время
единственным, был Эрос (или Эрот), открытый в 1898 г. Когда Земля и Эрос
находятся одновременно в точках наибольшего сближения их орбит, их
разделяет расстояние всего лишь в 22 миллиона км, т. е. в 21/2 раза меньшее
минимального расстояния между Землей и Марсом. В это время положение Эроса
среди звезд при наблюдении с противоположных точек Земли отличается почти
на целую минуту дуги. Зная диаметр Земли и измерив эту разность в его
видимом положении на небе, можно подсчитать точно расстояние Эроса от Земли
в километрах. Но, поскольку его орбита известна, это расстояние можно
выразить в единицах расстояния от Земли до Солнца, и сравнение этих двух
величин даст нам тогда в километрах расстояние от Земли до Солнца. Правда, для уточнения величины нашей единицы масштаба, нашего астрономического «метра», теперь применяется радиолокация, но и Эрос позволяет определить его с достаточно высокой точностью. Поперечник Эроса составляет около 25 км, и при наибольшем сближении с По странной случайности Эрос привлекает исключительное внимание еще и в другом отношении — необычайными колебаниями блеска. В 1900 г. за 79 минут он на глазах пораженного этим наблюдателя, следившего за ним, ослабел в 4 раза (на 1, 5 звездной величины). В течение последующих часов он опять разгорелся до прежнего блеска и затем снова стал угасать. Обнаружилось, что колебания блеска были периодичны, и за 5 ч 16 мин он дважды достигал максимума и дважды опускался к минимуму. Едва успели к этому присмотреться, как колебания блеска стали затухать и через несколько месяцев совершенно исчезли. В следующих своих сближениях с Землей Эрос то не менял блеска, то
менял его едва заметно, то опять с прежней большой амплитудой. Тайна вокруг В конце концов стали склоняться к мысли о том, что Эрос имеет форму
огурца, сигары или высокого и узкого бочонка, к тому же покрытого темными и
светлыми пятнами. Взаимное положение Земли и Эроса меняется. Когда ось
вращения этого бочонка, перпендикулярная к его длине, направлена к нам, то
мы видим его постоянно во всю длину, поэтому видимая, отражающая солнечный
свет поверхность велика и постоянна. Тогда и блеск Эроса велик и постоянен. В 1931 г., во время наибольшего его сближения с Землей, в большой
телескоп разглядели диск Эроса и обнаружили изменения его формы — он
казался то круглым, то продолговатым. Его толщину оценили в 6 км и длину в Мы уже упоминали, что и другие астероиды несколько колеблются в блеске, обнаруживая свою обломочную форму и пятнистость поверхности, но среди них Эрос, по-видимому, наиболее отличается от шара. Почти 35 лет прошло, прежде чем был открыт другой астероид, у
которого, так же как и у Эроса, перигелий находится ближе к Солнцу, чем
орбита Марса. Он и другие астероиды, подходя очень близко к Земле,
вследствие перспективы движутся среди звезд особенно быстро, как иные
кометы, и даже быстрее, хотя в пространстве их скорость невелика. Поэтому
из осторожности первое время после открытия такого рода светило называют Объект, открытый в 1932 г. и названный впоследствии Амором (или В том же 1932 г. открыли Аполлон, который подходит к Земле еще ближе, чем Эрос и Амор. Период его обращения меньше, чем у Марса, всего лишь 1, 8 года, — первый случай такого рода, встреченный в семье астероидов. Он пересекает орбиты Земли и Венеры, в то время как его афелий лежит за орбитой Марса! Открытый в дни наибольшего сближения с Землей, он прошел на расстоянии всего лишь в 3 миллиона км, т. е. в семь раз ближе, чем Эрос; быстро удалившись от Земли, этот планетный карлик перестал быть видимым. Когда мы говорим о пересечении орбит астероидов с земной орбитой, то не надо понимать это буквально. Если бы это было так, то Земля и астероид могли бы, конечно, когда-нибудь столкнуться. Во всех таких случаях орбиты астероидов наклонны к эклиптике и
пересекают собственно плоскость эклиптики, но не самую орбиту Земли. На чертеже орбита астероида иногда кажется пересекающейся с орбитой Объект, открытый в 1936 г., также оказался астероидом и получил имя В 1949 г. была открыта планетка, названная Икаром за свое Солнцу ближе, чем Меркурий, оказываясь к Солнцу в пять раз ближе и нагреваясь им в 25 раз сильнее, чем Земля. В таком пекле, каким является для Икара перигелий, его поверхность накаляется, может быть, до того, что даже начинает немного светиться собственным светом. У древних греков был миф о том, как Икар захотел летать и изготовил себе крылья из перьев, скрепленных воском. Но он неосторожно приблизился на своих крыльях к Солнцу и солнечный жар растопил воск на крыльях. Икар рухнул с высоты и погиб, наказанный за свою дерзость. Надеемся, что ничего подобного с астероидом Икаром не случится, по крайней мере, до того, как мы сможем лучше проследить за его движением. К этому есть все основания, так как эта планетка состоит, конечно, не из воска, а, вероятно, из каменных по од. В июне 1968 г. предстояла новая встреча — следующее сближение Икара с Встреча с Икаром принесла нам не вред, а пользу. Согласно теории
относительности Эйнштейна перигелий орбит планет, близких к Солнцу, должен
медленно перемещаться в пространстве, поворачиваться. Проверить это по
движению Икара было бы точнее, чем по движению Меркурия. По той же теории и
расстояние планеты от Солнца при ее обращении вокруг него должно изменяться
немного иначе, чем по теории тяготения Ньютона. Это тоже можно проверить. Адонис пролетел мимо Земли на расстоянии 1г/2 миллионов км, а Гермес побил рекорд, проскочив мимо нас на расстоянии 1 миллиона км, которое всего лишь втрое превосходит расстояние до Луны. В астрономическом смысле до него в это время было «рукой подать». Если Гермес под влиянием возмущений (а они, ввиду его тесных сближений с Землей и с Марсом, могут быть велики) не изменит сильно своей орбиты, то иногда он сможет подходить к нам на расстояние всего лишь в 500 тыс. км, т. е. быть всего лишь в 11/2, раза дальше Луны! Открыть планетку такого типа, как Гермес, очень трудно. Во-первых, она
может быть видна лишь короткое время, дока проходит вблизи Земли и потому
достаточно ярка. С удалением она быстро ослабевает и теряется из виду. Во-
вторых, вследствие перспективы такое светило движется вблизи Земли на фоне
звездного неба необычайно быстро. 30 октября 1937 г. Гермес, проносясь мимо К 1974 г. стало известно уже 34 астероида, сильно выходящих по временам за кольцо основной массы малых планет и могущих изредка сильно сближаться с Землей. Их можно разделить на два типа: 1. Типа Аполлона, с перигельным расстоянием менее 1 а. е. и,
следовательно, проникающие внутрь земной орбиты. Их известно 17, из которых 2. Типа Амора, с перигельным расстоянием от 1, 00 до 1, 26. Их тоже известно 17. В каждой из групп астероидов можно выделить подгруппы: 1) с большой полуосью, меньшей чем у Марса (а |
| « Пред. | След. » |
|---|
|
|
| Реклама |
|---|
