Реферат: Происхождение астероидов

Паршаков Евгений Афанасьевич

Астероиды, как и ледяные планеты, происходят из комет, но их происхождение из комет весьма значительно отличается от происхождения из комет ледяных планет. Если ледяные планеты происходят из комет на периферии Солнечной системы за последней планетой-гигантом Нептуном, то астероиды происходят из комет вблизи Солнца, ближе первой из планет-гигантов Юпитера.

Как мы уже говорили, между орбитами каждых двух соседних планет-гигантов расположены пояса комет, подобных астероидному поясу, расположенному между орбитами Марса и Юпитера. При этом количество и совокупная масса второго кометного пояса, расположенно го между орбитами Сатурна и Урана, возможно, превосходит количество и совокупну ю массу комет первого кометного пояса, расположенного между орбитами Юпитера и Сатурна, в несколько раз. Точно также третий кометный пояс, расположенны й между орбитами Урана и Нептуна, возможно, превосходит в несколько раз второй кометный пояс.

Возникновение кометных поясов между орбитами планет-гиган тов связано с тем, что эксцентриситеты планет все более уменьшаются в процессе их эволюции, и вследствие этого между ними возникают бреши, свободные промежутки, так, что ближняя к Солнцу из двух планет в афелии, при наибольшем удалении от Солнца, уже не достигает той точки, которой достигали ранее она и соседняя планета в перигелии, при наибольшем приближении к Солнцу.

Если кометы при их больших эксцентриситетах движутся по своим орбитам так, что они пересекаются между собой и если ледяные планеты с их меньшим эксцентриситетом движутся по орбитам так, что афелий одной ледяной планеты и перигелий другой, более отдаленной от Солнца и соседней с первой, соприкасаются или почти соприкасаются друг с другом, то планеты-гиганты с их малым эксцентриситетом обращаются вокруг Солнца таким образом, что между их орбитами возникают большие свободные промежутки. Но природа не терпит пустоты, и свободную брешь сразу же занимают тысячи комет.

Вообще, кометы размещаются в Солнечной системе везде, не только в свободных промежутках между орбитами планет-гигантов, но и недалеко от них. Но все они скоро исчезают, захватываясь планетами, в сферу действия которых они попадают. Поэтому длительно е существование большинства комет вблизи орбит планет является невозможн ым. Рано или поздно их пути пересекутся, что закончится для комет прекращением их существования. Но в зоне планет-гигантов положение для части комет изменяется, ибо посредине между орбитами планет-гигантов с их малыми эксцентриситет ами возникают бреши, в которых кометы могут находиться более продолжительное время, в течение всего галактического лета. Многие из них при этом увеличиваются, захватывая другие, более мелкие кометы и увеличивая за их счет свои размеры и массы.

Во время каждой галактической зимы кометы, имея малую массу и плотность и, вследствие этого, большое относительное торможени е, начинают приближаться к Солнцу. Их расстояние от Солнца все уменьшается и они все ближе и ближе приближаются к впереди находящейся орбите планеты-гиганта, которая приближается к Солнцу во много раз медленнее.

Казалось бы, каждая комета, приблизившись к орбите планеты, должна либо упасть на ее поверхность, либо перейти с околосолнечной орбиты на околопланетную, либо, наконец, резко изменить свою орбиту и уйти из Солнечной системы по гиперболической орбите. Однако, на самом деле, все происходит несколько иначе. Существование астероидного пояса между орбитами Марса и Юпитера и тот факт, что мелкие астероиды в нем расположены не только дальше больших астероидов от Солнца, но и ближе, говорит о том, что мелкие тела Солнечной системы могут при благоприятных обстоятельствах обгонять более крупные небесные тела, так что, будучи до очередной галактичес кой зимы дальше от Солнца, мелкие тела во время галактической зимы могут оказаться к Солнцу ближе крупных небесных тел.

Конечно, не все мелкие тела могут обогнать более крупные. Многие из них будут при обгоне захвачены крупными телами, но и многие из мелких тел могут благополучно миновать эту опасную для них зону.

Из всех характеристик небесных тел некоторые являются либо более благоприятными, либо менее благоприятными для выживания небесных тел во время обгона ими крупных тел. К этим характеристикам относятся относительное торможение, эксцентриси тет и наклонение орбиты небесного тела к плоскости солнечной системы.

Чем большим является относительное торможение небесного тела, тем быстрее оно приближается к Солнцу и тем быстрее пройдет через опасную зону, т.е. через орбиту планеты. При равных плотности и расстоянии от центрального тела у двух тел относительное торможение тем больше, чем меньше его масса, поэтому более мелкие тела, при прочих равных условиях, имеют больше шансов благополучно обогнать планету. Поэтому кометы могут обгонять планеты-гиганты, а ледяные планеты, по-видимому, нет. А из комет больше шансов имеют более мелкие кометы. Еще легче пройти через опасную зону метеорным телам.

Из двух одинаковых комет, имеющих разные эксцентри ситеты, легче, по-видимому, пройти через орбиту планеты-гиганта или ледяной планеты той, которая имеет меньший эксцентриситет, поскольку она занимает меньше места в плоскости и объеме Солнечной системы. А из двух комет, имеющих разные наклонения орбит, легче пройти через опасную зону, при прочих равных условиях, той, которая имеет большее наклонение орбиты к плоскости орбиты обгоняемой ею планеты.

Во время обгона кометами планет происходи т отбор (можно сказать: «дарвиновский естественный отбор», распространенный на небесные тела) тех небесных тел, которые обладают большим числом благоприятных характеристик. Именно этим можно объяснить тот факт, что между орбитами планет-гигантов нет крупных тел, соизмеримых с Землей, Тритоном или Плутоном. Они, по-видимому, не могут благополучно миновать опасную зону, которую легко проходят кометы, особенно те из них, которые имеют малые размеры и массу и, следовательно, большое относительное торможение, малый эксцентриситет и большое наклонение орбиты.

Можно предположить, что из одного кометного пояса в другой может перейти примерно половина комет. Другая половина комет за это же время попадает на поверхность планеты-гиганта и ее спутников и на орбиты вокруг планеты-гиганта, становясь ее спутниками. Благополучно минуя орбиту планеты-гиганта, половина комет располагается на орбитах, расположенных равномерно между орбитами планет-гигантов. Вследствие этого, около четверти их захватывается за время галактического лета одной планетой, вблизи орбиты которой будут расположены орбиты этих комет, а другая четверть комет будет захвачена постепенно другой планетой. И только примерно половина из всех комет, благополучно перешедших через опасную зону, выживет до следующей галактической зимы, чтобы снова начать новое перемещение. Таким образом, число комет при перемещении из одного кометного пояса в другой может уменьшиться примерно в четыре раза. А это значит, что число комет в каждом более отдаленном кометном поясе может быть примерно в четыре раза больше, чем в более ближнем к Солнцу.

Каким же образом кометам удается пройти мимо планет-гигантов, минуя их мощное гравитацио нное притяжение? Дело в том, что планеты занимают на своей орбите ничтожно малую часть ее длины, которая исчисляется миллиардами и десятками миллиардов километров. И пока планета находится по одну сторону Солнца, кометы при пересечен ии ее орбиты могут находится от планеты по другую сторону Солнца или на большем расстоянии от нее. При этом они не могут столкнуться с ней, поскольку их периоды обращения в это время одинаковы и обращаются они в одном направлении. Когда же кометы подойдут ближе к Солнцу и их период обращения будет меньше, чем у планеты, они, безусловно, рано или поздно окажутся с планетой по одну сторону от Солнца, но в это время они уже будут находиться далеко от орбиты планеты, на безопасном от нее расстоянии, особенно те из них, которые имеют большое наклонение орбиты к плоскости орбиты этой планеты, большое относительное торможение и малый эксцентриситет.

В свете вышесказанного нетрудно понять происхождение астероидов, расположенных в астероидном поясе между орбитами Марса и Юпитера. В каждую галактическую зиму кометы из второго кометного пояса переселяю тся в первый кометный пояс, а кометы из первого пояса одновременно переселяются через орбиту Юпитера. При этом, примерно половина из них гибнет, оказываясь на поверхности Юпитера, на поверхности его спутников и на орбите Юпитера в качестве его маленьких спутников и спутничков. Возможно, и некоторые большие спутники Юпитера и других планет-гигантов также обзавелись при этом своими маленькими спутничками.

Переселившиеся кометы из первого кометного пояса располагаются более или менее равномерно на всем расстоянии от Солнца до Юпитера. Но затем, на протяжении очередного галактического лета, примерно половина из них постепенно поглощается посредством захвата Юпитером и планетами земной группы, в сфере притяжения которых они располагаются при окончании очередной галактической зимы. Другая половина комет сохраняется, расположившись в безопасной зоне между орбитами Юпитера и Марса.

Количество комет, переселившихся через орбиту Юпитера из первой кометной зоны, сокращается, таким образом, примерно в 4 раза. Но их совокупная масса при этом уменьшается еще более, поскольку кометы, поселившись в астероидном поясе, теряют под воздействие м солнечного излучения всю или почти всю ледяную компоненту, которая составляла большую часть их массы (быть может, 90-99%) и тем самым превращаются из ледяных или, вернее, снежных комет в силикатные астероиды.