АСТРОНОМИЯ

1 января 1801 г. итальянский астроном Пиацци случайно, во время астрометрических

наблюдений, обнаружил звездообразный объект, прямое восхождение и склонение

которого, по дальнейшим наблюдениям, заметно изменялось от ночи к ночи. Гаусс

вычислил его орбиту, и оказалось, что он движется вокруг Солнца по эллипсу,

большая полуось которого равна 2,77 а.е., наклонение i  = 10ё и эксцентриситет е

= 0,08. Стало ясно, что открыта планета, имеющая очень малые размеры. Ее назвали

Церерой. Вскоре были найдены еще три такие планеты - Паллада, Веста и Юнона. В

течение XIX в. количество планет-малюток постепенно увеличивалось. Их стали

называть астероидами или малыми планетами. С конца XIX века для поисков малых

планет начали применять фотографию. При длительных экспозициях изображение

астероида вследствие изменения a  и s   получается в виде черточки, и его

нетрудно отличить от звезд.

В настоящее время известны орбиты 1800 астероидов. Самый яркий из них, Веста,

представляет собой в противостоянии объект 6m,5; имеется несколько астероидов

7m-9m, все остальные - слабее.

Статистика показывает, что малые планеты подчиняются определенному закону

светимости: астероидов, имеющих звездную  величину т, в 2,5 раза больше, чем

астероидов со звездной величиной т - 1. Астероидам с хорошо определенной орбитой

присвоены номера (в порядке открытия) и названия. Сначала использовались

исключительно женские имена, заимствованные из мифологии, потом обычные женские

имена, а позднее производные от имен известных ученых, стран и городов.

Некоторым астероидам с необычной орбитой были даны мужские имена, взятые из

мифологических источников.

Только у четырех первых астероидов удалось прямыми измерениями определить

диаметры. Самый большой оказался у Цереры (780 км), самый маленький у Юноны (200

км). Детали на дисках этих астероидов различить невозможно, но наблюдаются

периодические колебания блеска и поляризации света, которые объясняются,

по-видимому, вращением. В основном астероиды имеют диаметры от нескольких

километров до нескольких десятков километров.

Большинство малых планет движется на средних расстояниях от Солнца между 2,2

а.е. и 3,6 а.е., т.е. между орбитами Марса и Юпитера. Эта зона называется поясом

астероидов. Эксцентриситеты орбит большинства астероидов (97%) меньше 0,3, а

наклонения - меньше 16ё (90%). Но есть планеты, орбиты которых выходят далеко за

пределы пояса астероидов. Встречаются наклонения до 43ё (Гидальго) и

эксцентриситеты до 0,83 (Икар).

Среди малых планет имеются семейства астероидов, орбиты которых близко подходят

одна к другой. Две такие группы называются греками и троянцами: Ахилл, Патрокл,

Гектор и др. (всего 15); 10 из них ("греки") движутся вокруг Солнца

приблизительно по орбите Юпитера, на 60ё по долготе впереди и пять ("троянцы")

позади него, так что Солнце, Юпитер и эти группы астероидов образуют два

равносторонних треугольника. Для этого частного случая задачи трех тел Лагранж

нашел строгое решение (см. ; 56), показав, что движение тел, находящихся вблизи

таких точек, устойчиво по отношению к возмущающим влияниям больших планет.

Количество астероидальных тел в межпланетном пространстве, по-видимому, очень

велико, и мы наблюдаем только самые большие из них. Сталкиваясь между собой,

такие тела дробятся и разрушаются, и в результате межпланетное пространство

должно быть заполнено роем твердых обломков самых разнообразных размеров, от

пылинок диаметром в доли микрона до размеров астероидов. Сталкиваясь с Землей,

они выпадают на ее поверхность в виде метеоритов (см. ; 143). Таким образом идет

процесс, обратный дроблению, - захват крупными телами более мелких.

Высказывалось предположение, что на ранних стадиях эволюции Солнечной системы

плотность метеоритных тел в межпланетном пространстве была больше, и падения

метеоритов играли существенную роль в формировании поверхности планет и

спутников, в частности, Луны (см. гл. XIV).

В ряде чисел, выражающих средние расстояния планет от Солнца, имеется некоторая

закономерность, подмеченная еще в XVIII в. (правило Тициуса - Боде):

      a  = 0,1 × (3.2" + 4) а.е.(10.8)

где n = - ¥ для Меркурия, 0 для Венеры, 1 для Земли и т.д., а - среднее

расстояние от Солнца в астрономических единицах. Табл. 8 позволяет сравнить

расстояния, вычисленные по формуле (10.8), с истинными.

Из таблицы 8 видно, что средние расстояния планет вплоть до Урана

удовлетворительно представляются формулой (10.8). Как раз в промежутке между

Марсом и Юпитером, где должна была быть еще одна планета, находится пояс

астероидов. По-видимому, в этой части Солнечной системы, которая разделяет

планеты типа Земли и типа Юпитера, физические условия были таковы, что

промежуточная планета не могла сформироваться или оказалась неустойчивой.

Возможно, что на каком-то этапе эволюции Солнечной системы в поясе астероидов

существовала одна или несколько крупных планет, но они были разрушены вследствие

столкновений с другими телами или в результате действия какой-либо другой силы,

например, приливного действия Юпитера. Физическая сущность приливного механизма

разрушения состоит в том, что сила притяжения постороннего тела действует

по-разному на различные части системы частиц, связанных между собой гравитацией,

стремится их разделить и заставить каждую частицу двигаться по независимой

орбите. Если это разделяющее действие окажется сильнее, чем притяжение между

частицами, то система частиц (а ею может быть и твердое тело больших размеров,

такое как планета) разрушится.