Если бы планеты Солнечной системы были школьниками, то Венера и Уран – те самые двоечники, которые сидят на задней парте и делают все не так, как должно быть.
Слова учителей до них просто не доходят. Эта своенравная парочка поступает так, как ей заблагорассудится.
Вы же знаете – все планеты нашей звездной системы движутся вокруг Светила против часовой стрелки. Этот закон физики никто не смеет нарушить!
Все уважающие себя планеты вращаются вокруг своей оси тоже против часовой стрелки. Но эти двое ведут себя как бунтари.
Венера крутится в обратную сторону, а Уран вообще завалился на бок.
Как так вышло?
Силы Вселенной недоглядели или что-то не так с этими планетами?
Вопрос не из простых, но астрофизики пытаются докопаться до истины.
Обо всех изысканиях в подробностях, конечно, не расскажу. Но кое-что интересное удалось обобщить.
Читайте, почему Венера и Уран отказались следовать общему ритму Вселенной. Они выбрали свой собственный путь. Почему?
1. ЗАГАДОЧНАЯ ВЕНЕРА
Неоспоримые факты:
Венера вращается по часовой стрелке, в отличие от всех других планет.
Один венерианский день длиннее ее года: сутки на Венере длятся 243 земных дня.
Это делает её самой "медлительной" планетой.
Как узнали о ретроградном вращении Венеры
Все началось в 1962 году, когда автоматическая межпланетная станция Mariner 2, запущенная NASA, впервые приблизилась к Венере.
Тогда ученые ожидали получить подтверждающие данные, что планета вращается, как и все остальные в Солнечной системе.
Но чем больше они анализировали радиолокационные сигналы, тем сильнее убеждались: что-то здесь не так!
Когда результаты обработки сигналов поступили в лаборатории, астрономы были обескуражены: Венера двигалась не в ту сторону!
Это открытие было настолько неожиданным, что данные несколько раз перепроверяли с помощью радиотелескопов на Земле. Оказалось, нет никакой ошибки.
В 1964 году советский астроном Геннадий Петрашов провел дополнительные радиолокационные измерения и еще раз подтвердил – планета действительно вращается по часовой стрелке, а не против, как Земля и другие.
Это открытие вызвало шквал вопросов.
Как такое возможно? Почему именно Венера? Какие силы могли заставить планету изменить свое вращение?
В последующие годы гипотезы рождались одна за другой, и сегодня есть несколько рабочих теорий, которые так или иначе объясняют этот феномен.
ГИПОТЕЗЫ, ОБЪЯСНЯЮЩИЕ ПОВЕДЕНИЕ ВЕНЕРЫ
1. Гигантское столкновение в прошлом
Одной из первых гипотез было предположение о мощном столкновении с крупным небесным телом, которое изменило осевое вращение планеты.
Идея была предложена еще в 1965 году астрономом Питером Голдрайхом (Goldreich P., 1966, Astronomical Journal).
Согласно предложенному сценарию, миллиарды лет назад Венера могла пережить серию столкновений, в результате которых ее вращение стало не просто медленным, но и противоположным.
2. Гравитационное воздействие Солнца
Другую гипотезу выдвинули исследователи из NASA в 1981 году.
Они предположили, что приливное влияние Солнца могло постепенно замедлить Венеру, а затем и “развернуть” ее вращение в другую сторону.
Приливные силы возникают из-за гравитационного притяжения массивного объекта, который воздействует на ближайшие к нему небесные тела. В данном случае – Солнце такой массивный объект, оказывающий влияние.
На Земле мы тоже ощущаем приливы, как подъем и спад воды в океанах. Только вот у Венеры механизм работает иначе.
Поскольку планета находится ближе к Солнцу, приливное воздействие намного сильнее, чем у более удаленных планет.
Вполне вероятно, что воздействие создает мощное трение между мантией и ядром планеты, вызывая постепенное торможение ее вращения.
Если так и есть, то со временем это могло привести к тому, что Венера не просто замедлилась, а начала вращаться в обратную сторону.
Более того, плотная атмосфера Венеры сыграла в этом процессе важную роль: ее плотные слои создавали дополнительное сопротивление, усиливая тормозящий эффект.
Другие планеты, такие как Земля или Марс, не испытывают такого сильного приливного торможения, поскольку находятся дальше от Солнца и имеют менее плотные атмосферы. У них просто нет такого значительного сопротивления.
А вот Венера оказалась тем единственным миром в Солнечной системе, где механизм сработал настолько радикально, что привел к ретроградному вращению.
3. Взаимодействие мантии и ядра
Последние свежие исследования Жан-Люка Марге (J.-L. Margot et al., 2021, Nature Astronomy) показали – недра Венеры вполне могут двигаться иначе, чем ее поверхность.
Ученый пришел к этому выводу после анализа данных, собранных межпланетными зондами Venus Express (ESA) и Magellan (NASA).
Он и его команда заметили – радиолокационные измерения показывают неравномерные изменения в скорости вращения Венеры.
Они предположили, что причиной может быть разъединенное движение мантии и ядра. Подобно тому, как жидкость внутри банки медленно переворачивается, создавая эффект обратного вращения.
Чтобы проверить гипотезу, ученые использовали модели внутренней структуры планеты и рассчитали, как вязкость недр и давление могут влиять на скорость вращения.
Результаты показали – медленное течение мантии способно вызывать торможение вращения и даже изменить его направление.
Согласитесь, это очень даже правдоподобное объяснение, почему Венера такой уникальный случай во всей Солнечной системе. Невозможно же быть, как все, когда глубинные процессы перевесили изначальную динамику, заданную при зарождении и формировании планеты.
2. УРАН – ПЛАНЕТА “ЛЕЖЕБОКА”
Неоспоримые факты:
Ось вращения Урана наклонена на 97 градусов. Это значит, что он как будто “лежит” на своей орбите.
Его сутки длятся 17 часов, а год – 84 земных года.
Его магнитное поле смещено относительно центра планеты, что делает его еще более странным.
История открытия странностей Урана
Когда Уильям Гершель в 1781 году впервые разглядел Уран через телескоп, он даже не догадывался, насколько эта планета необычна.
Открытие новой планеты само по себе было сенсацией, но вскоре ученые начали замечать странные вещи. Орбита Урана казалась нестабильной, а его движение не укладывалось в ожидаемые схемы.
Спустя десятилетия, когда появились более мощные телескопы, астрономы начали детально изучать поведение Урана.
В конце XIX века французский астроном Камиль Фламмарион первым предположил, что планета имеет необычный наклон оси. Однако доказательства удалось получить только в XX веке, когда спектроскопические наблюдения показали – полярные области Урана получают гораздо больше солнечного света, чем его экватор.
Вы ведь догадываетесь – это совсем нехарактерно для типичных планет.
Такая суть явлений означала – Уран буквально “лежит на боку”.
Настоящий прорыв в изучении планеты случился в 1986 году, когда зонд Voyager 2 пролетел мимо Урана и передал на Землю снимки, которые окончательно подтвердили – у планеты экстремальный наклон.
К этому времени ученые уже ломали голову: что могло так сильно повлиять на ось вращения целой планеты? Одни предполагали столкновение с гигантским объектом, другие говорили о влиянии спутников или гравитационного воздействия внешних тел, третьи…
Впрочем, нельзя быть абсолютно уверенными хоть в какой-то из гипотез, поскольку их невозможно проверить экспериментально. Но вот несколько, наиболее правдоподобно объясняющие “падение” Урана.
ГИПОТЕЗЫ, ОБЪЯСНЯЮЩИЕ ПОВЕДЕНИЕ УРАНА
1. Гигантский удар в далеком прошлом
Классическая теория предполагает, что Уран столкнулся с объектом размером с Землю, а может даже больше.
В 1976 году исследователь Джек Лиссар (J. Lissauer, Icarus, 1976) выдвинул гипотезу, что массивное столкновение могло буквально “уложить” планету на бок.
Поздние компьютерные модели подтверждают – такой удар мог случиться на ранних этапах формирования Солнечной системы.
2. Серия столкновений
В 2018 году команда ученых из Даремского университета (Великобритания) провела моделирование, показавшее – не одно, а сразу несколько столкновений могли постепенно перевернуть Уран.
Исследователи использовали высокоточные компьютерные симуляции, чтобы воссоздать условия ранней Солнечной системы. Их расчеты показали – возможно был не один массивный удар, а серия менее мощных столкновений с протопланетными объектами. Такая “бомбардировка” могла постепенно “наклонить” Уран до его нынешнего положения.
Дополнительные доказательства в пользу гипотезы были найдены при анализе структуры внутреннего ядра планеты: оно оказалось менее плотным, чем ожидалось. Считается, это может быть следствием множественных столкновений, не разрушивших Уран полностью, но изменивших его динамику.
Также данные, собранные миссией Voyager 2, показали – магнитное поле Урана смещено относительно оси вращения, что ещё раз подтверждает гипотезу о сложном и длительном процессе формирования нынешнего положения планеты.
Результаты работы опубликованы в The Astrophysical Journal.
2. Влияние массивного спутника
Еще через пару лет группа ученых из Токийского университета (Ida et al., 2020, Nature Astronomy) предложила новую гипотезу: у Урана мог быть гигантский спутник, чье гравитационное воздействие постепенно “завалило” ось планеты.
Исследователи пришли к такому выводу, когда анализировали данные о распределении массы внутри планеты и динамике ее вращения.
Компьютерное моделирование показало – если у Урана когда-то был массивный спутник, то его гравитационное притяжение могло медленно изменять наклон оси вращения. До тех пора, пока не произошли драматические события.
В определенный момент все возрастающая орбитальная нестабильность привела к катастрофическому выбросу спутника из системы.
Кстати, в отличие от одиночного удара, подобный процесс происходил бы плавно и постепенно. И гипотеза выглядит очень даже правдоподобной, поскольку объясняет существующий наклон оси планеты, на которой не видно никаких следов массивных (или не слишком массивных) столкновений.
Этот сценарий – альтернатива гипотезе гигантского удара, который раньше считался единственным объяснением необычного положения Урана.
Однозначных ответов нет. Исследования продолжаются. А у нас, как обычно, возникает вопрос:
ПОЧЕМУ ЭТО ВАЖНО?
В прошлой публикации мы обсуждали – все планеты в Солнечной системе движутся вокруг Солнца по своим орбитам исключительно против часовой стрелки.
Это связано с моментом импульса, который зародился в период формирования системы из газо-пылевого облака 4,6 млрд лет назад.
По той же физической причине планеты вращаются вокруг своей оси тоже против часовой стрелки.
Но только Венера и Уран оказались исключением, нарушившим эту суть явлений.
Вы же понимаете, аномалии Венеры и Урана – не просто интересные факты для научно-популярной заметки. Они ключ к пониманию ранней эволюции Солнечной системы.
Эти “двоечники” дают информацию о масштабных катастрофах, формировании планет и даже о том, какие механизмы могут работать на экзопланетах.
Кроме того, эти исследования помогают нам понять, может ли что-то подобное случиться с Землей.
Ведь если гравитационные взаимодействия способны настолько сильно повлиять на планету, то вопрос “может ли Земля изменить наклон оси?” уже не кажется таким фантастическим.
Как думаете, что будет если Земля вдруг “взбунтуется”, как Венера, и поменяет направление вращения?
Не знаю, возможно ли такое… Но может, у вас есть своя теория о “бунтарях” Солнечной системы и о том, почему Вселенная любит исключения?
Делитесь в комментариях!
Подписывайтесь на канал - наши читатели узнаю́т больше, когда вникают в Суть явлений
Читайте также: