Наука
Планета Нептун раньше относилась также к разряду гипотетических, её никогда не видели, но её существование предположили.
На самом деле учёные предполагали и предполагают существование большего количества планет.
Некоторые с течением времени покидают этот список, другие, возможно, на самом деле существовали в прошлом, и вероятно, даже существуют и сейчас.
10. Планета Х
В начале 1800-х годов астрономы знали о существовании всех больших планет в нашей солнечной системе, кроме Нептуна. Они также были знакомы с законами движения Ньютона и с гравитацией, которые использовались для предсказания перемещения планет.
При соотнесении этих предсказаний с фактическим наблюдаемым движением было замечено, что Уран "не пошёл" туда, куда предполагалось. Тогда французский астроном Алексис Бувар (Alexis Bouvard) задался вопросом, могла ли гравитация невидимой планеты сдвинуть Уран с намеченного курса.
После обнаружения Нептуна в 1846 году многие астрономы решили проверить, достаточно ли его сила притяжения мощна для того, чтобы объяснить наблюдаемое движение Урана. Ответ оказался отрицательным.
Возможно, существует ещё одна невидимая планета? Существование девятой планеты было предложено многими астрономами. Самым дотошным искателем девятой планеты был американский астроном Персиваль Лоуэлл (Percival Lowell), который назвал разыскиваемый объект "Планета Х".
Лоуэлл построил обсерваторию с целью найти Планету Х, но так никогда и нашёл. Спустя 14 лет после его смерти, астрономы обнаружили Плутон, но его сила притяжения также не была достаточно мощной, чтобы объяснить наблюдаемое движение Урана, поэтому научный мир продолжал искать планету Х.
Поиски продолжались до тех пор, пока зонд Вояджер-2 не прошёл мимо Нептуна в 1989 году. Тогда-то и было обнаружено, что масса Нептуна была измерена неверно. Обновлённые расчёты массы объяснили движение Урана.
Неизвестная планета
9. Планета между Марсом и Юпитером
В 16 веке Иоганн Кеплер (Johannes Kepler) заметил существование огромной пропасти между орбитами Марса и Юпитера. Он предположил, что там может быть планета , но не стал её искать.
После Кеплера многие астрономы стали замечать закономерности в орбите планет. Приблизительные размеры орбит от Меркурия до Сатурна - 4, 7, 10, 16, 52, 100. Если вычесть 4 от каждого из этих чисел, то получается – 0, 3, 6, 12, 48 и 96.
Примечательно, что 6 =3+3, 12=6+6, 96=48+48. Между 12 и 48 остаётся странная пустота.
Астрономы озадачились вопросом, а не пропустили ли они планету, которая, по подсчётам, должна располагаться между Марсом и Юпитером. Как писал немецкий астроном Элерт Бодэ (Elert Bode): "После Марса обнаружено огромное пространство, в котором до сих пор не было выявлено ни одной планеты. Можно ли верить, что основатель Вселенной оставил это пространство пустым? Конечно, нет".
Когда в 1781 году был открыт Уран, размер его орбиты чётко вписался в описанную выше закономерность. Это выглядело как закон природы, который позже стал известен как закон Бодэ или закон Тициуса-Бодэ, однако, пресловутый разрыв между Марсом Юпитером всё равно оставался.
Элерт Бодэ
Венгерский астроном по имени Барон Франц фон Зак (Baron Franz von Zach) также убедился в том, что закон Боде работает, а это значит, что между Марсом и Юпитером существует неоткрытая планета.
Он провёл несколько лет в поисках, но так ничего и не нашёл. В 1800 году он организовал группу из нескольких астрономов, которые систематически занимались исследованиями. Одним из них был итальянский католический священник Джузеппе Пиацци (Giuseppe Piazzi), который в 1801 году обнаружил объект, орбита которого точно совпадала по размерам .
Однако, объект, названный Церера , оказался слишком мал, чтобы называться планетой. На самом деле Церера считался астероидом на протяжении многих лет, потому как он был крупнейшим в главном поясе астероидов.
Сегодня Церера относится к карликовым планетам, как и Плутон. Стоит добавить, что закон Боде перестал работать, когда был найден Нептун, потому что размер его орбиты не соответствовал принятому шаблону.
Галактика: неизвестные планеты
8. Тейя
Тейя – это имя, данное гипотетической, размером с Марс планете, которая, вероятно, столкнулась с Землёй около 4,4 миллиардов лет назад, что могло привести к образованию Луны. Предполагается, что имя планете дал английский геохимик Алекс Хэллидей (Alex Halliday). Так звали мифологического греческого титана, который подарил жизнь богине луны Селене.
Стоит отметить, что происхождение и формирование Луны до сих пор является предметом активного научного обсуждения. В то время, как вышеописанная история является основной версией (Giant Impact Hypothesis), она не единственная.
Возможно, Луна была каким-то образом "захвачена" гравитационным полем Земли . А может быть Земля и Луна сформировались парно примерно в одно и то же время. Важно добавить, что Земля в самом начале своего образования, вероятно, пострадала от столкновения со многими крупными небесными телами.
7. Вулкан
Уран был не единственной планетой, чьё наблюдаемое движение не совпадало с прогнозами. Ещё одна планета обладала такой проблемой – Меркурий.
Расхождение впервые было обнаружено математиком Урбаном Леверье (Urbain Le Verrier), который выявил, что нижняя точка в эллиптической орбите Меркурия (перигелий) двигалась вокруг Солнца быстрее, чем показывали его расчёты.
Несоответствие было незначительным, но дополнительные наблюдения показали, что математик прав. Он предположил, что расхождения вызваны гравитационным полем неоткрытой планеты, вращающейся внутри орбиты Меркурия , которую он назвал Вулкан.
Урбан Леверье
За этим последовали многочисленные "наблюдения" за Вулканом. Некоторые результаты наблюдений оказались просто солнечными пятнами, однако, были и другие, сделанные уважаемыми астрономами и казавшиеся правдоподобными.
Когда в 1877 году Леверье умер, он считал, что существование Вулкана подтверждено . Тем не менее, в 1915 году была опубликована общая теория относительности Эйнштейна, и оказалось, что движение Меркурия предсказывалось верно.
Вулкан исчез, но люди продолжали искать объекты, вращающиеся вокруг Солнца внутри орбиты Меркурия. Безусловно, ничего "планетоподобного" там нет, но там вполне могут «обитать» размером с астероид объекты, которые были названы "вулканоидами".
6. Фаетон
Немецкий астроном и врач Генрих Ольберс (Heinrich Olbers) обнаружил второй известный астероид под названием Паллас в 1802 году. Он предположил, что два найденных астероида могут быть фрагментами древней планеты, которая была разрушена под воздействием каких-то внутренних сил или при столкновении с кометой.
Подразумевалось, что помимо Цереры и Палласа существуют ещё объекты, и действительно, вскоре были обнаружены ещё два – Юнона в 1804 году и Веста в 1807 году.
Планета, которая якобы распалась с образованием главного пояса астероидов, стала известной как Фаетон, названная в честь персонажа греческой мифологии, везшего солнечную колесницу.
Однако, гипотеза о Фаетоне столкнулась с проблемами. К примеру, сумма масс всех астероидов главного пояса намного меньше, чем масса планеты. Кроме того, между астероидами существует очень много отличий. Как они могли произойти от одного "родителя"?
Сегодня большинство планетарных учёных полагают, что астероиды образуются из-за постепенного слипания между собой небольших фрагментов.
Неизвестное в космосе
5. Планета V
Это ещё одна гипотетическая планета между Марсом и Юпитером, но причины, по которым полагается, что она когда-то существовала, совершенно отличаются от вышеуказанных.
История начинается с миссии Аполлон на Луну. Астронавты Apollo принесли много лунных камней на Землю, некоторые из которых образовались в результате плавления горных пород в тот период, когда нечто наподобие астероида столкнулось с Луной и генерировало достаточное количество тепла, чтобы расплавить камень.
Учёные использовали радиометрическое датирование, чтобы выявить, когда эти породы охладились. Они пришли к выводу, что наиболее холодный период – это примерно 3,8 – 4 миллиарда лет назад.
Судя по всему, в течение этого периода времени с Луной сталкивались многие кометы и астероиды. Этот период известен как "Поздняя Тяжёлая Бомбардировка"(ПТБ). "Поздняя" из-за того, что случилась после большинства других.
Раньше столкновения в Солнечной системе происходили с завидной регулярностью, но сейчас время прошло. В связи с этим возникает вопрос: что случилось с временно увеличившимся количеством астероидов, столкнувшихся с Луной?
Около 10 лет назад Джон Чемберс (John Chambers) и Джек Лиссаер (Jack J. Lissauer) предположили, что причиной, возможно, была давно потерянная планета, которую они назвали "Планета V".
Согласно их теории, Планета V находилась между орбитой Марса и главным поясом астероидов перед тем, как гравитация внутренних планет заставила Планету V "съехать" в пояс астероидов, где она сбила траектории многих из них, что, в конечном счёте, привело к их столкновению с Луной.
Также полагается, что Планета V столкнулась с Солнцем . Эта гипотеза была встречена критикой, потому как не все согласны с тем, что ПТБ имело место быть, но даже если и так, то должны быть и другие возможные объяснения, кроме как наличие Планеты V.
4. Пятый газовый гигант
Ещё одно объяснение ПТБ – это так называемая Ницца – модель, названная в честь французского города, где впервые была разработана. Согласно этой модели, Сатурн, Уран и Нептун – внешние газовые гиганты – зародились на небольших орбитах, окружённых облаком астероидных размеров объектов.
Со временем некоторые из этих мелких объектов проходили рядом с газовыми гигантами. Такие близкие встречи способствовали расширению орбит газовых гигантов, хотя и очень медленными темпами.
Орбита Юпитера в действительности стала меньше. В какой-то момент орбиты Юпитера и Сатурна вступили в резонанс, в результате чего Юпитер стал оборачиваться вокруг Солнца дважды, в то время как Сатурн успевал только один раз. Это вызвало хаос.
По стандартам Солнечной системы всё происходило очень быстро. Почти круговые орбиты Юпитера и Сатурна напряглись, и Сатурн, Уран и Нептун несколько раз столкнулись. Облако мелких объектов также было взбудоражено.
В совокупности это привело к ПТБ . После того, как всё прошло, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун "обзавелись" орбитами, которыми они обладают и по сей день.
По этой модели можно сказать и о других особенностях Солнечной системы, таких как троянские астероиды Юпитера, однако, оригинальная модель не объясняет всё. Она нуждается в модификации.
Согласно этой теории, Тейя образовалась 4,6 млрд лет назад, как и другие планеты Солнечной системы , и имела сходный с Марсом размер.
См. также
Напишите отзыв о статье "Тейя (гипотетическая планета)"
Примечания
Для улучшения этой статьи по астрономии желательно :
|
| |||||||||||||||||||||||||||||
На той же орбите, что и Земля. Согласно теории гигантского столкновения столкнувшись с Землей привело к формированию Луны. Вероятно просуществовала на протяжении сотни мильйонолить от момента формирования Солнечной системы (~ 4.6 Гигалет) и до момента столкновения с Землей (~ 4.5 Гигалет).
Объект сформировался в точке Лагранжа (L4 или L5) по системе двух тел Земля-Солнце. Ориентировочно масса Тейи была как у (1 / 10 Земли). Планета названа в честь титана Тейи - матери Селены (богини ).
По некоторым данным планетозималей Тейя вероятно просуществовала 30-50 миллионов лет от формирования Солнечной системы и 4.53 Гигалет (миллиард лет) лет назад столкнулась с прото-Землей. Согласно результатам сравнительного анализа распределения изотопов рубидия и стронция на Луне и Земле проведенного в 2008 году столкновение произошло 4.48 ± 0.02? Гигалет. Последнее число хорошо согласуется с датой 4.46 ± 0.04 Гигалет, которая была ранее получена на основе потери свинца и формированию Лунной коры. Таким образом Тейя могла существовать на протяжении 70-110 Мегалет (миллионов лет).
Прото-Земля, на момент столкновения уже имела почти современную массу. Начальная скорость столкновения была незначительной, в астрономическом смысле - 4 км / сек. Угол падения Тейи был острым, ориентировочно 45 °. Железное ядро Тейи погрузилось к земному ядру, в то время как большинство мантии Тейи и значительная доля мантии Земли были выброшены в космос, где сформировали аккреционный диск. С аккреционного диска в очень короткое время (в пределах века, возможно даже одного месяца) сформировался спутник планеты - Луна.
Сближения и столкновения Тейи и Земли, и образование Луны.
Компьютерное моделирование показывает, что в троянских точках Лагранжа системы Земля-Луна длительное время до 100 Мегалит могли существовать значительные тела или скопления обломков.
В результате столкновения Земля получила значительный угловой момент вращения, сутки продолжалась около пяти часов. В дальнейшем вследствие удаления Луны, вращения Земли замедлился к существующим двадцати четырех часов в сутках.
Согласно современным взглядам, изотопное распределение планет существенно зависит от расстояния до Солнца. Луна и Земля имея сходное распределение изотопов не могли сформироваться на отличных орбитах, однако факт отсутствия на Спутнике тяжелых элементов было тяжело объяснить одновременным образованием на одной орбите обоих тел.
Впервые гипотеза "большого удара" или "большого всплеска" была предложена в 1975 году группой американских астрофизиков Элом Камероном, Уильямом Вардом и Уильямом Хартманн. Таким образом относительно легко было обосновано почти полное отсутствие на спутнике тяжелых элементов, например железа. Однако объект, образовавшийся кое должен существенно отличный состав и в новообразованного Луны был бы отличный изотопный состав, например изотопов кислорода.
Место возникновения Тейи долгое время оставался слабым местом теории. В новообразованной Солнечной системе не было мест где смог образоваться такой значительный объект, как Тейя с похожим к Земле изотопным составом. Ведь для накопления такой массы должно было пройти определенное время существования на стабильной орбите. В 2004 году на основе компьютерного моделирования два сотрудника Принстонского университета Ричард Готт и Эдуард Бэлбруно проиллюстрировали, что в одной из троянских точек Лагранжа, которые отстоят от Земли на 60 ° смог бы образоваться планетоид, который имел бы достаточно времени для разрастания в Марсианской массы.
Ориентировочно через сотню миллионов лет объект был расшатан гигантом
и постепенно сблизился и столкнулся с Землей на незначительной скорости. Поскольку и Земля и Тейя сформировались на одной орбите, то и изотопный состав в них похож.
25 февраля 2011 было объявлено об открытии двух планет на одной орбите в планетарной системе KOI-730. Обе планеты находятся в троянов точках друг относительно друга.
Существование таких объектов является еще одним подтверждением правдоподобности существования Тейи. Согласно расчетам орбит минимум в течение ближайших 2.2 миллионов лет обе планеты будут иметь стабильные орбиты.
Столкновение Земли с гипотетической планетой Тейей, вероятно, образовало Луну совсем не так, как полагали раньше: мощнейший удар испарил большую часть твёрдых пород нашей планеты, резко раздув её в размерах, и именно из внешних слоёв этого пара возник наш естественный спутник.
Американские учёные разработали новую методику определения концентрации изотопов калия и на её основе создали экзотическую теорию образования Луны, ранее никогда не рассматривавшуюся научным сообществом. Соответствующая статья опубликована в журнале Nature.
C 1970-х годов принято считать, что Луна образовалась, когда 4,5 миллиарда лет назад гипотетическая планета размером с Марс (Тейя) ударила в прото-Землю. Однако последние 15 лет ряд данных плохо стыкуется с этой идеей. Почти любая модель такого столкновения показывает, что Луна не менее чем на 60 процентов должна образоваться из Тейи. Но анализ состава лунного грунта — как советского, так и американского — указал на то, что там то же соотношение изотопов кислорода, что и на Земле. Известно также, что химический состав планет, образовавшихся в разных регионах Солнечной системы, должен различаться. Американские марсоходы фиксируют, что изотопный состав для Марса совсем не такой, как для Земли.
Общепринятая модель формирования Луны.
Чтобы объяснить это противоречие, в 2015 году была предложена новая модель, согласно которой столкновение тел было "лобовым" и настолько мощным, что основная часть обеих планет от нагрева испарилась. Горные породы стали газом, однако его температура была так высока, что вместо силикатной атмосферы над ядром планеты возник сплошной покров силикатной сверхкритической жидкости. Так называют состояние вещества, когда температура и давление в нём выше критической точки. Из-за этого ему одновременно присущи свойства как газа, так и жидкости. Например, сверхкритическая жидкость легко проникает сквозь препятствия как газ, но при этом растворяет твёрдые тела, как жидкость.
В такой среде материя Тейи и прото-Земли могла быстро смешаться и стать химически однородной за короткое время. У гипотезы было два основных недостатка. Во-первых, если это было так, её, на первый взгляд, было невозможно ни опровергнуть, ни убедительно доказать. Ведь состав Земли и Луны тогда был бы одинаковым. Во-вторых, сценарий получался слишком экзотическим. Он требовал испарения основной части нашей планеты после удара и её увеличения в объёме в 500 раз. Диаметр планеты тогда мог достигать 100 000 километров (почти как у Сатурна). Это примерно в восемь раз больше, чем сегодня, и больше похоже на газовую планету-гиганта, чем на известную нам Землю.
Однако теперь учёные из США, создав более точный метод анализа для изотопов калия, установили, что в лунных породах калия-41 чуть больше, чем в земных (на 4 десятитысячных доли). Единственный сценарий, который может корректно объяснить такое различие, — разная скорость конденсации калия-41 из облака горячего пара. Внешние слои вздувшейся после удара прото-Земли оказались бы в десятках тысячах километров от её центра и начали охлаждаться раньше. По мере остывания более тяжёлый калий-41 осаждался во внешних слоях интенсивнее, чем во внутренних. Поскольку внешние слои позже стали Луной, а внутренние стали нынешней Землёй, на спутнике калия-41 естественным образом оказалось чуть больше, чем на нашей планете.
Если бы этот процесс шёл в вакууме, он дал бы большую разницу по концентрации калия-41. Поскольку различия всё же довольно малы, расчёты показывают, что конденсация калия-41 в веществе будущей Луны шла при давлении в 10 атмосфер. Это довольно большая величина, которая указывает на то, что гипотеза испарения прото-Земли после столкновения с Тейей, скорее всего, верна. Как ни трудно было бы это себе представить сегодня, в районе формирования будущей Луны существовала сверхкритическая жидкость из испарившихся твёрдых пород нашей планеты. Со временем она постепенно кристаллизировалась в породы современной Луны. А остальные "излишки" вещества осели обратно на нашу планету, образовав её внешние слои.
Астрономы надеются, что космические зонды помогут им напасть на след Тейи.
Спонтанная прогулка Тейи, без сомнений, является лишь одной версией происходивших процессов становления Солнечной системы. Однако именно это наилучшим образом объясняет все феномены ближнего космоса. Так, например, только столкновение с массивным небесным телом могло заставить Луну навсегда прекратить вращение вокруг собственной оси или же сформироваться из обломков катастрофы. «Это все гипотетические предположения, - говорит один из участников поисков Тейи Майк Кайзер. - Мы никогда не сможем увидеть это, но многие исследователи уверены в том, что 4,5 миллиарда лет назад подобный инцидент имел место быть. Согласно гипотезам, Тейя была схожа по размерам и массе с Марсом. После соударения с Землей блуждающая планета рассыпалась на множество осколков, часть которых слиплась под воздействием центробежной силы и образовала Луну».
Впервые подобный сценарий происхождения Луны предложили в начале 80-х годов математик Эдвард Бельбруно и астрофизик Ричард Готт, известный своей теорией путешествия по времени. Затем эту идею подхватили многие ученые – она отлично объясняла особенности строения Луны: небольшое массивное ядро и дифференцированную плотность породы. Осталось только определить: какой объект был виновником катаклизма – планета, астероид или метеорит? Ученые надеются, что двойной космический зонд STEREO, запущенный NASA в 2006 году, поможет им обнаружить следы движения Тейи по Солнечной системе и окончательно установить процесс формирования Луны. Наблюдения при помощи телескопов не позволяют обнаружить признаки существования неуловимой планеты, однако STEREO направляется в точки Лагранжа земной орбиты, где гравитационные поля Земли и Солнца пересекаются. Подобный аспект позволит телескопу зонда посмотреть на Солнечную систему без искажений.
Двух ближайших точек Лагранжа STEREO достигнет последовательно в сентябре и октябре 2009 года. Его телескопы будут изучать солнечную активность, а также гравитационные поля светила и планет. Именно по гравитационному следу астрономы рассчитывают отследить Тейю – такое массивное небесное тело не могло свободно перемещаться по системе, не оставляя за собой каких-либо искажений. «Компьютерная модель показывает, что осколки Тейи могли скапливаться в 4-й и 5-й точках Лагранжа, где баланс внешних сил позволили ими объединиться в целое, - говорит Кайзер. - Кроме того, блуждающая планета могла повлиять на гравитационные поля других зарождающихся тел, например, Венеры. Это тоже можно будет проверить с помощью исследований ближнего космоса зондом STEREO».
