Как планеты обращаются вокруг Солнца, так и спутники обращаются вокруг своих планет, и по размерам также распадаются на две группы. Семь из 59 известных сейчас спутников в Солнечной системе по своим размерам сравнимы с Меркурием, а остальные значительно меньше. Все эти планетоподобные тела обращаются вокруг планетгигантов: Юпитера, Сатурна и Нептуна — все, за одним исключением, которым является наша Луна.
Диаметр Луны составляет чуть меньше 3500 км. Она обращается вокруг Земли на расстоянии около четырехсот тысяч километров. На ней нет ни воды, ни атмосферы и не наблюдается никакой геологической активности. Нельзя, однако, сказать, что эти ее особенности характерны для всех других спутников. Лунные моря, названные так в прошлом наблюдателями, полагавшими, что эти темные пятна — действительно моря, на самом деле образованы лавовыми потоками, которые покрыли обширные пространства темными базальтами. Произошло это давно, когда крупные астероидоподобные тела бомбардировали.
Луну и пробивали ее кору, в результате чего лава, расплавленная еще со времен аккумуляции Луны, разливалась по поверхности. Период такой интенсивной бомбардировки, покрывшей всю лунную поверхность кратерами, закончился примерно четыре миллиарда лет тому назад. Столкновения Луны с внешними телами, без сомнения, происходят и в настоящее время, но не было ни одного достаточно сильного, чтобы его мог наблюдать человек.
(Как со всяким утверждением, касающимся Луны, и здесь есть свои исключения. Средневековые хроники говорят о кратковременно наблюдавшихся на поверхности Луны пятнах, облаках и вспышках. В качестве примера возьмем случай с пропавшим кратером. В Море Ясности до 1860 г. наблюдался кратер, названный по имени Линнея. В 1860 г. немецкий астроном Шмидт сообщил, что кратер исчез, и на его прежнем месте видно лишь смутное серое пятно. Повидимому, кратер между наблюдениями был стерт ударом метеорита, достаточно большого, чтобы перевернуть лунный грунт, но слишком маленького, чтобы оставить свой собственный заметный кратер.)
До высадки человека на Луну в 1960х годах существовали три конкурирующие гипотезы ее образования. Первая из них первоначально была высказана Джорджем Дарвином (внуком Чарлза Дарвина). Согласно этой гипотезе, Луна оторвалась от Земли, как Ева, созданная из ребра Адама, а ложе Тихого океана как раз представляет собой место недостающего ребра, весьма подходящее по размеру. Вторая гипотеза утверждает, что Луна образовалась гдето в Солнечной системе, а затем подверглась возмущению, покинула свою первоначальную орбиту и была захвачена Землей. Третье предположение состоит в том, что аккумуляция Луны произошла на орбите вокруг Земли из каменистого материала, оставшегося после окончания аккумуляции Земли.
Теперь, когда люди побывали на Луне и проанализировали доставленные оттуда породы, коечто прояснилось, хотя далеко не все. В первоначальном наброске этой главы, написанной в начале 1984 г., автор писал следующее:
«Наверняка можно утверждать лишь то, что Луна образовалась одним из этих трех путей, но каким именно — мы не знаем. Лунные породы по своему химическому составу похожи на земные, но в то же время явно отличаются от них. В частности, состав лунной коры плохо согласуется с породами коры под Тихим океаном. Сначала это считалось ударом по гипотезе отделения, но потом стало ясно, что если Луна отделилась до того, как все земные элементы типа железа выделились из коры при образовании ядра, то согласие между Землей и Луной оказывается не таким уж плохим. С другой стороны, такое сходство пород могло бы быть ударом для сценария образования Луны «гдето». Но пока не известен истинный химический состав спутников планетгигантов, мы не можем считать это сходство доводом против второго сценария. То, что мы узнали из анализа лунных пород, заставляет модифицировать рассмотренные гипотезы, но не может ни подтвердить, ни опровергнуть ни одной из них».
В действительности положение с гипотезами стало еще хуже. В статье, озаглавленной «Свойства и состав лунного вещества: аналогии с земным веществом», опубликованной в 1970 г. в престижном научном журнале Science, Эдвард Шрейбер и Орсон Андерсон из Геологической обсерватории ЛамонтДохерти в НьюЙорке сообщили о лунных сейсмических данных, полученных при помощи космических кораблей «Аполлон11 и 12»: «Данные о сейсмических скоростях в лунных породах были сопоставлены с соответствующими данными для многочисленных типов земных пород, и было найдено, что сейсмические скорости очень сильно различаются. Однако найдена группа земных веществ, у которых скорости сравнимы со скоростями в лунных породах».
Заметим, что значения скоростей в земных породах заключены в пределах 4,7—10,8 км/с. Авторы пришли к выводу, что, «возможно, старые гипотезы в конечном счете лучше и их не следует так легко отвергать».
Затем в октябре 1984 г. состоялась конференция по проблеме происхождения Луны, на которой большинство активных исследователей собрались, чтобы обсудить то немногое, что мы знаем. В результате обсуждения в основном были отвергнуты все
три гипотезы («сырная» теория не обсуждалась). В гипотезе отделения Дарвина предполагается очень быстрое вращение Земли для создания достаточной центробежной силы, способной отбросить Луну. Но никто пока еще не смог объяснить, почему Земля раньше вращалась так быстро, почему она с тех пор замедлилась и каким образом плоскость орбиты Луны оказалась наклоненной в среднем на 23° к земному экватору. Вторая гипотеза, предполагающая захват Луны Землей, оказывается физически невероятной. Несмотря на множество попыток за прошедшие несколько десятилетий смоделировать захват, во всех случаях получалось, что какоето небесное тело вполне могло либо пройти мимо Земли, либо врезаться в нее. Но вероятность того, что кинетические параметры этого тела могли быть такими, чтобы оно оказалось точно на устойчивой орбите вокруг Земли, оказывалась настолько малой, что просто пугала воображение. Третья гипотеза, предполагающая аккумуляцию Земли и Луны из одного и того же вещества, стала менее привлекательной после того, как мы узнали о фундаментальных различиях химического состава земных и лунных пород.
|
Вращение Урана — самое необычное в Солнечной системе.
Читать
Концепция Кельвина
Десятилетняя канадская девочка помогла уточнить судьбу Вселенной
читать
Луна холоднее Плутона
НАСА вспоминает погибших астронавтов
