Открылись бездны - звезд полны. Часть 2

Вспомним историю. Не прошло и 100 лет после изобретения телескопа, а ученым уже казалось, что им в общем-то понятно устройство солнечной системы. Никто уже не рисковал говорить о каком-либо первородстве матушки Земли. В центре, как открыли Аристарх Самосский и Коперник, горит солнечный костер, а вокруг него хоровод планет.

Поэтому астрономы XVIII века были абсолютно уверены, что наше светило всегда господствовало на небесах. Именно оно породило свою планетную свиту. Спорили только о том, какой космогонический механизм предпочтительнее. Одни вслед за Сведенборгом, Кантом и Лапласом придерживались небулярной гипотезы о совместном образовании и сгущении Солнца и планет из одного и того же исходного газопылевого облака. Другие предпочитали катастрофическую гипотезу Бюффона об активном вмешательстве в процесс рождения планет постороннего силового центра — например, блуждающей звезды. Тогда планеты — это сгустки Солнца, брызнувшие при таране его небесным странником.

Ныне сторонники обеих классических космогонических гипотез, по-видимому, оказались в полном тупике. Они совершенно не способны объяснить ряд странных фактов, большая часть которых обнаружена сравнительно недавно.
Действительно, взглянем на солнечную систему со стороны. Сбоку ее модель с шариками планет и обручами орбит похожа на исполинский, чрезвычайно тонкий диск.

Посмотрим теперь на диск сверху. Прежде всего бросается в глаза разница между четырьмя плотными внутренними карликами (Меркурием, Венерой, Землей и Марсом) и четырьмя внешними «рыхлыми» гигантами (Юпитером, Сатурном, Ураном и, Нептуном). Внутренние планеты словно сделаны из «земного» материала, а внешние, далеко разнесенные друг от друга, — из «солнечного». Аналогия между внешними планетами и нашим светилом прослеживается очень далеко — и по размеру, и по химическому составу, и по плотности. Гиганты вообще похожи на самостоятельные солнца, ибо окружены собственными планетными системами. Двенадцать спутников вращаются вокруг Юпитера, десять лун водят хоровод около окольцованного Сатурна, не менее пяти закреплены за Ураном, не менее двух — за Нептуном. Некоторые из спутников-гигантов, в свою очередь, схожи с карлика¬ми. Невольно напрашивается вывод: генерировать ми¬ни-планеты могут или могли несколько членов семьи. Нет монополии Солнца!

Как говорится, в семье не бел урода. Некоторые небесные тела, оказывается, движутся задом наперед, против обычного хода вращения системы. Четыре спутника Юпитера, одна луна Сатурна и крупнейший компаньон Нептуна кружатся в направлении, противоположном направлению вращения этих гигантов. О Венере мы уже говорили...
Но самую трудную головоломку задал Уран. Он вращается вокруг оси, как бы лежа на боку, при¬чем также вспять. Поэтому орбиты его спутников, вращающихся вспять, почти перпендикулярны общей плоскости всех остальных светил. Маленький диск Урановой системы будто закручен в обратную сторону и вставлен торчком в большой диск солнечной системы.

Гиганты стремительно крутятся — их сутки вдвое короче земных. Солнце же неповоротливо — оборот за целый месяц! Оно будет крутиться так же быстро, как Юпитер, если сожмется до его размеров! Почему же быстро вращаются Земля и Марс, совершенно непонят¬но. Нет никакой закономерности и в ориентации осей вращения планет. На Земле, экватор которой наклонен к общей плоскости системы под углом около 24 градусов, стрелка полюса указывает на Полярную звезду; на Марсе, Сатурне и Нептуне — в тот же район неба. Зато оси вращения Юпитера и Венеры почти перпендикулярны к диску солнечной системы, их экваторы лежат в плоскости их орбит. Экватор Солнца, как и экватор Меркурия, наклонен к этому диску под углом семи с лишним градусов. 

А теперь подумайте: вращающиеся светила, по сути дела, гироскопы, огромные волчки. И ось вращения волчка чрезвычайно устойчиво сохраняет свое на¬правление, наклонить ее не так-то просто. Какая же сила смогла заставить Уран лечь набок, какой рычаг способен повернуть планеты и само Солнце?

Астрофизики в отчаянии

Развивая небулярную гипотезу, очень авторитетные зарубежные космогонисты Ф. Хойл, Г. Альфен, Дж. Койпер и многие другие стараются проследить, как может сформироваться солнечная система при гравитационном сжатии газопылевого облака с непосредственным участием магнитных, ионизационных, вихревых и прочих факторов. 

По их мнению, центральное сгущение своими щупальцами магнитных силовых линий стянуло оставшуюся материю в тонкий диск, причем на пылевые частички намерзали различные газы. Легкие элементы типа водорода и гелия выдувались солнечным ветром в районы далеких орбит, а тяжелые, типа железа, притягивались к магнитным полюсам и концентрировались в ближайшей от ядра Протосолнца зоне. Диск под гравитационным воздействием распадался на резонансные кольца, как у Сатурна; в кольцах образовывались вихри; в центре вихрей плотность вещества возрастала, из инея замерзших газов разрастались снежные комки — зародыши планет. Некоторые из протопланет, будущие гиганты, повторяли этот космогонический процесс (но в меньших масштабах) и по-рождали собственные системы спутников.
Сами авторы гипотезы не обольщались на ее счет, «Для системы Урана, — подчеркивали они, — удовлетворительного объяснения не дано». Да что там Уран! Не дано объяснения попятно движущимся спутникам и планетам; не укладывается в небулярную схему и распределение масс, плотностей и химических элементов во всех пяти планетных системах.

А как обстоят дела с катастрофической гипотезой? Бюффон в 1745 году предположил, что когда-то в Солнце врезалась громадная комета и выбила из него брызги планет. 135 лет спустя английский астроном А. Биккертон заменил комету странствующей звездой. О прямом столкновении звезд, как причине формирования планет, писали многие, пока в начале нашего века английские натуралисты Т. Чемберлен, Ф. Мультон и Дж. Джинс не доказали, что выброс вещества из Солнца может происходить просто так, без непосредственного контакта с пролетающей мимо звездой, за счет одних приливных сил.

Далее вступает в действие аппарат небулярной гипотезы. Из выброшенного вещества постепенно возни¬кают планетезимали (зернышки планет). Затем идет процесс конденсации, причем, с точки зрения гипотезы Бюффона—Джинса, нужны еще какие-то катастрофы для образования вторичных «планетных систем» у гигантов. Отметим, что тут не только остаются справедливыми все возражения, выдвигаемые против гипотезы Лапласа—Хойла, не и появляется ряд новых существенных возражений.
Не раз такими крупными учеными, как Б. Левин, Ф. Уиппл, У. Макари и другими, указывалось на маловероятность конденсации планет из газопылевых струй — они имеют тенденцию не прилипать друг к другу, а рассеиваться. Но космогонисты пропускают математические доводы мимо ушей и придумывают все более замысловатые сочетания многообразных условий, при которых якобы может происходить зарождение и рост планет.

По пути многих солнц

Ввиду непреодолимых трудностей небулярной и катастрофической гипотез возникла мысль о принципиально ином, но в то же время синтезирующем подходе. Сначала американский физик Р. Ганн в 1932 году создал модель Протосолнца, разделившегося при быстром вращении за счет электромагнитных эффектов на две части. Но далее Ганн пошел по проторенному пути. Мол, между обеими расходящимися звездами протянулись струи газов. Из них сконденсировались планетезимали и т. д. Модель Ганна была математически опровергнута уже через полгода.

Однако идея двойного Протосолнца не умерла. В 1935 году Г. Рассел, а в 1937 году Р. Литтлтон независимо друг от друга разработали гипотезу о столкновении с солнечным напарником некоего небесного странника, то есть проходящей мимо третьей звезды. Напарник и третья звезда погибли или были вышвырнуты в бездны космоса, а Солнце осталось. Осколки столкновения превратились в огромную протопланету, спутник Солнца. Быстро вращаясь, она разделилась на Протоюпитер и Протосатурн. Перемычка, соединяющая обе эти половинки, распалась на сгустки остальных членов солнечной системы.

Кстати, Р. Литтлтону попутно удалось доказать, что планеты земной группы не могут ввиду незначительных размеров конденсироваться сами по себе, ибо для их образования необходимо промежуточное большое родительское тело. Меркурий, Венера, Земля, Марс явно планеты второго поколения. Это предположение было вполне достойно детального рассмотрения. Впрочем, оно слишком ассоциировалось с исходными постулатами Литтлтона, которые, как в 1940 году доказал индийский ученый П. Бхатнагад, математически необоснованны.

После столь сокрушительной критики Р. Литтлтон выдвинул идею о «тройной звезде», состоящей из Солнца и тесной звездной пары. Поглощая межзвездную материю, «поправляясь» и «вырастая», члены пары сближались. И вот они слились. Последовал бурный период неустойчивости, слившаяся масса распалась на две звезды, причем обе покинули тройную систему, а Солнце осталось в гордом одиночестве, захватив на память газовую перемычку между разделившимися телами. Из нее и сформировались планеты.

Математики сразу же указали, что и в этой модели, как и в любой разновидности небулярной гипотезы, маловероятна конденсация плотных тел из газовых струй. У астрофизиков на время опустились руки.
Но здесь на сцене появился неистовый Фред Хойл. С присущей ему смелостью Хойл заявил в 1944 году: а почему бы не допустить внутренне неизбежную катастрофу с одним из членов «двойного Протосолнца»? Ведь звезды большей частью в процессе внутренней эволюции рано или поздно должны взорваться, стать новыми или сверхновыми.

Предположим, напарник Солнца когда-то превратился в новую или сверхновую звезду. Сила ее грандиозного взрыва, осветившего весь Млечный Путь, разорвала гравитационные связи членов «звездного тандема». Почти все выброшенное вещество было потеряно, но Солнце ухитрилось удержать облако газа, насыщенное тяжелыми элементами, которые синтезировались при взрыве. Правда, неясно, как оно само смогло пережить этот взрыв. Но Хойл не смущался такими «мелочами». Главное, преодолены возражения космохимиков. А далее можно воспользоваться мыслью Р. Литтлтона о протопланете, в которую сконденсировались остатки сверхновой.

Взрывная модель Литтлтона—Хойла и вообще идея «двойного Протосолнца» ничем не хуже других космогонических гипотез, тем более что подавляющее число звезд, как выяснилось, рождается и существует парами. Ясно: такое небесное содружество едва ли случайно. Нет ли здесь закономерности, приоткрывающей загадку происхождения нашей солнечной семьи? Нет ли единого алгоритма, по которому возни¬кают и развиваются космические системы?

Небесные парные «дыры»

Общепризнано, что вселенная в целом расширяется из сверхплотного состояния, галактики разбегаются друг от друга, материя как бы рассеивается по космическому пространству. Поэтому разумно искать, советовал наш выдающийся астрофизик В. Амбарцумян, очень плотные сгустки материи, при «таянии» которых формируются протогалактики и протосолнца.

Такие сверхплотные сгустки — квазары — найдены совсем недавно. Сейчас мы видим их такими, какими они были миллиарды лет назад, в пору рождения солнечной системы. Из мощнейшего, но весьма небольшого по размеру квазара вырастает, как дерево из зернышка, сначала бешено излучающая радиогалактика, затем компактная галактика Сейферта и, наконец, нормальная звездная система типа нашего Млечного Пути или туманности Андромеды.
Исследователи обнаружили у всех небесных скоплений, как минимум, по два центра, или полюса, причем невероятно огромные массы вещества стремительно перекачиваются из одного центра в другой иногда за несколько десятков часов. Квазары, радиогалактики и галактики словно «мигают», причем более плотные и древние космические системы — они же и более молодые по возрасту — пульсируют беспрерывно.