Реферат: Астероиды

Природа не терпит пустоты — утверждали многие в древности, хотя и затруднялись как следует объяс­нить, «с чего это они взяли». Этим утверждением «объясняли», почему жидкость поднимается в баро­метре вверх внутри высокой стеклянной трубки, из которой выкачан воздух. Вероятно, сходное с этим представление о нетерпимости пустоты заставляло ученых в конце XVIII века разыскивать планету в той «бреши», которая как бы зияла между орбитами Марса и Юпитера.

Даниэль Тициус в 1772 г. выпустил в Бонне кни­гу «Созерцание природы», в которой обратил внима­ние на правильное возрастание расстояний планет от Солнца и на пробел между Марсом и Юпитером. Мысль эта была подхвачена Воде, который заявил, что вакантное место в Солнечной системе занято пла­нетой, которую он, можно сказать, просто приду­мал. (Надо отметить, что расстояния открытых впо­следствии планет Нептун и Плутон не улеглись в закономерность, подмеченную Тициусом, так что в действительности эта закономерность сложнее. Эта закономерность производила большое впечатление на современников и в наше время может быть объяснена теоретически.) Такие предположения тогда еще не имели, конечно, ничего общего с научным предвиде­нием, основанным на законах природы. Это было не­что более близкое к мистическим воззрениям пифа­горейцев на «священные» числа и фигуры. Астроном Цах так размечтался о существовании планеты между Марсом и Юпитером, что пятнадцать лет пытался организовать ее поиски, хотя, как мы видим, мысль о существовании планеты в этом месте была основана на непонятной закономерности в не­которых числах. В сентябре 1800 г. Цаху удалось сговориться с пятью астрономами, собравшимися на своего рода конференцию. Они образовали, как шу­тил Цах, «отряд небесной полиции», имевшей целью «выследить и поймать беглого подданного Солнца». Для этих поисков небо вдоль зодиакальных созвез­дий, по которым движутся все планеты, было разде­лено на участки, и каждому наблюдателю был выде­лен свой участок неба, а один, оставшийся свобод­ным, решили предложить итальянскому астроному Пиацци. Едва об этом они собрались его известить и едва лишь они начали свою кропотливую и обещав­шую быть долгой, если не безнадежной, работу, как получили известие, что беглянка уже поймана и не в результате долгих поисков, а совершенно случайно.

В первую ночь XIX столетия (1 января 1801 г.) Пиацци в Палермо трудолюбиво производил свои систематические измерения координат звезд для со­ставления каталога звездных положений. В следую­щую ночь, производя для проверки повторные наб­людения, Пиацци заметил, что одна из наблюдавших­ся им слабых звездочек (7-й величины) имеет не те координаты, которые он отметил для нее накануне. На третью ночь обнаружилось, что тут нет никакой ошибки, а что эта звездочка медленно движется. Пиацци решил, что он открыл новую комету. Правда, кометы, как знал Пиацци, — это «косматые светила», что и означает само их название на греческом языке; это — туманного вида светила, иногда имеющие ту­манный же хвост. «Может быть, это необычайная комета, — решил Пиацци, — каких еще не бывало».

Шесть недель тщательно следил он за своим све­тилом, пока болезнь не свалила его с ног и не прерва­ла наблюдений, из которых сам Пиацци не мог вывести орбиту открытого им светила в пространстве.

После болезни Пиацци снова стал просиживать ночами у телескопа, но он уже не мог больше найти свое светило. Непрерывное смещение увело его да­леко от того места, где он его видел в последний раз, и оно затерялось среди других таких же слабых звез­дочек, которые в то время не были еще занесены на карты звездного неба.

Так и не завершив до конца свое открытие, Пиацци вынужден был разослать письма другим астрономам с описанием своих наблюдений и с просьбой поискать найденное и утерянное им светило.

Пока почтовые кареты доставили эти письма в другие страны, искать новое светило стало совсем безнадежно. Его не нашли, а полученных уже наблю­дений было недостаточно для того, чтобы по ним, при­меняя существовавшие тогда методы, можно было вычислить орбиту светила и предсказать его видимое движение по небу в будущем. На сколько лет или де­сятилетий задержался бы, таким образом, новый успех в астрономии — угадать трудно, но тут одно открытие помогло другому. Теория помогла практи­ке. Наблюдателям помог математик Гаусс.

Знаменитому ученому было тогда только 25 лет, и, имея много планов, надежд и интересов, он еще не знал, чему он посвятит себя окончательно. Свои до­суги он посвящал высшей математике и астрономии.

Еще до описываемых событий он нашел общий способ вычислять орбиты светил всего лишь по трем наблюденным положениям их на небе. Применения новому способу, найденному Гауссом, еще не было, и открытие нового светила представило к этому пер­вый и прекрасный случай.

Гаусс тотчас же принялся за вычисления и в нояб­ре опубликовал уже элементы орбиты планеты, а также и ее положения на небе в будущем, — где пла­нета должна была быть видна с Земли.

Наступал уже сентябрь 1801 г., когда светило Пиацци, успевшее скрыться в солнечных лучах, сно­ва должно было вынырнуть из них и сделаться доступ­ным для наблюдения..., если бы удалось его найти. Увы, нетерпение наблюдателей, горевших желанием поскорее использовать помощь Гаусса, подверглось дальнейшим испытаниям. Дождь, снег, туман и обла­ка как бы сговорились мешать поискам потерянного светила, и лишь в последнюю ночь того же 1801 г. небо расчистилось. Не смущаясь наступающей весе­лой встречей Нового года и основательным морозом, Цах бросился на поиски «по горячему следу», и наследующую ночь, в годовщину открытия Пиацци, бег­лянка была обнаружена. Ее перемещение среди звезд за двое суток выдало ее «с поличным»; в эту следую­щую ночь ее обнаружил также и Ольберс.

Вычисления Гаусса показали, что Пиацци открыл не комету, а планету, обращающуюся около Солнца как раз между Марсом и Юпитером. Кому, как не Пиацци, принадлежало первое слово в вопросе о том, как назвать новооткрытого члена семьи планет? И Пиацци пожелал назвать ее Церерой, богиней-по­кровительницей острова Сицилии во времена римлян. Этим Пиацци отдал дань местности, в которой он успешно вел свою научную работу, и вместе с тем «вы­держал стиль», так как взял название планеты из того же сонма богов римской мифологии, из которого в древности были почерпнуты имена других планет.

История с названием Цереры является одним из примеров возможного ответа на вопрос, который иногда задавали наивные люди. «Мы допускаем, что можно измерить и узнать размеры, расстояние и тем­пературу небесных тел, но как, скажите, как узнали названия небесных светил?» Их узнали так же, как родители узнают имена своих детей...

Открытие восьмой по счету планеты потянуло за собой ряд других открытий, и в наши дни, как мы увидим, приходится чуть ли не жалеть, что этих открытий так много...

Церера была предметом постоянного внимания, и, наблюдая ее путь, астрономы хорошо изучили рас­положение слабых звезд в окрестностях этого пути. 28 марта 1802 г., недалеко от места, где незадолго перед тем среди звезд виднелась Церера, Ольберс заметил новую звездочку и уже через два часа убе­дился в ее движении относительно ее соседок. Дело пахло открытием еще одной планеты, и Гаусс снова показал, что это действительно так и есть. Особенно удивительно то, что орбита второй, слабо светящейся планеты оказалась весьма близкой к орбите Цереры. Вместо одной «недостающей» планеты между Марсом и Юпитером их оказалось две: «не было ни гроша, да вдруг алтын». Вторую планету назвали Палладой (эпитет Афины — богини войны, победы, мудрости и науки у греков).

В прежние времена было мало обсерваторий и ма­ло людей, занятых исключительно астрономическими исследованиями. Скудно оплачивалась их работа. Примерно половина выдающихся ученых XVII и XVIII веков занималась наукой в часы досуга, вы­краиваемого от других занятий, кое-как обеспечи­вавших им жизнь. Еще большее число ученых при капиталистическом строе в начале своей деятельности занималось посторонними делами, прежде чем им удалось целиком посвятить себя науке.

Так, например, известный астроном Бессель начал свою карьеру конторщиком, Лассель, открывший спутник Нептуна, был пивоваром; из исследователей комет Свифт был жестянщиком, Темпель — лито­графом; один исследователь планет Шретер был су­дейским чиновником, Гершель начал свою деятель­ность музыкантом, Швабе, открывший периодич­ность солнечных пятен, был аптекарем, Холл, от­крывший спутники Марса, вышел из плотников, ис­следователь малых планет Ольберс был врач-практик.

Урывая время от сна, Ольберс наблюдал кометы и стал авторитетом по части изучения их орбит. Еще в 1779 г., дежуря у кровати больного товарища, та­кого же, как и он, студента-медика, он додумался до важного упрощения в вычислении этих орбит. Уче­ным счастливые мысли приходят в голову иногда не­ожиданно, даже в самой неподходящей обстановке — в трамвае, в антракте концерта и даже в магазине. Поглощенный своим делом, ученый постоянно ста­рается урвать каждую свободную минуту для раз­мышлений, и к своей счастливой мысли на дежурстве Ольберс пришел, конечно, не случайно, а в итоге длительных дум в предшествующие месяцы. На воп­рос: как это вам пришло в голову? — в большинстве случаев самым правильным и кратким будет ответ: я об этом думал постоянно.

Новый способ облегчил труд вычислителей кометных орбит и ускорил вычисления.

Сочетание строгого мышления с известным вообра­жением бывает полезно, и воображение толкает ис­следователя на новые открытия. Так, Ольберс вы­сказал смелую мысль, что то место Солнечной системы, которое некоторыми предоставлялось для одной лишь планеты, действительно когда-то было занято единственной планетой. Две из них, обнаруженные тут, — по мысли Ольберса, — это ее осколки, образо­ванные некогда какой-то катастрофой. Этих оскол­ков, наверно, даже не два, а много, и есть смысл поис­кать остальные.

Если некогда планета, помещавшаяся между Марсом и Юпитером, разорвалась на куски, то через ту точку пространства, где произошел взрыв, долж­ны пройти орбиты всех полученных осколков. Это — известный закон механики, который должен быть справедлив и тут. Раз так, то чем шарить по большой области неба в поисках новых планет, проще подсте­регать их, когда они будут проходить через те точки, где пересеклись орбиты Цереры и Паллады. Вот был практический вывод из описанного выше предполо­жения, которое можно назвать «рабочей гипотезой».

«Рабочая гипотеза» — это предположение, кото­рое стремятся выдвинуть временно для объяснения новооткрытого факта, хотя бы сам факт не был еще изучен настолько подробно, чтобы выдвигаемое пред­положение было уже достаточно обосновано. Рабочая гипотеза, не претендуя на строгость, дает на первое время какое-то объяснение фактам и указывает ис­следователям пути в их поисках. Дальнейшие ис­следования развиваются тогда уже не вслепую, а в определенном направлении, и прежде всего с целью проверить правильность сделанной гипотезы. Ведь из гипотезы следуют некоторые выводы, например, что должны быть еще такие-то и такие-то явления. Су­ществуют они в действительности или нет, — вот на что тотчас же переключается внимание. Если гипоте­за не оправдывается, то на смену ей выдвигается но­вая и уже более совершенная, потому что проверка первой привела нас к более глубокому пониманию открытых фактов и добавила новые данные.

Три года Ольберс сам терпеливо подстерегал но­вые планеты в созвездии Девы, где была видна с Зем­ли точка пересечения орбит Цереры и Паллады. Его труд был вознагражден в 1807 г. открытием Весты. Но еще в 1804 г. Гардинг открыл планетку, назван­ную Юноной, в созвездии Кита, где находилась вто­рая точка пересечения орбит. Так, казалось, гипотеза подтвердилась, и орбиты четырех найденных осколков пересеклись почти в одних и тех же точках. Однако, если вдуматься, то гипотеза Ольберса была бы справедлива только в слу­чае недавней катастрофы с пропавшей большой пла­нетой. В самом деле, если это событие произошло давно, то притяжения со стороны больших планет должны были так сильно и разнообразно изменить орбиты осколков, что они никак не могли бы до сих пор продолжать пересекаться в одних и тех же точ­ках. Открытые впоследствии планеты (все там же, между Юпитером и Марсом) совсем не проходят через места, где пересеклись орбиты первых четырех от­крытых планет. Первоначальное впечатление о пра­вильности предположения Ольберса оказалось ос­нованным на случайном совпадении... Все это выяс­нилось, впрочем, уже значительно позже, чем Ольберс нашел четвертую планету.

Когда уже все, принимавшие участие в открытии этих планет, скончались, пятая планета все еще не попадалась наблюдателям. Только в 1845 г., почти через 40 лет, она была открыта. Открыл ее отставной почтовый чиновник Генке, терпению которого по­истине можно изумляться. 15 долгих лет, из вечера в вечер, он разыскивал попутчиков Цереры и ее това­рок, и каждый новый вечер, приносивший разочаро­вание, не ослаблял его энтузиазма. Через два года после первого успеха он открыл еще планету, и вско­ре затем открытия подобных планет стали произво­диться непрерывно.

Все планеты, обнаруженные между орбитами Марса и Юпитера [1] , получили общее название малых планет или астероидов, что в переводе с греческого означает «звездоподобные». Действительно, даже в са­мые сильные телескопы эти планеты выглядят как звездочки, так они малы. Малость в астрономии — понятие, конечно, относительное, но в сравнении с остальными планетами астероиды действительно ма­лы. Самый большой — Церера имеет около 1000 км в поперечнике и по объему во столько раз меньше Луны, во сколько раз Луна меньше Земли. У Паллады диаметр около 600 км, у Юноны около 250 км и у Весты около 540 км [2] . Только у них, и то с помощью вели­чайших в мире рефракторов, можно заметить крошеч­ный диск. Их поперечники можно измерить, но ника­ких подробностей на них рассмотреть нельзя. Попе­речники остальных астеро­идов гораздо меньше, их оценивают по блеску этих тел. При одной и той же отражательной способно­сти поверхности и при од­ном и том же расстоянии от Земли и от Солнца видимый блеск планеты пропорцио­нален квадрату ее диамет­ра. Предполагая, что по­верхность астероидов отра­жает около 7 % падающего на нее света, подобно дру­гим небесным телам, также лишенным атмосфер (как Луна), можно приблизи­тельно оценить размер этих планет-крошек. Самые малые из известных теперь астероидов имеют поперечник порядка 1 км и вполне могли бы поместиться на территории наших парков культуры и отдыха. Изменения их блеска позволяют думать, что они не круглой формы, а похожи на не­правильные обломки, разные стороны которых не­сколько по-разному отражают свет. Вращение их во­круг оси (отчего к нам поворачиваются то более, то менее яркие их стороны, имеющие к тому же несколь­ко различные размеры поверхности) и обусловливает, по-видимому, наблюдаемые быстрые колебания их блеска.

Поскольку у четырех упомянутых астероидов диаметры измерены непосредственно, можно было определить их отражательную способность. У трех из них она составляет от 5 до 16 %, т. е. действитель­но близка к отражательной способности поверхности Луны, Меркурия и земных пород. От Весты же отра­жается 23 % солнечного света, что встречается у тел, которые можно назвать белыми.

Отражательная способность, размеры, а также расстояние от Солнца (меняющееся обычно не очень сильно) и расстояние от Земли (меняющееся в боль­ших пределах) определяют видимый блеск астерои­дов. В противостоянии, когда они ближе всего к Зем­ле, самой яркой оказывается Веста, находящаяся тогда на пределе видимости невооруженным глазом. Остальные, самые яркие из астероидов, видны лишь в сильный бинокль, как звезды 7-й величины и слабее. Большинство астероидов видимо лишь в сильные телескопы, и на фотографиях, снятых боль­шими астрографами выглядят как звездочки — без дисков.

Чем меньше астероиды по размерам и чем меньше их блеск, тем больше оказывается их число, и потому с течением времени открывают астероиды все менее и менее яркие. Например, наибольшее число откры­тых в 1930 г. астероидов падает на 14-ю звездную ве­личину, а в 1938 г. оно приблизилось уже к 15-й звездной величине.

Фотография — теперь единственный способ, при­меняемый для ловли малых планет, и уже в конце прошлого столетия, когда ее впервые применили, она сразу показала свое преимущество перед визуальны­ми поисками в телескоп, какие проводили ранее.

Чтобы отличить слабый астероид от звезд, надо убедиться в его движении среди звезд от ночи к ночи. Если ближайшие ночи пасмурны, заподозренная планетка может быть утеряна.

На фотографии, когда астрограф перемещается за звездами, последние выходят в виде точек, а планета уже за час экспозиции успевает сместиться настоль­ко, что получается в виде короткой черточки и этим сразу выдает себя. Если астероид слабо светится, то его след не от­печатывается на пластинке, и, чтобы поймать самые слабые астероиды, придумали такой способ. Часовой механизм нарочно расстраивается так, чтобы астро­граф двигался примерно в направлении ожидаемого смещения планетки среди звезд и с той же скоростью. При этом фотографии звезд смазываются, выходя в виде коротких черточек, а свет слабого астероида падает все время почти на одно и то же место пла­стинки и потому оказывает на нее заметное действие. Фотография астероида получается почти что в виде точки.

Обнаружив на снимке астероид, надо убедиться в том, что это новый, и для этого надо определить точно его видимое положение среди звезд, его коор­динаты на небесной сфере, а затем сравнить их с эфе­меридами, т. е. с вычисленными наперед видимыми положениями астероидов, орбиты которых уже из­вестны. Теперь, убедившись, что вы открыли новый член Солнечной системы, получите еще не менее двух опре­делений его положения на небе, и по возможности не в смежные дни, иначе нельзя будет достаточно точ­но вычислить его орбиту. Сколько раз пасмурная по­года мешала наблюдателю проследить за астероидом, и он терялся, так как нужных наблюдений его поло­жения получить не удавалось. Открытие, бывшее, ка­залось, в руках, ускользало между пальцами, как в свое время чуть не ускользнула Церера!

До тех пор, пока орбита планеты по достаточному числу наблюдений не определена уверенно, планете не присваивают ни очередного номера, ни имени и не считают ее достойной стать членом солнечной семьи.

Много таких планет было найдено и утеряно, сно­ва найдено кем-либо другим и снова утеряно, и по­тому не каждая открытая планета сразу получает имя.

Очень много малых планет (более сотни) было от­крыто на советской обсерватории в Симеизе Г. Н. Неуйминым, С. И. Белявским и другими. В Симеизе для ловли малых планет применяли две одинаковые фо­токамеры, фотографировавшие одновременно одну и ту же область неба и тем исключавшие возможность какой-нибудь ошибки.

Вычислив орбиту и получив признание своей но­вой планеты, вы можете получить законное удоволь­ствие присвоить ей любое имя. Как ни велик запас богов в арсенале греко-римской мифологии, его не хватило для наименования астероидов. Сохранить стиль мифологических названий не удалось, и тут уже стали называть астероиды, кто во что горазд, лишь бы имя носило женское окончание. За рубежом астероиды называли в честь жен, дочерей, а быть мо­жет, даже и тещ.

Лишь для наиболее особенных астероидов, в ви­де исключения и для выделения их из среды осталь­ных, были приняты названия с мужским окончанием. Так и среди небесных светил было отражено древнее, уничтоженное в Советском Союзе неравноправие мужского и женского. Но сейчас это правило так стро­го уже не соблюдается.

В честь городов, где были открыты планеты, не­которые из них получили такие названия, как Москва (№ 787) и Симеиза (№ 748). Есть планеты Владилена (№ 852) в честь Владимира Ильича Ленина, Морозовия (№ 1210) в честь Николая Морозова (Шлиссельбуржского) и другие. В честь ученых были названы планеты Амундсения, Пиацция, Ольберсия, Бредихи­на и другие.

Приводимая здесь табличка рисует хронологи­ческую картину открытия астероидов. В 70-х гг. чис­ло занумерованных астероидов подошло к 3000. В этой таблице роль фотографии, выступившей на сцену в конце XIX столетия и повысившей число ежегодных открытий, очень заметна.

Для множества незанумерованных астероидов из­вестны приближенные орбиты.

Размер и масса астероидов в той или иной мере про­порциональны их блеску (приведенному к условиям одинакового расстояния от Земли и Солнца), поэтому распределение астероидов по их, как говорят, «аб­солютному блеску» (т. е. блеску, который имел бы астероид на расстоянии одной астрономической еди­ницы от Земли и от Солнца) характеризует распреде­ление их и по массе (если принять, что их отражатель­ная способность одинакова).

Можно оценить, изучая статистику открытий, какая доля астероидов, находящихся на данном расстоянии от Солнца, еще случайно не открыта. В об­щем, мы приходим к тому заключению, что астероидов ярче 9-й абсолютной звездной величины всего имеет­ся 530. Число астероидов более слабых увеличивается примерно в 2, 7 раза при ослаблении их яркости в 21/2 раза. С помощью наибольшего в мире телескопа, если бы его можно было целиком занять ловлей ма­лых планет, можно было бы выловить их 30—40 ты­сяч. Число еще более маленьких и слабых астероидов, может быть, доходит до сотен тысяч, а астероидов до 1 км диаметром, по подсчету С. В. Орлова, должно быть около 250 миллионов, но они очень мало добав­ляют к их общей массе, которая по всем данным не превосходит даже массы Луны.

Все это чудовищно большое число планеток дви­жется по всевозможным орбитам между Юпитером и Марсом, и пути их переплелись настолько, что если бы мы сделали проволочную модель их орбит в виде колец, то ни одного кольца нельзя было бы вынуть из модели, не потянув за собой все остальные.

Быстрый рост числа вновь открываемых астерои­дов приводит в ужас вычислителей — тех скромных неутомимых тружеников, которые взяли на себя за­дачу вычислять орбиты и эфемериды «карманных планет». Главная забота и труд состоят в вычислении возмущений в движении астероидов. Они, особенно некоторые, как на зло, близки к Юпитеру, который своей огромной массой производит наибольшие воз­мущения. Благодаря ему орбиты многих малых пла­нет изменяются так быстро и сильно, что без постоян­ного их исправления планеты рискуют снова зате­ряться среди бесчисленных слабых звезд. Не хватает уже квалифицированных рабочих рук, а если хо­тите — и глаз, для постоянного их наблюдения и постоянного учета возмущений. Малые планеты спе­циально обслуживаются двумя-тремя большими астрономическими институтами. Стали было поговари­вать о том, чтобы установить приблизительно орбиты астероидов, а затем следить лишь за наиболее ин­тересными из них, за всеми же — «не угонишься». Но тут, к счастью, изобрели быстродействующие электронные счетные машины и вычисления очень ускорились и облегчились. Институт теоретической астрономии в Санкт-Петербурге разработал особые способы для быстрого и точного учета возмущений. Опираясь на его расчеты, наблюдения малых планет ведут в ря­де стран.

Было бы, однако, неверно думать, что открытие астероидов не приносит нам ничего, кроме бесполез­ных забот. Существование целого кольца астероидов в Солнечной системе уже само по себе очень интересно и существенно для выяснения прошлого и будущего планет. Проблема астероидов, оказывается, связана и с загадкой происхождения комет и тех камней (метеори­тов), которые из межпланет­ного пространства падают на Землю. Орбиты малых пла­нет и их возмущения поста­вили перед астрономами-теоретиками ряд новых и трудных задач, из которых многие были блестяще разре­шены и получили применение и в других областях науки, в частности, в физике при изучении движения электро­нов в атоме.

Наблюденные возмущения в движении многих астеро­идов помогли определить массы больших планет. На­конец, наблюдатели были очень заинтересованы но­выми открытиями и для ловли планет старатель­но совершенствовали свои инструменты и методы на­блюдения. В частности, необходимость искать сла­бые планеты среди слабых же звезд ускорила состав­ление точных звездных карт, применения которых бесчисленны. Малые планеты позволили с наиболь­шей точностью установить расстояние от Земли до Солнца. Учтем это и без усмешки над усилиями астро­номов, труды которых напоминают насмешникам со­физм о всемогуществе творца [3] , ограничимся знакомством с наиболее удивительными из семьи этих удивительных планет.

Орбиты астероидов, носящихся преимущественно между орбитами Марса и Юпитера, часто отличаются от орбит больших планет сильными наклонами к эк­липтике и большой вытянутостью (большим эксцент­риситетом). У астероидов наклоны доходят до 43º (у Гидальго), а эксцентриситет — до 0, 65 (у него же). Особенно много таких сильно наклоненных и крайне вытянутых орбит открыто за последнее время преиму­щественно у мелких астероидов. В этом отношении орбиты астероидов представляют промежуточное зве­но между почти круговыми орбитами больших планет и очень вытянутыми орбитами комет. У Гидальго и у некоторых других астероидов орбита вытянута даже больше, чем у ряда комет.

Особенный интерес представляют для нас асте­роиды, подходящие в перигелии к Солнцу ближе, чем Марс. Первым среди них, и долгое время един­ственным, был Эрос (или Эрот), открытый в 1898 г. Когда Земля и Эрос находятся одновременно в точ­ках наибольшего сближения их орбит, их разделяет расстояние всего лишь в 22 миллиона км, т. е. в 2¹ /₂ раза меньшее минимального расстояния между Зем­лей и Марсом. В это время положение Эроса среди звезд при наблюдении с противоположных точек Земли отличается почти на целую минуту дуги. Зная диаметр Земли и измерив эту разность в его видимом положении на небе, можно подсчитать точно расстоя­ние Эроса от Земли в километрах. Но, поскольку его орбита известна, это расстояние можно выразить в единицах расстояния от Земли до Солнца, и сравне­ние этих двух величин даст нам тогда в километрах расстояние от Земли до Солнца. Расстояние от Земли до Солнца — это единица того масштаба, которым мы измеряем расстояния во Вселенной, и потому наблю­дения Эроса для нас крайне ценны. В 1952 г. была за­кончена обработка множества наблюдений над пос­ледним приближением Эроса к Земле в 1931 г. (наи­большие сближения повторяются через несколько десятков лет). В результате расстояние от Земли до Солнца было найдено равным 149 504 000 км с воз­можной ошибкой 17 000 км, или 0, 01 %.

Правда, для уточнения величины нашей единицы масштаба, нашего астрономического «метра», теперь применяется радиолокация, но и Эрос позволяет опре­делить его с достаточно высокой точностью.

Поперечник Эроса составляет около 25 км, и при наибольшем сближении с Землей, находясь в периге­лии, Эрос светит, как звезда 7, 2 величины, так что виден даже в театральный бинокль. Удаляясь от Земли, он ослабевает. Обычно он виден, как светило 11—12-й звездной величины, а в афелии, находясь за орбитой Марса, он еще слабее.

По странной случайности Эрос привлекает иск­лючительное внимание еще и в другом отношении — необычайными колебаниями блеска. В 1900 г. за 79 минут он на глазах пораженного этим наблюдате­ля, следившего за ним, ослабел в 4 раза (на 1, 5 звезд­ной величины). В течение последующих часов он опять разгорелся до прежнего блеска и затем снова стал угасать. Обнаружилось, что колебания блеска были периодичны, и за 5 ч 16 мин он дважды до­стигал максимума и дважды опускался к минимуму. Едва успели к этому присмотреться, как колебания блеска стали затухать и через несколько месяцев совершенно исчезли.

В следующих своих сближениях с Землей Эрос то не менял блеска, то менял его едва заметно, то опять с прежней большой амплитудой. Тайна вокруг Эроса сгущалась и заставила ломать голову над его загадочным поведением.

В конце концов стали склоняться к мысли о том, что Эрос имеет форму огурца, сигары или высокого и узкого бочонка, к тому же покрытого темными и светлыми пятнами. Взаимное положение Земли и Эроса меняется. Когда ось вращения этого бочонка, перпендикулярная к его длине, направлена к нам, то мы видим его постоянно во всю длину, поэтому види­мая, отражающая солнечный свет поверхность вели­ка и постоянна. Тогда и блеск Эроса велик и постоя­нен. Когда мы находимся в плоскости экватора этой уродливой планетки, она поворачивается к нам то своим длинным боком, то «дном», и тогда блеск меняет­ся сильнее всего. Чаще же всего мы находимся лишь вблизи его экваториальной плоскости, и тогда ча­стично видим бока, частично «дно», и блеск меняется, но не так сильно.

В 1931 г., во время наибольшего его сближения с Землей, в большой телескоп разглядели диск Эроса и обнаружили изменения его формы — он казался то круглым, то продолговатым. Его толщину оценили в 6 км и длину в 22 км, а также нашли, что он вращает­ся вокруг оси в ту же сторону, что и большие планеты. В 1938 г. Земля проходила через экваториальную плоскость Эроса, и ожидавшиеся большие колеба­ния блеска действительно наблюдались проф. В. П. Цесевичем и другими наблюдателями.

Мы уже упоминали, что и другие астероиды не­сколько колеблются в блеске, обнаруживая свою об­ломочную форму и пятнистость поверхности, но сре­ди них Эрос, по-видимому, наиболее отличается от шара.

Почти 35 лет прошло, прежде чем был открыт дру­гой астероид, у которого, так же как и у Эроса, пери­гелий находится ближе к Солнцу, чем орбита Марса. Он и другие астероиды, подходя очень близко к Зем­ле, вследствие перспективы движутся среди звезд особенно быстро, как иные кометы, и даже быстрее, хотя в пространстве их скорость невелика. Поэтому из осторожности первое время после открытия такого рода светило называют «объектом», например «объ­ект Иванова», если его открыл Иванов. Только после окончательного выяснения того, что открыта дейст­вительно малая планета, она получает настоящее имя и перестает называться неопределенным и, я бы сказал, даже несколько «обидным» словом «объект».

Объект, открытый в 1932 г. и названный впослед­ствии Амором (или Амуром), оказался астероидом, пересекающим орбиту Марса и подходящим иногда к Земле на 1/10 астрономической единицы. Его наблю­дали затем еще в 1940 и в 1948 гг.

В том же 1932 г. открыли Аполлон, который под­ходит к Земле еще ближе, чем Эрос и Амор. Период его обращения меньше, чем у Марса, всего лишь 1, 8 года, — первый случай такого рода, встреченный в семье астероидов. Он пересекает орбиты Земли и Венеры, в то время как его афелий лежит за орбитой Марса! Открытый в дни наибольшего сближения с Землей, он прошел на расстоянии всего лишь в 3 мил­лиона км, т. е. в семь раз ближе, чем Эрос; быстро удалившись от Земли, этот планетный карлик пере­стал быть видимым.

Когда мы говорим о пересечении орбит астерои­дов с земной орбитой, то не надо понимать это бук­вально. Если бы это было так, то Земля и астероид могли бы, конечно, когда-нибудь столкнуться.

Во всех таких случаях орбиты астероидов наклон­ны к эклиптике и пересекают собственно плоскость эклиптики, но не самую орбиту Земли. Пересечение же самих орбит получается лишь в плане, т. е. на чертеже — в проекции на плоскость.

На чертеже орбита астероида иногда кажется пе­ресекающейся с орбитой Земли, но на самом деле астероид находится тут гораздо выше или гораздо ниже плоскости чертежа, т. е. плоскости эклиптики. В мировом пространстве слишком много свободного места, и в нем столкнуться почти невозможно! . .

Объект, открытый в 1936 г., также оказался асте­роидом и получил имя Адонис, а объект, открытый в 1937 г., числится теперь как астероид Гермес. Перигелии обеих планеток лежат к Солнцу опять-таки ближе, чем орбита Венеры, и орбиты их также чрезвычайно вытянуты.

В 1949 г. была открыта планетка, названная Ика­ром за свое «предерзостное» приближение к Солнцу в перигелии. В афелии Икар входит в область, нор­мальную для астероидов, а в перигелии подходит к

Солнцу ближе, чем Меркурий, оказываясь к Солнцу в пять раз ближе и нагреваясь им в 25 раз сильнее, чем Земля.

В таком пекле, каким является для Икара пери­гелий, его поверхность накаляется, может быть, до того, что даже начинает немного светиться собствен­ным светом.

У древних греков был миф о том, как Икар захо­тел летать и изготовил себе крылья из перьев, скреп­ленных воском. Но он неосторожно приблизился на своих крыльях к Солнцу и солнечный жар растопил воск на крыльях. Икар рухнул с высоты и погиб, на­казанный за свою дерзость. Надеемся, что ничего подобного с астероидом Икаром не случится, по край­ней мере, до того, как мы сможем лучше проследить за его движением. К этому есть все основания, так как эта планетка состоит, конечно, не из воска, а, вероятно, из каменных по од.

В июне 1968 г. предстояла новая встреча — сле­дующее сближение Икара с Землей, которого астро­номы ждали почти 20 лет. Но уже с 1965 г. среди не­сведущих людей стали распространяться слухи, что это сближение будто бы вызовет землетрясения и на­воднения. Ничего подобного, конечно, не произошло, так как эта крошечная планетка около 15 июня 1968 г. прошла мимо Земли на расстоянии около 7 млн. км, т. е. раз в 20 большем, чем расстояние от нас до Луны. И если уж лунное притяжение производит лишь не­большие приливы в океанах, а кроме этого ничем се­бя на Земле не проявляет, то тем более ничего не смог причинить малютка Икар. Даже лунная прилив­ная сила, и та, на расстоянии в 16 раз большем, стала бы в полторы тысячи раз меньше, т. е. совершенно неощутима. Ниже описываются случаи еще более близкого прохождения малых планет.

Встреча с Икаром принесла нам не вред, а пользу. Согласно теории относительности Эйнштейна периге­лий орбит планет, близких к Солнцу, должен мед­ленно перемещаться в пространстве, поворачивать­ся. Проверить это по движению Икара было бы точ­нее, чем по движению Меркурия. По той же теории и расстояние планеты от Солнца при ее обращении вокруг него должно изменяться немного иначе, чем по теории тяготения Ньютона. Это тоже можно про­верить. Итак, ждем новых свиданий с Икаром!

Адонис пролетел мимо Земли на расстоянии 1г/2 миллионов км, а Гермес побил рекорд, проскочив мимо нас на расстоянии 1 миллиона км, которое все­го лишь втрое превосходит расстояние до Луны. В астрономическом смысле до него в это время было «рукой подать». Если Гермес под влиянием возмуще­ний (а они, ввиду его тесных сближений с Землей и с Марсом, могут быть велики) не изменит сильно своей орбиты, то иногда он сможет подходить к нам на рас­стояние всего лишь в 500 тыс. км, т. е. быть всего лишь в 1¹ /₂ , раза дальше Луны!

Открыть планетку такого типа, как Гермес, очень трудно. Во-первых, она может быть видна лишь ко­роткое время, дока проходит вблизи Земли и потому достаточно ярка. С удалением она быстро ослабевает и теряется из виду. Во-вторых, вследствие перспек­тивы такое светило движется вблизи Земли на фоне звездного неба необычайно быстро. 30 октября 1937 г. Гермес, проносясь мимо Земли, выглядел как звезда восьмой величины, и пролетал пять градусов в час! За сутки он пересекал несколько созвездий, и не уди­вительно, что, получив телеграмму с извещением о его открытии и положении на небе, многие пытались, но не успели его сфотографировать. Кроме того, хотя на некоторых фотографиях он и должен был бы быть, его следа не оказалось, — так быстро перемещалось его изображение по пластинке, что след не отпеча­тался. Для наблюдателей он пронесся по небу, как экспресс мимо дачника, неожиданно вышедшего из леса к полотну железной дороги. Орбиту Гермеса удалось установить, воспользовавшись фотография­ми, снятыми ранее для другой цели, на которых он, двигаясь тогда медленнее, случайно вышел. Труд­ность открытия таких астероидов и вместе с тем обна­ружение целого ряда их за последние годы показы­вают нам, что астероиды, приближающиеся к Земле, в действительности многочисленны и очень малы. Астероиды с расстоянием в перигелии около одной астрономической единицы проходят часто далеко от Земли, светят слишком слабо и обнаружить их трудно. Они проходят около Земли вовсе не при каждом своем обращении вокруг Солнца.

К 1974 г. стало известно уже 34 астероида, сильно выходящих по временам за кольцо основной массы малых планет и могущих изредка сильно сближаться с Землей. Их можно разделить на два типа:

1. Типа Аполлона, с перигельным расстоянием менее 1 а. е. и, следовательно, проникающие внутрь земной орбиты. Их известно 17, из которых 5 открыты после 1971 г. и только три получили окончательные обозначения.

2. Типа Амора, с перигельным расстоянием от 1, 00 до 1, 26. Их тоже известно 17.

В каждой из групп астероидов можно выделить подгруппы: 1) с большой полуосью, меньшей чем у Марса (а<1, 52), 2) находящиеся преимущественно ме­жду орбитой Марса и кольцом астероидов и 3) тех, которые являются членами кольца (2, 12<с<3, 57).

Рекордсменами к 1 января 1974 г. были: с крат­чайшим периодом (1, 12 года) и наименьшей полуосью орбиты — Икар. У него же и наибольший эксцен­триситет орбиты (0, 847) и наименьшее перигельное расстояние 0, 187 а. е., но наибольший наклон ор­биты (68°) у планетки 1973 NA. Наименьшее же расстояние, на которое астероид может иногда сбли­зиться с Землей, рассчитано только на немногие годы, поскольку большие планеты сильно возмущают их ор­биты, так что эти астероиды нетрудно и «потерять». С этой оговоркой рекорд 0, 003 а. е. ≈ 500000 км остает­ся пока за Гермесом (1937 г.). По размеру меньше всех известных, по-видимому, Адонис с диаметром всего 300 м.

Изучая астероиды, ученые надеются побольше узнать о том материале, из которого образовались планеты. Из всех небесных тел только астероиды и кометы способны воздействовать на Землю, грозя ей катастрофой. Однако вероятность того, что подобная вещь может действительно случиться, очень мала. Значительная часть человечества подвергается гораздо большему риску из-за землетрясений, извержений вулканов, болезней и голода.

ЛИТЕРАТУРА:

1. БСЭ т.т. 3,25.

2. Воронцов-Вельяминов Б.А. Очерки о Вселенной. М. Наука, 1980 г.

3. Давыдов В.Д. Планеты Солнечной системы. М. Знание, 1973 г.

4. Куликовский П.Г. Справочник любителя астрономии. М. Наука,1971 г.

5. Новиков И.Д. Эволюция Вселенной. М. Наука, 1979 г.

[1] В 1977 г. был открыт астероид с орбитой, почти целиком лежащей между орбитами Сатурна и Урана. Он получил название Хирон по имени героя греческих мифов кентавра — получеловека-полулошади. Его размеры оцениваются в 150—650 км.

[2] В настоящее время известны размеры более трех десятков малых планет, и среди них Юнона занимает 15-е место.

[3] Как известно, софизм о всемогуществе творца состоит в воп­росе: может ли творец, если он всемогущ, создать такой камень, который бы он сам не мог сдвинуть?