Загадочные спутники в солнечной системе.

( Астрономия@Science_Newworld).

За последние пять лет астрономы насчитали в нашей солнечной системе несколько десятков спутников (на момент подготовки этой статьи было 86), двигающихся вокруг своих планет в направлении, противоположном их вращению! Они получили название нерегулярных (в отличие от регулярных, обращающихся в прямом направлении по отношению к своим планетам
. Похоже, что нерегулярные спутники возникли в те давние времена, когда гравитационные воздействия новорожденных планет срывали меньшие по размерам тела с их изначальных орбит и переводили их на обратные орбиты.

Ученым стало ясно, что изучение этих процессов может пролить свет на самые ранние стадии формирования солнечной системы.

"Попутчики" планет - гигантов.

Как ни странно, первый нерегулярный спутник, названный тритоном, был обнаружен еще в 1846 году у предпоследней из известных планет солнечной системы - Нептуна. Этому спутнику, можно сказать, повезло, поскольку большинство нерегулярных спутников ввиду их малых размеров и слабой светимости обнаружить очень трудно. К тому же, в отличие от регулярных спутников, они рассеяны по большому пространству. Например, самый удаленный регулярный спутник Юпитера находится на расстоянии двух миллионов километров от своей планеты, а известные нерегулярные спутники Юпитера вращаются на удалении от него на 30 миллионов километров!
Мы напомним, что планетами - гигантами в нашей солнечной системе являются Юпитер, Сатурн, уран и Нептун.

До недавнего времени за Юпитером "Числились" 8 регулярных спутников и 55 нерегулярных, за Сатурном - 21 регулярный и 26 нерегулярных, за ураном - 18 регулярных и 9 нерегулярных, за Нептуном - 6 регулярных и 7 нерегулярных и за Плутоном - 1 регулярный спутник. Сейчас картина изменилась резко. Оказалось, что четыре гигантские планеты имеют множество нерегулярных спутников. Согласно результатам экстраполяции имеющихся астрономических данных, у каждой из планет - гигантов должно быть около с т а нерегулярных спутников диаметром более километра! В системе спутников Юпитера эти размеры колеблются в диапазоне от 180 километров (у гималии) до двух километров у самых мелких "Попутчиков". Эти спутники движутся по самым сложным в солнечной системе - петлеобразным орбитам. Поскольку нерегулярные "Попутчики" находятся на очень большом удалении от своих планет на них почти в равной мере действуют гравитационные силы своей планеты и солнца. В результате происходит быстрая прецессия орбиты спутника (поворота большой оси ее эллипса.

Ритмы космоса.

В случае если указанная прецессия соответствует частоте обращения планеты вокруг солнца, спутник попадает в резонанс. В этой ситуации постепенно накапливаются последствия солнечной гравитации, деформирующие орбиту спутника: ее эллипс вытягивается до такой степени, что спутник либо сталкивается со своей планетой, либо врывается в гравитационные "Объятия" солнца! Анализ различных воздействий на движение спутника позволил обнаружить в системе Юпитера до 17 осколков разбившегося при столкновении более крупного "Попутчика".

Одним из немногих хорошо изученных нерегулярных спутников является спутник Сатурна Феба. Он был исследован космическим межпланетным зондом "Кассини" в июне 2004 года. С его помощью удалось получить четкие изображения многочисленных кратеров и спектры отраженного солнечного света, свидетельствующие о наличии на Фебе льда из воды и двуокиси углерода. Спутники планеты Нептун тритон и нереида, исследованные зондом "вояджер-2". Тоже оказались покрытыми льдами. Следовательно, они сформировались вдали от солнца.

Остатки "Строительного Материала".

Есть основания предполагать, что нерегулярные спутники являются остатками "Строительного Материала" от формирования планет. Подобно астероидам и ядрам комет они сначала обращались вокруг солнца, а затем были захвачены планетами. Знаменитая комета шумейкеров - Леви 9, к примеру была захвачена сложнейшими гравитационными взаимодействиями и оказалась на временной орбите вокруг Юпитера, после чего в 1994 году была разорвана гравитационными силами планеты и упала на нее. В случае если бы этого не случилось, то через сотни лет комета вновь оказалась бы на гелиоцентрической орбите! Астрономам известны несколько случаев возвращения в околосолнечное пространство объектов после временного "Пленения" их Юпитером.

Варианты захвата.

В 70-х годах прошлого века теоретики предложили три варианта сценария захвата спутников. При первом варианте "Кандидат" в спутники, если он мал по размерам, сгорит в атмосфере планеты, мимо которой пролетает если же "кандидат" велик по размерам, он пройдет сквозь нее и продолжит свой путь по орбите вокруг солнца. Только при средних размерах "Заблудившееся" небесное тело захваченным планетой окажется.

Второй механизм захвата срабатывает на стадии роста планеты. Астероиды и другие "Кандидаты" в спутники попадают в своеобразную гравитационную ловушку из-за резко возросшей массы планеты. Как и в предыдущем сценарии, этот вариант не объясняет наличия спутников у Нептуна и урана, которые не переживали резкого увеличения своей массы.

В 1971 году был предложен третий вариант интересующей нас проблемы, основу которого составляет процесс столкновения двух тел в космосе. Но позже выяснилось, что захват может произойти и без столкновения. В мае 2006 года астрономы предложили иной вариант тройного захвата: при нем система "Спутник - Планета" разрывается гравитационными силами, один из компонентов выбрасывается из системы, а второй - выходит на свою орбиту.

Откуда взялись "Попутчики"?

Согласно новейшим астрономическим открытиям, все четыре гигантские планеты в солнечной системе окружены нерегулярными спутниками. В поисках их происхождения ученые сосредоточились на изучении сценария тройного захвата "Кандидатов". Именно тройной захват может объяснить почти одинаковое количество нерегулярных спутников у планет - гигантов.

Однако остается вопрос: откуда взялись эти спутники? Ученые два варианта ответа на этот вопрос предлагают. Согласно первому варианту, "Кандидатами" могли быть астероиды и ядра комет, оказавшиеся в том же районе солнечной системы, что и захватившие их планеты. Второй вариант ответа исходит из предположения о том, что примерно через 700 миллионов лет после завершения формирования планет солнечная система была обильно замусорена планетезималями ( "Зародышами" будущих небесных тел. в какой-то момент в ходе "выруливания" больших планет на их современные орбиты и в результате мощных гравитационных взаимодействий Сатурна и Юпитера мириады астероидов и комет были рассеяны в космическом пространстве. Некоторые из этих блуждающих тел могли быть захвачены крупными планетами. Основная же часть рассеянных "Кандидатов" в спутники сосредоточилась за орбитой Нептуна в так называемом поясе койпера.

Перспективы.

Сейчас активно продолжается изучение систем нерегулярных спутников. Уже удалось доказать, что захваты "Кандидатов" в эти спутники происходили на ранних этапах эволюции солнечной системы, поскольку в более поздние времена условий для этого уже не было. Кроме того, сходство систем нерегулярных спутников у планет - гигантов свидетельствует о появлении этих "Попутчиков" в результате тройного захвата - единственного механизма, подходящего как для Нептуна, так и для Юпитера, таким образом, нерегулярные спутники, сосредоточившиеся вокруг планет - гигантов, хранят память о событиях, произошедших многие миллионы лет назад. (c) Г. Гордеев.