Удивительная Солнечная система

Одна из причин потери вроде бы уже хорошо известных астероидов – изменение их орбит. Эти изменения обычно не носят периодического характера, как, например, медленный дрейф перигелия земной орбиты. В лучшем случае здесь можно говорить о квазипериодичности.

Причину орбитальных изменений искать недолго – это гравитационные возмущения со стороны планет и других астероидов. Особенно, конечно, влияет притяжение со стороны Юпитера. Мало того что эта планета-гигант – самая массивная в Солнечной системе, так еще и афелии орбит очень многих астероидов находятся достаточно близко от орбиты Юпитера, чтобы влияние тяготения планеты-гиганта стало существенным. Но и притяжением астероидов, как бы мало оно ни было, тоже не следует пренебрегать. В ряде случаев учет этого влияния совершенно необходим.

Например, уже давно было известно взаимное гравитационное влияние Цереры и Паллады. Имея довольно близкие орбиты (если не считать значительной разницы в углах их наклона к эклиптике), они производят взаимные возмущения – конечно, малые по сравнению с притяжением планет, но все же нуждающиеся в учете при решении ряда задач небесной механики. Известно также возмущающее влияние Весты на другую малую планету – Арету. Между прочим, по этим возмущениям удалось вычислить массы Цереры и Паллады, а по движению Ареты, каждые 18 лет приближающейся к Весте на расстояние всего-навсего в 4–5 млн км, оценить массу Весты.

И все же гигант Юпитер здесь доминирует. Юнона может подходить к нему в афелии на 1,9 а.е., а Паллада – на 2 а.е. При этом сила притяжения этих астероидов к Юпитеру всего лишь раз в 300 меньше силы их притяжения к Солнцу. Это много! Притяжение Юпитера корежит орбиты многих астероидов, добавляя головной боли астрономам, пытающимся вести учет орбит. А ведь астероидов открывается все больше и больше! Нет ничего удивительного в том, что многие из них теряются после открытия, затем вновь находятся и вновь теряются…

Все же орбиты 97 % астероидов, расположенных между Марсом и Юпитером, находятся в пределах от 2,17 до 3,64 а.е. Это и есть Главный пояс. Более 100 астероидов имеют поперечник 100 км и более. Среднее расстояние астероидов Главного пояса от Солнца равно 2,75 а.е., а средний период обращения – 4,7 года. Нельзя, однако, сказать, что орбиты астероидов распределены в указанных пределах равномерно (или, что более логично, по гауссиане). Если построить гистограмму распределения астероидов по периодам обращения, то окажется, что в ней есть ряд глубоких минимумов («пробелы Кирквуда»). Астероидов с соответствующими им периодами обращения очень мало, а сами эти периоды относятся к периоду обращения Юпитера как 1:2, 1:3, 2:5, 3:7, 5:11 и т. д. Орбиты с такими периодами неустойчивы, и астероиды недолго (по астрономическим меркам, конечно) задерживаются на них. Рано или поздно гравитация Юпитера стаскивает их с «неудобных» орбит, вынуждая двигаться либо по большим, либо по меньшим орбитам.

Однако есть две группы астероидов, чьи периоды обращения относятся к периоду Юпитера как 2:3 и 1:1. Вспомните, что мы говорили о резонансных явлениях. При некоторых условиях периодическое сближение с крупным космическим телом не нарушает орбиту малого тела, а наоборот, стабилизирует ее. Особенно интересна группа астероидов, обращающаяся вокруг Солнца с периодом, равным периоду обращения Юпитера.

Строго говоря, это две группы. Члены одной из них движутся примерно по орбите Юпитера, опережая планету-гигант на 60°; члены другой – отстают от Юпитера на 60°. Говоря более научным языком, эти астероиды находятся в лагранжевых точках L₄ и L₅

. Орбита тела в этих точках отличается особой устойчивостью; не зря в системе Земля – Луна там находятся облака космической пыли. Существует традиция давать этим астероидам имена героев Троянской войны: Ахиллес, Диомед, Агамемнон, Одиссей, Аякс, Приам, Эней, Троил и т. д. Поэтому всю эту группу (точнее, две группы) астероидов чохом называют «троянцами». Известно более 1000 «троянцев». Ничем особо примечательным, кроме орбиты, они вроде бы не отличаются.

Не следует, однако, думать, что «троянцы» движутся строго в лагранжевых точках. Будь так, они просто «легли» бы друг на друга и под действием собственной гравитации постепенно слепились в единое тело – точнее, в два тела, расположенных в точках L₄ и L₅. На самом деле орбиты «троянцев» заставляют эти тела то приближаться к указанным точкам, то удаляться от них, и столкновения между этими телами пока не отмечены.

Есть и еще одна группа астероидов, не входящих в Главный пояс: «кентавры». Их орбиты расположены между орбитами Сатурна и Урана, то есть столь далеко от Главного пояса, что вряд ли можно предположить генетическую связь между этими двумя группами тел. По-видимому, «кентавры» состоят из силикатов и льдов. Свое название они получили от первого открытого (в 1977 году) астероида из этой группы – Хирона (так звали мудрого кентавра, воспитателя Ахиллеса). Период обращения Хирона около 50 лет. Это весьма крупный астероид, его поперечник оценивается в 600 км.