У Земли была соседка по орбите?

Недавно астрофизики при помощи космического телескопа Kepler совершили очередное любопытное открытие. Исследуя звездную систему KOI-730, они обнаружили, что две из четырех ее планет имеют общую орбиту. Ученые полагают, что когда-то аналогичный феномен наблюдался и в Солнечной системе. Речь идет о гипотетическом "двойнике" Земли — Тейе.

Планетолог Джек Лиссауер из Исследовательского центра Эймса и его коллеги-астрофизики подсчитали, что дистанция между планетами-"соседями", имеющими общую орбиту, составляет 60 градусов, а оборот вокруг своей звезды солнечного типа они делают за 9,8 дня. Если смотреть на одну из планет с позиции другой, то она видна в небе как яркое светило. При этом свечение его стабильно: оно никогда не разгорается и не становится более тусклым.

Такая ситуация сложилась благодаря "точкам Лагранжа", называемым также точками либрации (в переводе с латинского это означает буквально "раскачивание"). Это точки, лежащие в плоскости орбит двух массивных тел, в которых может находиться третий объект с пренебрежительно малой массой, при этом на него не действуют никакие другие силы, кроме гравитационного воздействия со стороны этих двух тел большой массы. Гравитация уравновешивается центробежной силой, что позволяет данному объекту оставаться неподвижным относительно массивных тел. Явление открыл в 1772 году математик Жозеф Луи Лагранж.

Читайте также: Железное ядро раскроет лунные тайны

В астрономии точки Лагранжа обозначаются заглавной латинской буквой L, к которой добавляется числовой индекс от одного до пяти. В таких точках удобно размещать искусственные космические объекты, так как ближайшие крупные небесные тела будут находиться по отношению к ним всегда в одной и той же позиции. Сейчас в различных точках Лагранжа Солнечной системы находится несколько космических аппаратов, в том числе астрофизических обсерваторий.

В нашей системе в "точках Лагранжа" можно обнаружить лишь мелкие космические объекты вроде астероидов. Однако находка, сделанная в системе KOI-730, служит косвенным подтверждением ударной теории образования Луны, или теории "Большого Всплеска", выдвинутой в 1975 году американскими астрофизиками Элом Камероном, Уильямом Вардом, Уильямом Хартманном и Дональдом Дэвисом.

Согласно ей, на заре формирования Солнечной системы (примерно 4,6 миллиарда лет назад) произошло столкновение между Землей и планетой Тейя. Это гипотетическое небесное тело размером с Марс было названо современными астрофизиками в честь мифологического персонажа Тейи — одной из сестер-титанид, матери Гелиоса, Эос и Селены (богини Луны). Предположительно Тейя находилась в точке Лагранжа L4, расположенной на орбите Земли. Затем под влиянием гравитационных сил Земли и Солнца она перешла на хаотическую орбиту и, приблизившись к Земле, буквально врезалась в нее. Произошел взрыв, после которого Тейя разлетелась на осколки. Из них и образовался позднее спутник Земли — Луна.

Этот процесс удалось смоделировать на компьютере Ричарду Готту и Эдварду Белбрано из Университета Принстона. Они пришли к выводу, что Тейя сформировалась точно на том же расстоянии от Солнца, что и Земля, а столкновение произошло на относительно низкой скорости и несколько по касательной, так что наша планета не слишком пострадала. Кстати, первоначально Луна была в 20 раз ближе к Земле, чем теперь, считают исследователи.

В пользу такого поворота событий говорят многие факты. Во-первых, ни одна из планет Солнечной системы, за исключением Плутона, не имеет такого большого по массе спутника, как Луна. Во-вторых, Луна обладает гораздо меньшей гравитацией, чем Земля, и в ее составе значительно меньше железа, чем, по идее, должно было быть. В-третьих, изотопный состав кислорода у Земли и Луны весьма сходен.

Ричард Готт и Эдвард Белбрано также убеждены, что формирование Луны имело решающее значение для развития жизни на Земле. Ведь гравитация Луны (так называемые лунные приливы) сглаживает колебания земной оси, стабилизируя земной климат, делая его более благоприятным для живых организмов.

Ученые полагают, что в нашей Галактике есть и другие планетарные системы с планетами земного типа, имеющими большие луны. Именно там есть шансы найти жизнь, возможно, и разумную.

Читайте также: Золото попало на Землю с неба

Что же касается двух соседствующих между собой планет KOI-730, то, по мнению ученых, они тоже могли бы со временем столкнуться между собой… Однако, если исходить из сегодняшних расчетов, их движение по одной орбите останется стабильным еще в течение по меньшей мере 2,2 миллиона лет.

Все самое интересное читайте в рубрике "Наука и техника"