Файл: Кесарев, В. В. Эволюция вещества Вселенной.pdf

здесь эта непоследовательность кажущаяся. На по­ казатели тел спутников накладываются показатели их атмосфер, и в результате средние показатели получаются такими, какими они нам известны.

Чтобы исключить влияние атмосфер на показа­ тели тея спутников, необходимо установить объемы последних. Атмосферы спутников имеют заметные и различные объемы, но относительные массы их незначительны. Можно без особого ущерба для точности расчетов принять массу спутника за мас­ су тела спутника.

у него нет атмосферы. Если учесть, что Луна сжа­ лась на 0,09ІО25 см3, то ее первоначальный объем мог быть равным 2,29-ІО25 см3. Вначале средняя плотность Луны могла быть на 3,34 г/см3, как те­ перь, а 3,20 z¡cm3. С формированием на Луне ядра

еесредняя плотность несколько увеличилась.

Удругих спутников планет объемы их тел во столько раз больше или меньше по сравнению с

ПО

первоначальным объемом Луны, во сколько раз больше или меньше их масса по сравнению с мас­ сой Луны. На основании такой зависимости можно рассчитать объемы тел спутников, их средние плот­ ности и зонные массы (табл. 11).

По имеющимся в литературе данным о радиу­ сах спутников представляется возможным вычис­ лить общие объемы, а по разности общих объемов

Протяженность атмосфер спутников зависит не только от их общих масс, но и от внешних условий. Спутники Юпитера Ио и Европа, несмотря на меньшую по сравнению с Луной массу, удержива­ ют газовую оболочку. Солнечный обогрев лунной поверхности увеличивает скорость истечения газов лунной атмосферы. В этих условиях лунная атмос­ фера не является устойчивой.

Ранее было известно, что существует атмосфе­ ра у Титана, недавно зафиксировано (А. Клинян, Пулково) наличие атмосферы у По, Европы, Ганимеда. Следовательно, на очереди установления са­ мой протяженной для спутников атмосферы у Кал­ листо.

Ш

Спутники -планет с массой не ниже 102à г по свбей природе являются планетами. Им свойственны внутренняя активность и вулканическая деятель­ ность, связанные с течением глубинных химических процессов, им также свойственно формирование зон и сфер, в том числе и магнитосферы. •

Спутники -планет, как и сами планеты, представ­ ляют собой стройный ряд с последовательным из­ менением общих показателей. Исключение состав­ ляет спутник Нептуна Тритон. Причина подобного явления ранее нами упоминалась — это катастро­ фа Тритона.

9. КОМЕТЫ

При формировании Солнечной системы условия конденсации вещества по его распределению в раз­ личных зонах протопланетного облака были на­ столько различны, что не все это вещество сконден­ сировалось с образованием крупных космических тел — планет, но и планеты, в свою очередь, воз­ никли далеко не одинаковыми по массе. Их массы находятся в диапазоне от 317 земных масс для Юпитера до 0,1 земной массы для Марса. Вне пла­ нет остаются первичные космические тела с мас­ сами ниже массы Марса. Диапазон их масс очень велик — от крупинок до тел с массой ІО25 г. Они возникли с планетами на общих основаниях, имели тот же химический состав первичного планетного вещества, по структуре были однородными телами, свободными от зон и сфер. Различия между пла­ нетами и малыми по массе телами определились позднее в результате различных функций этих тел.

В недрах крупных тел — планет — создавались условия температуры и давления для возникнове-

112

Ния внутренней активности; в недрах же малых ТеД таких условий не создавалось. Малым первичным телам заметная внутренняя активность не свойст­ венна. Если, однако, малые первичные тела при своем движении по орбитам оказываются в усло­ виях высокого внешнего обогрева, то это может по­ родить не внутреннюю, а внешнюю активность ма­ лых тел. В данном случае первичное планетное ве­ щество на поверхности малых тел претерпевает химические превращения. При этих реакциях сле­ дует ожидать появления тех же продуктов реакций, которые возникают и на планетах при вулканиче­ ских процессах. Интенсивность и продолжитель­ ность внешней активности малых тел зависит от времени их пребывания в зоне высоких темпера­ тур. При приближении малого тела к зоне высоко­ го нагрева внешняя активность возрастает, при удалении от нее — падает и наконец совсем угасает.

Если химические процессы, протекающие на поверхности малых тел, проникают в глубь тела, то они могут получить прогрессивный характер вслед­ ствие того, что тепло реакции остается в реакцион­ ной зоне без обмена с окружающим тело прост­ ранством. При таком характере течения процесса нарушается прочность сцепления частей тела и оно рвется на части.

Имеются ли в действительности подобные ма­ лые тела в Солнечной системе и каковы признаки их существования? На этот вопрос следует отве­ тить положительно. Такие тела постоянно наблюда­ ются, но никто не подозревает, что по химическому составу они имеют самое непосредственное отно­ шение к планетам. Эти тела называют кометами.

Кометы при своем движении по орбитам дале­ ко от Солнца действительно не проявляют актив­ ности и поэтому не обнаруживаются. При некото-

f)OM приближении к Солнцу внешний обогрев iKOMeî становится достаточным для проявления ими внеш­ ней активности. Комета не с теневой, а именно с обогреваемой части поверхности, обращенной к Солнцу, начинает выбрасывать газо-пылевые об­ лака, движение которых направлено к Солнцу. Все эти явления далеко не случайны. Взаимодействие между компонентами первичного планетного ве­ щества при воздействии высокой температуры впол­ не возможно. Продуктами такого взаимодействия должны быть пары воды, газы: водород, углекис­ лота, азот, аммиак и др.

В 1967 г. еще не было данных о содержании во­ дорода в кометных атмосферах. Однако автор на основе химического состава кометного вещества включил в перечень продуктов его распада на пер­ вое место водород. Позднее этот прогноз подтвер­ дился при исследованиях кометы Taro—Сато—Ко- сака 14 января 1970 г. с искусственного спутника САО-2. Исследования, которые невозможно прове­ сти с Земли из-за поглощения ультрафиолетовых лучей атмосферой, со спутника привели к откры­ тию вокруг ядра кометы огромного водородного облака. Его поперечник больше, чем диаметр Солн­ ца. Это первое наблюдение кометы с борта искус­ ственного спутника Земли.

Получающиеся на поверхности комет продукты реакции не истекают, а выбрасываются, так как наделены кинетической энергией. Газо-пылевые об­ лака выбрасываются с облучаемой поверхности перпендикулярно к ней. Это направление совпада­ ет с направлением к Солнцу. Облако, обращенное к Солнцу, не принимает форму хвоста большой про­ тяженности, поскольку ускорение частиц облака снижается световым давлением, действующим в об­ ратном направлении.

114

Как только комета при движении переходит через перигелий, ее поверхность, ранее обращенная к Солнцу, становится теневой, но она еще некото­ рое время сохраняет свою активность. В этом по­ ложении активной поверхности кометы кинетиче­ ская энергия частиц и световое давление имеют одинаковое направление — от Солнца. Суммарное ускорение частиц облака принимает такие значе­ ния, что оно вытягивается на чрезвычайно большие расстояния в виде хвоста. Расчеты ускорения ча­ стиц для кометных хвостов только на основе сил светового давления дают заниженные результаты по отношению к наблюдаемым. В таких расчетах, на наш взгляд, необходимо учитывать дополни­ тельное ускорение частиц под влиянием их кинети­ ческой энергии, получаемой при химических про­ цессах на поверхности комет.

Наблюдения кометы Мркоса показывают, что атомы натрия из ядра кометы выбрасывались со скоростью 2 кмісек, что превышает тепловую ско­ рость движения при расстоянии от Солнца 0,58 а. е. Отдельные облачные образования в хвостах комет I типа также движутся с очень большими ускоре­ ниями при очень высоких начальных скоростях — 7—9 кмісек, и для них, следовательно, гипотеза светового давления непригодна.

Явление взрывного выделения газов и паров из ядра кометы не укладывается в понятие «ледяная комета».

Наблюдаемые в оболочках и хвостах комет ве­ щества— вода, лед, углекислота, натрий, железо, радикалы соединений углерода — это лишь отдель­ ные продукты тех реакций, которые протекают на поверхности комет в состоянии их внешней актив­ ности. Здесь, по существу, можно ожидать все те газообразные, парообразные и твердые продукты,

115

может служить свидетельством их образования не вне, а внутри Солнечной системы. Кроме того, сам процесс формирования Солнечной системы не ис­ ключает, а, наоборот, предполагает возникновение космических тел с функциями комет.

Гипотеза «ледяных» комет (Ф. Уиппл, 1967), допускающая наличие в составе комет пыли, це­ ментированной льдом, нам представляется, по меньшей мере, примитивной. В данной гипотезе продукты распада кометного вещества принимают­ ся за исходные вещества.

В связи с «ледяными» кометами возникают во­ просы: почему земной лед при атмосферном давле­ нии испаряется, а кометный лед в глубоком ваку­ уме космосферы не проявляет такой тенденции? Почему земной лед на расстоянии от Солнца 1 а. е. тает, тогда как кометный лед на сравнитель­ но более близких расстояниях от Солнца не тает? Почему земной лед в атмосфере не горит, а лед тунгусской кометы в земной атмосфере взорвался с выделением огромной энергии? Почему кометный лед подвергается внезапным вспышкам и достига­ ет блеска на уровне шестой звездной величины, а земной лед такими свойствами не обладает? По­ чему в условиях Земли молекула воды подвергает­ ся фотолизу и радиолизу, а в космическом прост­ ранстве она устойчива даже при облучении косми­ ческими лучами?

Попытки согласовать эти и другие явления с «ледяной» природой комет выглядят крайне искус­ ственно.

близких прохождений говорит о присутствии моно­ литных, тугоплавких составляющих в ядрах комет наряду со льдами метано-аммиачных соединений

117