может в ближайшее время заменить устаревший платиново-иридиевый... »»»
получены изображения высокого разрешения Солнца с космической обсерватории Solar Dynamics Observatory... »»»
биография Альберта Эйнштейна - величайшего физика создавшего "Общую теорию относительности"... »»»
история создания, развития и будущее популярного оптического прибора... »»»
Под натиском науки старушка Солнечная система продолжает выдавать свои тайны, удивляя нас новыми астероидами, кометами, спутниками... А нет ли у нее чего-нибудь покрупнее?
Открытие планет всегда было особой сенсацией. Еще бы! Это событие столь же значительно, сколь и редко. До изобретения телескопа взору человека были доступны шесть из девяти ныне известных планет. Крайним был Сатурн, а дальше простирался мрак неизвестности. В 1781 году У. Гершель открыл Уран, что вызвало шумный восторг его современников. А в 1846 году И. Галле и Г. д'Арре, направив телескоп в точку, кропотливо предвычисленную У. Леверье и независимо от него Дж. Адамсом, увидели Нептун.
Это был настоящий триумф точных наук!
Наконец, в 1930 году К. Томбо подарил нам Плутон - самую дальнюю и миниатюрную из планет. Как видим, открытия не спешили — 65 лет, 84 года — это интервалы. После открытия Плутона прошло уже 64 года. Пора бы уж порадовать землян чем-либо новым. Ведь нет никаких оснований считать, что на сегодня известны все планеты Солнечной системы — дай Бог, половина.
Зададимся целью: найти периоды обращения неизвестных планет Солнца и радиусы их орбит. Последние положим чисто эллиптическими. Тогда Т2 = R3, где Т - период обращения планеты в земных годах, R - средний радиус ее орбиты в а. е. (астрономических единицах). Зная период, знаем радиус, и наоборот.
Легко сказать — зададимся. Но как подступиться к решению этой головоломки? Прежде всего вспомним, что планеты «обхаживают» Солнце не как попало, а до удивления упорядоченно. Поистине, «хоры стройные светил». То же и естественные спутники планет. Взять хотя бы Луну. Как зачарованная, она постоянно обращена «лицом» к Земле. То есть период вращения Луны вокруг своей оси равен периоду ее обращения вокруг Земли. Периоды обращения спутников Юпитера Ио, Европы и Ганимеда относятся как 1:2:4. Меркурий делает три оборота вокруг своей оси за два оборота вокруг Солнца. Год на Венере равен двум ее суткам. Периоды Юпитера и Сатурна относятся как 2:5, а наиболее далеких — Урана, Нептуна и Плутона,— как 1:2:3 и т. д. Время рождает порядок!
Эта самоорганизация — «врожденное» свойство нелинейных колебательных систем, в частности, с гравитационным взаимодействием элементов и приливными эффектами. За долгую «семейную жизнь» связанные узами тяготения планеты и их спутники «притерлись» друг к другу, вошли в резонанс. Но если это так, то и неизвестные планеты тоже должны участвовать в этой «музыке сфер». То есть их периоды должны превосходить периоды известных планет, прежде всего Плутона, в целое число раз. Но какое?
Власть целых чисел над планетами проявляется в соизмеримости не только их периодов, но и радиусов орбит. Тому свидетельство — «магическое» правило планетных расстояний Тициуса - Боде: r = 0,3 х 2n + 0,4, где n - целое число. Простенько и со вкусом. Берем n = - ∞, получаем r = 0,4 а. е. Это приближенно радиус орбиты Меркурия, точное значение 0,387 а. е. Наращивая n, получаем r для других планет (см. таблицу).
Все было ничего, да вот с Нептуном конфуз: имея r = 30,1 а. е., он совсем «не уважает» правило. И этот досадный факт убивает универсальность прекрасной формулы. Что поделаешь, в семье не без урода. Все же, если закрыть глаза на Нептун, правило расстояний неплохо соответствует действительности. Почему? Этого никто не знает.
Как видим, в целом Солнечная система являет нам пространственно-временную гармонию небесных тел. Истина перекликается с красотой...
Теперь мы можем из всех периодов Т, кратных периоду Плутона, отобрать те, которым соответствуют радиусы r, отвечающие правилу расстояний, и считать, что это и есть Т и r неизвестных планет. Но таким способом мы «выловим» не все планеты, ибо пример Нептуна показывает, что некоторые из них могут «пренебрегать» правилом расстояний. Значит, нужен дополнительный признак «планетности» периода. Не подскажет ли его многозначительное явление солнечной активности?
Наше светило только на первый взгляд ослепительно непорочно. В действительности же и на Солнце бывают пятна, это уже вошло в поговорку. Вещество Солнца кипит, как вода в котле. Ломоносов писал:
Там огненны валы стремятся
И не находят берегов,
Там вихри пламенны крутятся,
Борющись множество веков.
Говоря современной прозой, на Солнце постоянно возникают, перемещаются, взаимодействуют и исчезают пятна, сгустки магнитных полей, хромосферные вспышки, факелы, флоккулы, протуберанцы, корональные дыры и т. д. Динамика этих образований, концентрирующихся в отдельных областях светила,— это и есть солнечная активность. Казалось бы, адский хаос. Но нет, и тут, если присмотреться, выявляются свои закономерности.
Пятна на Солнце люди видели с незапамятных времен, об этом говорят летописи. Но только к 1843 году Г. Швабе, обобщив богатый наблюдательный материал, убедительно показал существование 11-летнего цикла изменения числа солнечных пятен. С тех пор ведется пристальный их учет. Удобным мерилом солнечной активности стало число Вольфа — относительное число солнечных пятен. Зависимость его от времени похожа на старую пилу, высота зубьев которой колеблется от 50 до 200, а расстояние между ними — от 7 до 17 лет (в среднем 11 лет). В 1908 году Дж. Хейл открыл магнетизм солнечных пятен. А в 1952 году отец и сын Бэбкоки установили 22-летний магнитный солнечный цикл. В 1851-1852 гг. И. Ла-монт, Р. Вольф, Э. Сэбин и А. Готье независимо друг от друга открыли связь геомагнитных возмущений с солнечными пятнами, что усилило интерес к солнечной активности. Выяснилось, что в годы активного Солнца чаще бывают, ярче пылают и проникают дальше на юг северные полярные сияния. По упоминаниям в хрониках о солнечных пятнах и полярных сияниях, Д. Шове удалось прощупать 11-летний пульс светила с середины первого тысячелетия до н. э.
Эти приближенные данные вместе с результатами точных наблюдений, выполненных за последние 240 лет, позволили установить существование более длинных циклов солнечной активности. Оказалось, 11-летние «зубья» — это рябь на волнах, причем имеется целая система этих волн разной длины. Кроме 11-летнего и 22-летнего, обнаружились наложенные друг на друга циклы солнечной активности средней продолжительностью 58, 85, 165 и 250 лет. Не правда ли, в этих цифрах проглядывают периоды планет? Не они ли «инспирируют» ритмы Солнца? Очень похоже.
Наиболее сильно воздействует на Солнце огромный Юпитер, период которого 11,86 года. Поэтому наиболее выражен цикл солнечной активности в 11 лет, а также двойной цикл в 22 года. Сатурн, период которого 29,46 года, порождает двойной цикл длительностью 58,4 года. Уран, Нептун и Плутон, пeриоды которых 84,01, 164,8 и 247,7 года, диктуют светилу циклы сходной длительности.
Но есть указания и на более длинные солнечные циклы. Их выдает динамика таких зависящих от «настроения» светила явлений, как засухи, наводнения, колебания уровня морей и океанов, отложение в них осадков, рост и таяние ледников, извержения вулканов, землетрясения, прирост деревьев, урожаи сельхозкультур, эпидемии болезней, рождаемость одаренных людей, налеты саранчи, накопление радиоизотопов в древесине и ледниках, частота открытия комет и т. д., и т. п., всего не перечесть.
Длинные циклы - в 500,1000, 2000, 5000 и более лет (кратные периоду Плутона!) выявляются по содержанию радиоизотопов в годовых кольцах деревьев, колонках антарктического льда, пластах донных осадков. Дело в том, что повышение активности Солнца сопровождается усилением его магнетизма. Поэтому в годы повышенной активности высокоэнергичные заряженные частицы галактических космических лучей, отклоняемые магнитным полем Солнца, более обтекают Солнечную систему и менее проникают в нее.
Ранее мы отметили, что гипотетические заплутоновые планеты, отвечающие правилу расстояний, должны резонировать с Плутоном. Теперь выясняется, что некоторые из этих периодов совпадают с длинными солнечными циклами. Значит, это и есть периоды неизвестных планет.
Между прочим, длинные солнечные циклы обнажают следующий порядок: до Урана правилу расстояний отвечают все планеты, а далее — через одну. (Нептун, оказывается, не такой уж выскочка!) Это удваивает число «невидимок» без ущерба для них вероятности и доводит свиту «их сиятельства» до девятнадцати планет. А почему их должно быть меньше? У Юпитера и то 16 спутников.
Если период Плутона принять за 1, то последовательность периодов планет, начиная с Урана, будет: 0,34, 0,67, 1, 2, 3, 4, 8, 14, 20, 40, 60, 80, 160. В этом ряду видна четкая закономерность: каждое третье число равно половине последующего, а число, предшествующее каждому третьему, равно полусумме соседних чисел. Это положение резонно назвать правилом планетных периодов.