Кометы - дети вулканов (часть третья)
В прошлых частях статьи мы с вами рассмотрели гипотезу, о том, что кометы могут быть вулканическими бомбами, чьё рождение тесно связано с планетами-гигантами.
Давайте продолжим изучение вопроса.
первая часть вторая часть
Возвращаемся к нашим кометам. Согласно современным представлениям, ВСЕ короткопериодические кометы прилетают из облака Оорта после гравитационного маневра с Юпитером (реже с другими планетами-гигантами). Как мы уже выяснили, после гравитационного маневра с Юпитером (или другой планетой) скорость кометы остаётся ПОСТОЯННОЙ относительно Юпитера. Это следует просто из закона сохранения энергии: с какой скоростью комета влетела в поле Юпитера, с такой же скоростью она должна вылететь из него. Поэтому даже если комета совершит сто гравитационных маневров вблизи Юпитера, её скорость будет оставаться ПОСТОЯННОЙ относительно этой планеты. Будет изменяться скорость кометы относительно Солнца и угол, под которым комета пересекает орбиту Юпитера.
На эту проблему можно посмотреть с другой стороны. Если комета движется по почти круговой орбите близкой к Юпитеру, то она всегда имеет маленькую скорость относительно него. Такая комета после ЛЮБОГО гравитационного маневра с Юпитером НЕ СМОЖЕТ достичь облака Оорта и, следовательно, она не могла прилететь из него.
Мы уже рассмотрели орбиту кометы Вильд-2 и выяснили, что ее скорость относительно Юпитера около 4 км/сек. Но чтобы долететь до облака Оорта, эта скорость должна быть больше 5 км/сек.
Кто-то, возможно, захочет возразить, что недостаток 1 км/сек это немного, орбита Юпитера не круглая, если все учесть, то проблема нехватки скорости будет решена. Кроме того, у многих комет высокий эксцентриситет и относительная скорость пересечения орбиты Юпитера заметно выше 5 км/сек.
Это так. Тем не менее, если мы найдем множество комет, которые движутся вблизи Юпитера и имеют малый (меньше 0,2) эксцентриситет, то это будет означать, что такие кометы НЕ МОГЛИ прилететь из облака Оорта. Следовательно, они были выброшены из системы Юпитера. Поищем их. Тем более, что их уже давно открыли.
Заходим в Википедию на страницу «List of periodic comets»:
https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_periodic_comets
В статье представлена большая таблица короткопериодических комет. В ней их больше сотни (может кто-то посчитает?).
Таблица удобна для анализа. К примеру, можно «нажать» на графу «эксцентриситет», и кометы выстроятся по рангу своего эксцентриситета. Именно это я сделал и «сфотографировал» верхнюю часть таблицы (см. фото выше).
Я пронумеровал красным цветом те кометы, орбиты которых находятся вблизи Юпитера. Получилось 10 комет. У первых 6 комет эксцентриситет лежит в пределах от 8 до 12 процентов. Ясно, что эти кометы НЕ МОГЛИ прилететь из облака Оорта. К примеру, если эксцентриситет равен 10 процентов (0,1), то радиус орбиты изменяется на плюс-минус 10 процентов от среднего значения (большая полуось). Соответственно, скорость изменяется обратно пропорционально (закон сохранения момента импульса), то есть, также на плюс-минус 10 процентов от среднего значения. Этого явно недостаточно для гравитационного маневра. 7-я - 10-я кометы, скорее всего, также не могли прилететь из облака Оорта, но тут уже нужно считать.
Итак, первые шесть комет точно не могли прилететь из облака Оорта. Следовательно, они родились на СВОЕМ месте или где-то поблизости. Мы приходим к выводу: эти кометы были выброшены из системы Юпитера.
А теперь посмотрим на непронумерованные кометы. Их орбиты расположены чуть дальше орбиты Марса. Я подчеркнул их большие полуоси красным цветом. Откуда прилетели эти кометы? Из облака Оорта? У первой из них эксцентриситет МЕНЬШЕ, чем у Марса.
Так может быть и Марс прилетел из облака Оорта? Что вы об этом думаете?
НАКЛОНЫ КОМЕТ
Есть ещё серьёзный довод против облака Оорта. Это НАКЛОНЫ кометных орбит к плоскости эклиптики (она почти совпадает с плоскостью орбиты Юпитера и других крупных планет). Наклоны эти в основном небольшие, больших наклонов мало, а должно быть примерно поровну. Давайте разберемся в этом вопросе.
Орбитальная скорость в облаке Оорта (100 тысяч а. е.) примерно 100 м/сек. Скорость вылета там из Солнечной системы, соответственно, 140 м/сек. Чтобы комета смогла проникнуть в глубь Солнечной системы и долететь до орбиты Юпитера, её скорость (точнее, проекция скорости перпендикулярная направлению на Солнце) должна быть меньше 1 м/сек. Если скорость будет равна 1 м/сек, то вблизи орбиты Юпитера эта скорость возрастет (закон сохранения момента импульса) в 20 тысяч раз и станет равной 20 км/сек. А должна равняться 18 км/сек.
Давайте ещё раз вспомним традиционный путь кометы. 4,5 миллиарда лет назад она формируется. Затем совершает гравитационный манёвр вблизи Юпитера и вылетает в облако Оорта. Её скорость в облаке уменьшается примерно до 1 м/сек. Затем проходящая звезда (или несколько звёзд) увеличивают скорость кометы примерно до 100 м/сек. Затем другая проходящая звезда (или несколько звёзд) опять уменьшают эту скорость примерно до 1 м/сек. И комета начинает движение к Юпитеру.
Простой вопрос: КУДА будет направлена скорость кометы, когда она уменьшится до 1 м/сек? Будет ли вектор этой скорости снова лежать в плоскости эклиптики?
Нет, конечно.
После случайного роста до 100 м/сек и обратного также случайного уменьшения до 1 м/сек, направление этой маленькой скорости будет ПРОИЗВОЛЬНЫМ. У неё будет некоторый СЛУЧАЙНЫЙ угол относительно плоскости эклиптики. Поэтому после гравитационного маневра с Юпитером орбита кометы будет иметь некий СЛУЧАЙНЫЙ НАКЛОН относительно плоскости эклиптики.
Итак, сравниваем две версии происхождения комет.
1. Кометы прилетают из облака Оорта. В этом случае наклоны их орбит носят случайный характер. Углы наклонов распределены более-менее равномерно от 0 до 180 градусов.
2. Кометы выбрасываются из системы Юпитера. В этом случае кометы будут иметь преимущественно ПРЯМОЕ движение с небольшими углами, из-за достаточно высокой орбитальной скорости Юпитера. Большие углы наклона и даже обратные - возможны, но МАЛОВЕРОЯТНЫ.
Опять смотрим в Википедию на таблицу короткопериодических комет:
https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_periodic_comets
В этой таблице более сотни комет. Я нажал на кнопку «наклонение» и кометы выстроились от самого большего наклонения до самого маленького. Вот что теперь представляет верхняя часть таблицы (см. фото). Обратное движение (угол наклона больше 90 градусов) имеют только ТРИ кометы (подчеркнуты красным). Большой угол наклона (от 45 до 90 градусов) имеют тоже только ТРИ кометы (подчеркнуто желтым). Средний угол наклона (от 30 до 40 градусов) имеют уже СЕМЬ комет (подчеркнуто зеленым).
Вот часть таблицы чуть ниже (см. фото 2). Здесь углы наклона от 30 до 20 градусов. Таких комет уже ДВАДЦАТЬ ДЕВЯТЬ.
А вот фрагмент таблицы еще ниже (см. фото 3). Мы видим, что в диапазоне всего одного градуса (от 8 до 9 градусов) существует 18 комет.
Итак, распределение наклонов кометных орбит убедительно доказывает: эти кометы НЕ МОГЛИ прилететь из облака Оорта. Следовательно, они были выброшены из системы Юпитера.
ПАДЕНИЕ КОМЕТЫ НА ЮПИТЕР
В конце прошлого века астрономы наблюдали уникальное явление - падение кометы на Юпитер. Предыстория такая. В марте 1993 года была открыта странная комета. После проделанных расчетов оказалось, что через год с небольшим она должна упасть на Юпитер. Ученые сомневались, можно ли увидеть с Земли сам факт падения кометы на Юпитер. Расстояние слишком большое, а фрагменты кометы были размером 1-2 км. Тем не менее, все кто мог приготовились наблюдать это событие. С 16 по 22 июля 1994 года около двадцати фрагментов кометы упали на газовый гигант. К сожалению, они падали на обратную сторону Юпитера и сам момент падения с Земли было невозможно увидеть. Но из-за быстрого вращения Юпитера место падения можно было наблюдать через несколько часов. Вот что увидели астрономы (см. фото).
В моем представлении, основанном на информации, полученной из СМИ, траектория кометы выглядела так. Сначала комета прилетела непонятно откуда (из облака Оорта?). Затем после сближения с Юпитером её траектория изменилась так, что при следующей встрече с Юпитером комета должна была упасть на него. А ученые, рассчитав последствия первого сближения, сделали вывод, что при втором сближении комета УПАДЕТ на Юпитер. В дальнейшем, когда я встречался с разными учеными и разговор касался этой кометы, все они придерживались примерно такого же мнения о ней. А ведь я встречался и с докторами наук и с академиками. Один раз даже с ведущими академиками в области астрономии. Это было на конференции в Звенигороде через 15 лет после падения кометы!
Но ведь ясно, что такая предыстория у траектории кометы быть не может. Но тогда я этого не понимал, потому что не задумывался об этом. Как-то раз в одном из московских книжных магазинов, я рассматривал альбом с красивыми фотографиями, сделанными телескопом «Хаббл». Были там и фотографии, запечатлевшие падение кометы на Юпитер. А рядом с фотографией схематичное изображение РЕАЛЬНОЙ траектории кометы перед падением. Я был в шоке. Эта траектория выглядела так.
Траектория орбиты кометы была нарисована примерно так (см. фото). Из этого рисунка видно, что комета была обнаружена тогда (март 1993 года), когда она двигалась по орбите ВОКРУГ ЮПИТЕРА. Комета была обнаружена в тот момент, когда она УДАЛЯЛАСЬ от Юпитера. И скорость её удаления БЫЛА НЕДОСТАТОЧНА, чтобы вылететь из поля притяжения планеты. Для меня было очевидно, что комета ВЫБРОШЕНА из Юпитера.
Если бы вы увидели, что от Земли удаляется тело со скоростью меньше, чем вторая космическая, а затем падает обратно на Землю, то какой вывод сделали бы? Вывод только один - тело ВЫБРОШЕНО из Земли: либо с поверхности, либо из недр. Но если бы ученые сделали такой напрашивающийся вывод про комету, то вся современная космогония могла рухнуть, как карточный домик. Поэтому ученые стали придумывать различные предыстории для кометы, чтобы только НЕ ДЕЛАТЬ такой вывод.
Вот так выглядела комета, когда она двигалась по своей траектории .
Не правда ли, странная комета? Её даже назвали «нитка жемчуга». Около двадцати фрагментов, которые двигались СТРОГО в ряд, один за другим. Если бы комета прилетела откуда-то издалека, то от такого стройного ряда мало бы что сохранилось. Поэтому ученые сделали предположение, что первоначально комета состояла только из одного фрагмента, а затем при прохождении вблизи Юпитера была разорвана приливными силами на части.
Если бы это было так, то фрагменты кометы образовали бы некую плоскую фигуру, что-то вроде овала. Приливные силы НЕ МОГУТ вытянуть фрагменты СТРОГО в одну линию. Кроме того, все кометы вращаются вокруг своих осей. Если комету разорвать на части, то эти части начнут УДАЛЯТСЯ друг от друга из-за центробежных сил.
И ПОСЛЕДНИЕ СТАНУТ ПЕРВЫМИ
Давайте еще раз посмотрим на траекторию кометы, которую предлагают нам ученые
Рассмотрим участок орбиты от точки 1 до точки 2 (показаны красными стрелками). Напомню, что точка 1 - это ПРЕДПОЛАГАЕМАЯ точка (неизвестно, ЧТО произошло на самом деле), а точка 2 - это то, что астрономы увидели. То есть, изображение в точке 2 - это факт, а в точке 1 - вымысел. Насколько правомочен подобный вымысел?
Согласно Третьему закону Кеплера, тело, движущееся по внутреннему эллипсу, будет двигаться БЫСТРЕЕ, чем тело, движущееся по внешнему эллипсу. А на рисунке - наоборот. После того, как комета была разрушена в точке 1 приливными силами, её фрагменты, движущиеся по внешнему эллипсу, ЗАМЕТНО ОБОГНАЛИ все остальные фрагменты. Из рисунка видно, чем БОЛЬШЕ большая полуось орбиты, по которой движется фрагмент, тем БЫСТРЕЕ он движется. Вы вправе спросить, а почему ученые нарисовали такой безграмотный рисунок?
А дело в том, что ЛЮБОЙ рисунок с разрушением кометы приливными силами будет ПРОТИВОРЕЧИТЬ либо наблюдениям, либо законам небесной механики. Постараюсь это доказать.
Рассмотрим два варианта.
Вариант 1. Комета, двигаясь по орбите вблизи Юпитера, разрывается на части приливными силами. При этом какой-то фрагмент движется по самому внешнему эллипсу, какой-то по самому внутреннему эллипсу, остальные - где-то между ними. Фрагмент, движущийся по самому внутреннему эллипсу, убежит впереди всех. А фрагмент, движущийся по самому внешнему эллипсу, будет последним. Остальные фрагменты - где-то посередине. В этом случае первые фрагменты останутся первыми до конца, а последние - будут всегда последними.
Вариант 2. Фрагменты кометы не были одним целым. Эти фрагменты были выброшены из недр Юпитера в результате его внутренней активности. Это вулканические бомбы, а сам вулкан спрятан где-то под плотной юпитерианской атмосферой. Образно говоря, вулкан произвел выстрел дробью. При этом скорость каких-то фрагментов была чуть больше, каких-то - чуть меньше. Фрагмент с самой высокой скоростью летел впереди всех. Фрагмент с самой низкой скоростью летел последним. Остальные - где-то между ними. Самый быстрый фрагмент был первым и поднялся выше всех. Самый медленный был последним и поднялся ниже всех. После того, как фрагменты достигли максимальной высоты, они повернули обратно и стали падать на Юпитер. И здесь очень важное отличие от первого варианта: первый самый быстрый фрагмент стал последним и упал на Юпитер позже остальных. А последний самый медленный фрагмент стал первым и упал на Юпитер раньше всех. Очередность движения ВСЕХ остальных фрагментов также изменилась на ПРОТИВОПОЛОЖНУЮ.
Итак, в 1-м варианте: первые останутся первыми, а последние - последними до самого конца. Во 2-м варианте первые станут последними, а последние - будут первыми после поворота.
А что наблюдали астрономы? Они обнаружили, что после поворота последний фрагмент стал первым и наоборот. Именно это и изображено на рисунке. Начиная с точки 2 и далее фрагменты кометы двигались так, как изображено на рисунке (см. фото), потому что, начиная с точки 2 и далее астрономы ВИДЕЛИ движение фрагментов. Мы приходим к выводу, что 1-й вариант противоречит наблюдениям.