Столкновение планет породило Луну. Какие еще "сюрпризы" из космоса ждать в ближайшие годы? Почему возникло такое предположение

Люди испытывают страх перед космосом. Большую часть этих страхов вызывают множественные фильмы про столкновение планеты с астероидом, которое несет глобальные последствия и грозит вымиранием нашей цивилизации. Также постоянные прогнозы ученых о приближающихся астероидах и метеоритах заставляют слабонервных рыть подземные бункеры. Сегодня мы рассмотрим известные случаи таких столкновений и возможности таковых в будущем.

Новые гипотезы по поводу возникновения Луны

Ученые Швейцарии недавно огорошили СМИ заявлением о том, что Луна возникла из-за столкновения Земли с большой блуждающей планетой.

Столкновение планет, как они говорят, произошло более четырех миллиардов лет назад. В Землю врезался объект размером с Марс, и от земли полетели "пух и перья" в разные стороны. Несколько осколков объединились, создав новое небесное тело - вечный спутник Земли Луну.

Андреас Ройфез - ученый университета Швейцарии - разрисовал обстановку так: столкновение планет произошло на большой скорости, и от обеих "отвалилось" в космос более пятисот тысяч кусков. Но только десять тысяч из них стали Луной, а остальные от большой силы удара улетели на большое расстояние от орбиты, поэтому мы их не видим.

Почему возникло такое предположение?

Дело в том, что ученые давно ломали голову над Недавние исследования проб с больших глубин спутника показали, что порода схожа с составом Земли. Отсюда и появилась гипотеза, что только столкновение Земли с планетой могло создать новое космическое тело за счет отколовшихся кусков.

Космический "монстр"

В 2004 году ученые стали много времени уделять изучению названного сложным именем "Планета 2М1207". Ранее предполагалось, что она находится в непосредственной близости от другого - меньшей по размерам 2M1207b. Считалось, что вторая, как и Луна, просто является спутником более взрослой планеты, но недавние четкие снимки показали - это одна планета.

То есть их изначально было две, но они умудрились срастись и теперь дружно живут. Эту "Сладкую парочку" создало совсем недавнее столкновение планет, произошедшее буквально позавчера по космическим меркам, а по нашим - земным - несколько десятков тысяч лет утекло с того знаменательного дня.

Их "союз" можно увидеть, вооружившись телескопом, в созвездии Центавир. Явление такого "монстра" стало целым событием для астрономов, поэтому они до сих пор занимаются изучением деталей "аварии на космической дороге".

Таким образом, столкновение планет - возможная трагедия. Она когда-то произошла и на Земле, благо пока не заселенной. Если такое произойдет вновь, то ни единой букашки здесь не останется: океаны выйдут из своих границ, а может, и испарятся вовсе из-за высочайшей температуры поверхности Земли, возникшей за счет удара.

2017 год - последний для нашей цивилизации?

Американцы вновь взялись за свое. Произошел между этими учеными спор: погибнет планета наша в октябре 2017 года или же катастрофа вновь нас минует?

Предположительно 12 октября сего года в непосредственной близости от Земли будет мигрировать астероид ТС4. Говорят, что его размер превосходит саму статую Свободы, поэтому если ему вздумается "заглянуть к нам на огонек", то этого огонька будет много. Последствия грозят нескольким тысячам людей, что превзойдет масштабы трагедии в Челябинске 2013 года, когда в результате падения иноземного тела на территорию мегаполиса было травмировано свыше 1200 человек.

Но это полбеды. Другой ученый удостоверяет, что ТС4 пройдет мимо, а вот встретить нам придется гиганта Нибиру, или, как его еще назвали, планету Х. Столкновение двух планет, то есть Земли и Нибиру, должно состояться также в октябре, только дата прибытия космического гостя пока не известна.

Ученый лишь сказал, что 5 октября она полностью закроет Солнце от землян, пролетая в созвездии Девы. Он же говорит, что последствия столкновения будут ужасными, поэтому пора копать бункеры, запасаться едой и водой. Это необходимо для того, чтобы выжить!

Земля находится под прицелом и в 2029 году

В апреле 2029 года Земля вновь станет мишенью астероида. На этот раз к нам приблизится Апофиз-99942, его размеры предположительно составляют в диаметре от 400 до 600 метров. Немного, но и немало для того, чтобы катастрофа случилась.

Путь его проляжет на расстоянии от 30 до 40 тысяч километров от Земли, поэтому что-то да случится: в лучшем исходе будут повреждены околоземные космические станции, а в худшем - столкновение с планетой.

Орбита надвигающегося тела проходит между нами и Луной, а это, как говорит Смирнов Сергей, старший научный сотрудник, очень плохо. Все дело в том, что ситуация будет напоминать проплывающую между двумя движущимися судами щепку. И в какую сторону эту щепку откинет волнами - не ясно.

Разбить астероид в космосе также не представляется возможным, так как его точные размеры и состав породы не известен, поэтому невозможно подобрать подходящее "оружие".

В любом случае не стоит паниковать раньше времени, ведь ученые много раз предсказывали конец света в связи со столкновением нашей планеты с другой, но еще ни одно предсказание не сбылось.

Две большие планеты столкнулись между собой, образовав единое космическое тело. И произошло это, по звёздным меркам, буквально вчера – несколько десятков тысяч лет назад. Астрономы радуются удаче: кажется, впервые мы можем наблюдать последствия столь колоссальной катастрофы.

Итак, знакомимся с действующими лицами драмы. Коричневый карлик 2M1207 спектрального класса M8 (его можно увидеть хорошо вооружённым глазом в созвездии Центавр) и его небольшой компаньон — планета 2M1207b. Последняя уже несколько лет как мучает учёных своими загадками. И вот теперь новейшее исследование позволило предположить: странные особенности данного объекта объясняются тем, что он рождён в результате совсем недавнего столкновения двух планет. Но обо всём по порядку.

Об этой паре СМИ широко заговорили в 2004-м. Тогда астрономам удалось впервые в истории не просто обнаружить экзопланету, но и получить непосредственный фотопортрет системы, то есть — самой планеты на фоне своей родительской звезды. И то, что светило это (2M1207) в данном случае было не полноценной звездой, а лишь коричневым карликом (массу которого тогда оценили в 25 масс Юпитера), дела не меняло.

Один из непосредственных снимков системы 2M1207Ab: экзопланета видна в левом нижнем углу, рядом с коричневым карликом (фото ESO).

В 2005-м анализ новых снимков сенсационной пары доказал , что это действительно планетная система, а не результат лишь визуального наложения двух удалённых друг от друга космических тел, оказавшихся почти на одном луче зрения. Если судить по массам объектов, впрочем, систему можно было бы назвать не планетной, а двойной. Один объект — коричневый карлик с массой в 25 Юпитеров, а второй — в 8.

Правда, в конце 2005 года астроном Эрик Мамажек (Eric Mamajek) из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) установил, что 2M1207 находится чуть ближе к нам, чем считалось ранее.

Расстояние до этого объекта было определено как 172 световых года (вместо прежнего числа — 228), соответственно наблюдаемые объекты имели меньшую, чем полагали учёные, светимость, а их массы пришлось пересмотреть в сторону уменьшения. И сейчас считается, что 2M1207A «весит» как 21 Юпитер, а 2M1207b — как 5 Юпитеров.

Недавно эти 172 световых года были подтверждены другими методами измерений, да только ясности относительно природы этой «сладкой парочки» не прибавилось. Напротив, стали ещё ярче некоторые странности. Температура, яркость, возраст и местоположение 2M1207b не совпадают ни с какой теорией, ни с какими представлениями о формировании планет у звёзд.

Система 2M1207Ab в представлении художника. Хорошо виден предполагаемый некоторыми исследователями пылевой диск (иллюстрация ESO).

«Это столь странный объект, что он нуждается и в странном объяснении», — говорит Мамажек.

Дело в том, что возраст коричневого карлика 2M1207A составляет всего 8 миллионов лет. Соответственно его планета — не сильно моложе. А по существующим моделям планета-гигант такого возраста уже должна была остыть до температуры ниже 1 тысячи кельвинов. Однако измеренная астрономами температура 2M1207b составляет примерно 1600 кельвинов.

Теперь Эрик Мамажек и Майкл Мейер (Michael Meyer) из университета Аризоны (University of Arizona) выдвинули гипотезу, объяснившую эту «лишнюю» температуру.

Просто данное космическое тело не успело остыть после столкновения и слияния двух планет, которые его, собственно, и сформировали. По расчётам учёных, 1600 кельвинов должны были «рассеяться» в пространстве за 100 тысяч лет, и температура этой планеты-гиганта упала бы до величины, которую предписывает ей теория. А это значит, что столкновение планет случилось по космическим меркам совсем недавно.

Если бы 2M1207A и его система были бы намного старше (скажем, как Солнце и его планеты), шанс на совпадение эпохи быстрого остывания той странной планеты и нашего времени был бы совсем призрачным. Мы наблюдали бы 2M1207b уже холодной и ломали бы голову над её положением, размерами и массой.

Кстати о последних. Тут тоже есть нестыковки. Скажем, отталкиваясь от температуры поверхности и других измеренных параметров, астрономы посчитали яркость, которую должна иметь эта планета. Однако в окулярах телескопов она выглядит в 10 раз тусклее предсказываемого моделями. Почему?

Столкновение двух молодых планет в системе 2M1207, породившее планету 2M1207b (иллюстрация David A. Aguilar/Harvard-Smithsonian CfA).

В 2006-м астрономы выдвинули гипотезу, что коричневый карлик окружён пылевым диском, затеняющим планету-гигант. А ещё, чтобы увязать все параметры этой двойной системы, исследователи сформулировали гипотезу об одновременном формировании 2M1207A и 2M1207b путём уплотнения материала космического облака. Так, как формируются обычно кратные звёзды.

У Мамажека и Мейера есть другое объяснение феномену низкой яркости планеты. 2M1207b гораздо меньше по размеру, чем считается сейчас — утверждают исследователи. Они высчитали, что радиус этого гиганта составляет 50 тысяч километров (немного «скромнее», чем у Сатурна). Потому, мол, планета светит слабо — просто у неё площадь поверхности меньше, чем полагали астрономы ранее.

Отталкиваясь от значения типичной средней плотности планет гигантов, авторы данной работы подсчитали, что масса феноменальной планеты составляет всего четверть массы Юпитера (или 80 масс Земли), а не 3-5 и тем более 8 Юпитеров, как утверждалось в предыдущих исследованиях.

Вернёмся, впрочем, к рождению Луны. «По Земле ударил объект в одну десятую её массы, и, вероятно, другие планеты в нашей Солнечной системе испытали аналогичные катастрофы, включая Венеру и Уран, — говорит Мейер и продолжает. — Если предположить, что эта закономерность распространяется и на другие звёздные миры, можно сказать, что в 2M1207 мы видим последствие столкновения молодых планет, с массами в 72 и 8 масс Земли».

Может, подобные коллизии в первые миллионы лет жизни планетарных систем не так уж редки? История планеты 2M1207b — не единственное тому подтверждение. Мы рассказывали, что в созвездии Овна две планеты столкнулись

В последнем выпуске Nature появилась статья Жака Ласкара , одного из главных специалистов по динамике планет Солнечной системы, с впечатляющим названием: Existence of collisional trajectories of Mercury, Mars and Venus with the Earth ("Существование столкновительных траекторий Меркурия, Марса и Венеры с Землей ").

Это всё означает, что нет никакого шанса просчитать даже на супермощных компьютерах истинную судьбу внутренних планет Солнечной системы на весь срок, отпущенный нам Солнцем (т.е. 5 млрд. лет). Поэтому единственное, что мы можем сделать, это набрать статистику : т.е. взять много разных чуть-чуть отличающихся начальных условий, запустить их моделирование, а потом смотреть, какой процент сеансов моделирования вырабатывает какой тип поведения.

Итак, среди внутренних планет вырабатывает хаос. Но такой хаос достаточно безопасен для самих планет, поскольку эксцентриситеты их орбит остаются небольшими. Каждая планета крутится вокруг Солнца в своем узком кольце, и опасности пересечения орбит нет.

Однако уже давно известно, что Меркурий может всю эту идиллию нарушить на более долгих масштабах, порядка миллиардов лет. У него есть специфический резонанс с Юпитером, в результате которого, если Меркурий на каком-то своём обороте удачно попадет "в фазу", его эксцентриситет может раскачаться до больших значений: 0,9 и даже больше. Эллипс с таким эксцентриситетом уже вылезает за орбиту Венеры, и поскольку всё это происходит почти в одной плоскости, становится возможным столкновение Меркурия с Венерой (либо другой исход -- падение Меркурия на Солнце).

Иллюстрация того, как орбита с большим эксцентриситетом может привести к столкновениям. Картинка из новости Planetary science: The Solar System"s extended shelf life из того же Nature.

Кстати, отступление. Эффекты теории относительности, оказывается, имеют огромное значение для вычисления процента траекторий, у которых вырабатывается большой эксцентриситет. Если этими эффектами пренебрегать, то примерно половина всех траекторий Меркурия за ближайшие 5 млрд. лет успевает побывать в состоянии e>0.9. Если же эффекты учесть, то таких тракторий всего около 1%. Релятивистские эффекты, похоже, как-то сбивают резонанс с Юпитером и не позволяют раскачать эксцентриситет.

Именно всё это сейчас и преодолела группа Ласкара. Они запустили честное моделирование динамики планет с переменным шагом по времени: обычно шаг составлял 0,025 года, но если расстояние между какой-то парой планет становилось опасно маленьким, то шаг по времени еще уменьшался для сохранения численной точности. Ну, и учитывались все планеты плюс Плутон, а также Луна, и учитывались эффекты ОТО. Было запущено 2501 моделирование, которые различались только одним параметром -- начальным значением большой полуоси орбиты Меркурия -- на величину k*0,38 мм, где k = [-1200,1200]. Решение с данным значением k обозначалось S k .

Теперь результаты.

• Из всех 2501 траекторий 20 выработали за 5 млрд. лет большой эксцентриситет Меркурия, e>0.9.
• Из них 14 к моменту написания статьи еще не досчитались (и будут считаться еще несколько месяцев), поскольку они попали в опасную область и у них сильно уменьшился шаг по времени.
• Из оставшихся шести: решение S −947 успешно достигло 5 млрд. лет, избежав столкновения, хотя оно пережило близкое сближение (6500 км) между Венерой и Меркурием.
• В решениях S −915 , S −210 и S 33 Меркурий упал на Солнце спустя 4 млрд. лет с хвостиком.
• Решение S −812 столкнуло Меркурий с Венерой.
• И наконец самое интересное решение S −468 , при котором Земля и Марс сблизились в момент времени 3,3443 млрд. лет менее, чем на 800 км (т.е. 1/8 от радиуса Земли).

Тут вообще интересно то, что до этого речь шла о столкновениях Меркурия с Венерой, а тут вдруг оказалось, что сталкиваться могут все со всеми. Как выяснилось, причина вот в чём. Меркурий с большим эксцентриситетом иногда так удачно взаимодействует с далекими планетами-гигантами, что те передают ему заметную часть углового момента. Эксцентристет его при этом уменьшается, но орбита поднимается выше, т.е. ближе к орбитам других планет. Если после этого Меркурий быстро сталкивается с Венерой, то для Земли и Марса последствий практически никаких нет. А если он удачно избегает столкновения, то начинается дестабилизация всей внутренней Солнечной системы, и эксцентриситеты Марса, Земли и Венеры тоже сильно увеличиваются. В результате становится возможным столкновение какой угодно пары.

Пример столкновительной траектории между Землей и Марсом. Показан эксцентриситет Меркурия , Земли и Марса . Горизонтальная шкала -- время от 0 до 3,5 млрд.лет. Видно, что вначале вырастает эксцентриситет Меркурия, потом Меркурий вызывает рост эксцентриситетов других планет, и в какой-то момент происходит их столкновение. Картинка из оригинальной статьи.

Ну и напоследок насчет вероятностей. Газета.ру написала не мудрствуя лукаво, что "с вероятностью 1% Земля может столкнуться c Венерой или Марсом" (ну не одна Газета.ру, конечно). Это не так. 1% -- это вероятность того, что у Меркурия выработается очень большой эксцентриситет. Но большинство таких событий окажутся плачевным для Меркурия, но не для Земли. Какова вероятность того, что от этого начнется дестабилизация всей внутренней Солнечной системы -- пока неизвестно. Ведь сейчас имеется только одна-единственная траектория из начального набора из 2501, при которой потенциально опасная для Земли дестабилизация действительно возникает.

Поэтому приводить прямые оценки для вероятности того, что Земля с кем-нибудь столкнётся, авторы пока не берутся. Но наверняка через пару лет, когда статистики наберется побольше, они эти оценки приведут.

Ну и конечно совершенно неправильно писать, как например написала Компьюлента:

А вероятность столкновения Земли и Венеры составляет 1:2500 и может произойти не ранее, чем через 3,5 млн лет.

Ну а про заголовки типа "Земле предсказано столкновение с Марсом или Венерой (ФОТО) " или "Марс атакует через три миллиарда лет " я вообще молчу:)