Массы лун росли, а орбиты соответственно округлялись. Одновременно шел естественный процесс отбора устойчивых образований. Спутники, возникавшие на орбитах, которые пересекали центральную — экваториальную плоскость сгустка, чаще других сталкивались со своими сверстниками и, разумеется, разваливались.
Луны, которые, обращаясь вокруг планеты, входили в зону Роша, тоже рассыпались на мелкие частицы. Остатки развалившихся спутников служили добычей планеты и других лун.
Сохранились ядра спутников, которые обращались в экваториальной плоскости, то есть в наиболее плотной части сгустка. Их массы росли быстрее, чем у остальных лун, их орбиты скорее округлялись.
Словом, тут действовал тот же самый закон, какой определил расстояние планет от Солнца. И, действительно, спутники разместились возле планет в определенной закономерной последовательности, установленной еще в 1937 году С. С. Петровым. Луны, накопившие наибольшие массы, приобрели наиболее округленные орбиты.
Все главные спутники планет, то есть наиболее массивные и близкие к планете, обращаются в ту же сторону, в какую вращаются планеты. Очевидно, что иначе и быть не могло. Закон сложения моментов количества движения действителен не только для планет, но и для спутников.
Луны, наиболее удаленные от планеты и небольшие по массе, возникали там, где сгусток был разрежен и столкновения частиц происходили значительно реже, чем вблизи планеты. Потери кинетической энергии на дробление и нагревание тут были невелики. Толчки падающих частиц оказывали существенное влияние. Вступало в действие «правило вертушки», то есть сумма кинетических энергий, приносимых частицами, имела большее значение, чем сумма моментов количества движения. И эти спутники были вынуждены вращаться в ту сторону, в какую их подталкивали падающие на них частицы. Поэтому три крайних спутника Юпитера и спутник Сатурна — Феба обращаются навстречу вращению планеты.
Отсюда следует вывод: между спутниками, обращающимися в прямом направлении, и спутниками, которые движутся им навстречу, должен существовать обширный промежуток — зона, где движение невозможно ни в ту, ни в другую сторону и, следовательно, невозможно образование спутников.
Действительность подтверждает существование такой «пустой» зоны. Между орбитой последнего «прямого» спутника Юпитера и орбитой его первого «обратного» спутника лежит промежуток в 10,8 миллиона километров. От Япета и Фебы в системе Сатурна — 9,4 миллиона километров. Между орбитами спутников, имеющих одинаковое движение, таких разрывов нет.
Луны росли в борьбе двух противоположных явлений. Суммирование кинетических энергий падающих частиц противодействовало накапливанию моментов количества движения — одно тянуло влево, а другое — вправо. Поэтому луны с самого рождения вращались вокруг оси довольно медленно.
Одновременно сказывалось влияние приливного трения. Приливные силы тормозили вращение спутников вокруг осей, и луны замирали, повернувшись к планетам одной стороной. Все спутники Юпитера и Сатурна, так же как и Луна, никогда не оборачиваются к своим планетам «спиной».
Зачатки лун, по всей вероятности, возникали не там, где они находятся сейчас, а на больших расстояниях от планет. Массы планет и лун росли, сила тяготения между ними увеличивалась. По мере увеличения массы, спутники приближались к планетам. Возможно, что системы спутников были прежде более многочисленны, чем теперь. Но ближние луны, притянутые планетой, вступали в пределы зоны Роша и гибли, разорванные приливными силами. Их остатки поглотили планеты.
Когда запасы вещества, захваченного Солнцем, были исчерпаны, рост планет замедлился и практически совсем прекратился. Луны тоже перестали подтягиваться к планетам. И возможно, что именно в этот переломный момент рыхлый, неустойчивый, еще не успевший уплотниться и окрепнуть, комок космической пыли, который должен был превратиться в одну из лун Сатурна, проник в опасную зону и был разорван приливными силами, и вокруг образовалось кольцо.
Такова гипотеза Шмидта в ее первоначальном варианте. Она привлекла к себе пристальное внимание ученых, ведь это была первая попытка вывести космогонию из того тупика, в какой ее завели буржуазные ученые. Самым ценным в новой гипотезе было то, что она объяснила те закономерности солнечной системы, которые до ее появления оставались без объяснения.
Гипотезе О. Ю. Шмидта пришлось выдержать суровую критику и встретить много серьезных возражений.
Глава девятая
ПУТЕШЕСТВИЕ ПО ЛОЖНОМУ СЛЕДУ
Кусочки неземного вещества
Из первоначального варианта гипотезы О. Ю. Шмидта следует, что метеоры, огненными искрами бороздящие небо, это остатки того роя частиц, который был некогда захвачен Солнцем. Земной шар, хотя и очень медленно, но и поныне продолжает расти, добирая крохи, какие еще сохранились в межпланетном пространстве.
Значит те образцы «чужого» вещества, которые собраны в метеоритном музее Академии наук СССР — это «родители» нашей планеты, или по крайней мере их самые близкие родственники.
Но верно ли это?
Метеориты находятся в распоряжении ученых, от них можно отколоть кусочки, рассмотреть их под микроскопом, растолочь в ступке, растворить в кислотах — исследовать, изучить и решить: можно ли их признать родителями планет?
Астрономы привлекли к исследованию метеоритов ученых самых различных специальностей — химиков, геологов, минералогов, геохимиков, металлургов, геофизиков. Каждый специалист изучал метеоритное вещество теми способами, какие выработаны его наукой и затем давал свое заключение.
Ученые не зря истребили часть своих запасов космического вещества. Особенности метеоритов изучены теперь весьма основательно.
Известно, что все метеориты до встречи с Землей имеют неправильную форму обломков с неровными краями, они похожи на осколки других более крупных глыб.
Пролетая сквозь атмосферу со скоростью до 70–80 километров в секунду и разогреваясь от сильного трения о воздух, метеориты снаружи оплавляются.
Струи раскаленного воздуха обтекают метеорит и как бы обтачивают его, придавая ему форму, подобную головке артиллерийского снаряда.
Первоначально метеорит имеет неправильную форму обломка. Встречные частицы воздуха обтачивают его, придавая метеориту сходство с головкой артиллерийского снаряда.
На поверхности метеоритов образуется корка из расплавленных минералов. Таковы, например, метеориты: «Каракол», упавший 9 мая 1840 года, и «Репеев Хутор», упавший 8 августа 1933 года.
Некоторые метеориты, пробиваясь сквозь воздушную оболочку Земли, раскаляются с поверхности очень сильно, но внутри они все равно остаются холодными. За короткое время полета в атмосфере метеорит не успевает прогреться насквозь. Известен случай, когда метеорит, упавший теплой летней ночью в болотистую местность, был найден в куске льда. Влажная почва болотца быстро охладила поверхность метеорита, а низкая температура его внутренних частей заморозила воду, скопившуюся в ямке, которая образовалась на месте падения.
Метеорит «Каракол», упавший 9 мая 1840 года.
Удалив наружную оплавленную корку, ученые находят под ней метеоритное вещество таким, каким оно было до падения метеорита на Землю.
Медленно летящие метеориты сохраняют первоначальную обломочную форму, и оплавленная корка на них почти не образуется.
Химики уже давно дали отчет в своих исследованиях химического состава метеоритов. Все эти кусочки «чужого» вещества — и чисто каменные, и железные, и железо-каменные — содержат обычные химические элементы. Никаких новых, неизвестных науке элементов не обнаружено. Железо, никель, кобальт, медь, фосфор, сера, углерод, кислород, кремний, магний, кальций, золото, серебро, платина — все, что есть в таблице Менделеева, имеется и в метеоритах.