Когда у Земли было две Луны. Планеты-каннибалы, ледяные гиганты, грязевые кометы и другие светила ночного неба
В 1959 г. советская станция «Луна-3» сделала первые фотографии обратной стороны Луны. Даже в плохом разрешении изображения ошеломили ученых: обратная сторона выглядела как огромное пространство горных массивов, а не как обширные лавовые равнины, покрывающие видимую с Земли сторону. Последующие миссии качественными снимками подтвердили это открытие. Почему Луна выглядит именно так и может ли это что-то сказать о нашем месте во Вселенной? Оказывается, может – и довольно много.
В книге «Когда у Земли было две Луны» известный планетолог Эрик Асфог отправляет нас в захватывающее путешествие в самые далекие времена нашей Галактики, чтобы выяснить, почему Луна такая разная. Интересно написанная, с провокационными аргументами, эта книга – не только головокружительный астрономический тур, но и глубокое исследование происхождения жизни в миллиардах километрах от нашего дома.
Переводчик Виктория Краснянская
Научные редакторы Владимир Сурдин, канд. физ. – мат. наук, Михаил Гирфанов, канд. геол. – минерал. наук
Редактор Петр Фаворов
Издатель П. Подкосов
Руководитель проекта И. Серёгина
Корректоры И. Астапкина, О. Петрова
Компьютерная верстка А. Фоминов
Дизайн обложки Ю. Буга
Фото на обложке NASA, Shutterstock
Th is edition is published by arrangement with CHASE LITERARY AGENCY and Th e Van Lear Agency LLC
Все права защищены. Данная электронная книга предназначена исключительно для частного использования в личных (некоммерческих) целях. Электронная книга, ее части, фрагменты и элементы, включая текст, изображения и иное, не подлежат копированию и любому другому использованию без разрешения правообладателя. В частности, запрещено такое использование, в результате которого электронная книга, ее часть, фрагмент или элемент станут доступными ограниченному или неопределенному кругу лиц, в том числе посредством сети интернет, независимо от того, будет предоставляться доступ за плату или безвозмездно.
Копирование, воспроизведение и иное использование электронной книги, ее частей, фрагментов и элементов, выходящее за пределы частного использования в личных (некоммерческих) целях, без согласия правообладателя является незаконным и влечет уголовную, административную и гражданскую ответственность.
Посвящается Генри, Галену и Фиби
Эта книга издана в рамках программы «Книжные проекты Дмитрия Зимина» и продолжает серию «Библиотека «Династия». Дмитрий Борисович Зимин – основатель компании «Вымпелком» (Beeline), фонда некоммерческих программ «Династия» и фонда «Московское время».
Программа «Книжные проекты Дмитрия Зимина» объединяет три проекта, хорошо знакомые читательской аудитории: издание научно-популярных переводных книг «Библиотека «Династия», издательское направление фонда «Московское время» и премию в области русскоязычной научно-популярной литературы «Просветитель».
Подробную информацию о «Книжных проектах Дмитрия Зимина» вы найдете на сайте ziminbookprojects.ru.
Краткий список планет и их спутников
В Солнечной системе имеется по крайней мере девять планет [1] (в зависимости от того, кто ведет подсчет) и более 200 их естественных спутников. Ниже перечислены некоторые самые интересные и важные из них [2] . Поскольку спутники иногда имеют странную форму, а планеты с коротким периодом вращения представляют собой сплюснутые эллипсоиды, приводятся их средние диаметры. Радиусы орбит планет даны в астрономических единицах (а.е.), где 1 а.е. равна среднему расстоянию от Земли до Солнца – 149,6 млн километров. Радиусы орбит спутников даются в радиусах их планет.
1
Согласно официальной позиции Международного астрономического союза, в Солнечной системе к категории «планета» относятся восемь тел – Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. – Прим. науч. ред.
2
Данные о планетах и спутниках взяты с сайтаДанные по Луне и орбитам планет – с сайтаДанные по Хаумее – из D. L. Rabinowitz et al., "Photometric Observations Constraining the Size, Shape, and Albedo of 2003 EL61, a Rapidly Rotating, Pluto-Sized Object in the Kuiper Belt." Astrophysical Journal 639 (2006): 1238–51 и D. Ragozzine and M. E. Brown, "Orbits and Masses of the Satellites of the Dwarf Planet Haumea (2003 EL61)," Astronomical Journal 137 (2009): 4766–76.
МЕРКУРИЙ
Расстояние от Солнца: 0,39 а.е.
Диаметр: 4878 км
Масса: 3,301 x 1023 кг
Орбитальный период: 0,24 года / 88 суток
Период вращения: 58,6 суток
ВЕНЕРА
Расстояние от Солнца: 0,72 а.е.
Диаметр: 12 104 км
Масса: 4,867 x 1024 кг
Орбитальный период: 0,62 года / 226 суток
Период вращения: 243 суток (обратное вращение)
ЗЕМЛЯ
Расстояние от Солнца: 1 а.е. (по определению)
Диаметр: 12 742 км
Масса: 5,972 x 1024 кг
Орбитальный период: 1 год / 365,26 суток
Период вращения: 23,93 часа (сидерические сутки)
Луна
Расстояние от планеты: 60,3 радиуса Земли
Диаметр: 3474 км
Масса: 7,35 x 1022 кг
Орбитальный период обращения вокруг Земли: 27,3 суток (сидерический месяц)
МАРС
Расстояние от Солнца: 1,52 а.е.
Диаметр: 6779 км
Масса: 6,417 x 1023 кг
Орбитальный период: 1,88 года
Период вращения: 24,6 часа
Фобос
Расстояние от планеты: 2,8 радиуса Марса
Диаметр: 22 км
Масса: 10,8 x 1015 кг
Орбитальный период обращения вокруг Марса: 7,7 часа
Деймос
Расстояние от планеты: 7,0 радиуса Марса
Диаметр: 12 км
Масса: 1,48 x 1015 кг
Орбитальный период обращения вокруг Марса: 30,3 часа
ЮПИТЕР
Расстояние от Солнца: 5,2 а.е.
Диаметр: 139 882 км
Масса: 1,898 x 1027 кг
Орбитальный период: 11,86 года
Период вращения: 9,9 часа
Ио
Расстояние от планеты: 6,03 радиуса Юпитера
Диаметр: 3643 км
Масса: 8,93 x 1022 кг
Орбитальный период обращения вокруг Юпитера: 1,8 суток
Европа
Расстояние от планеты: 9,59 радиуса Юпитера
Диаметр: 3130 км
Масса: 4,79 x 1022 кг
Орбитальный период обращения вокруг Юпитера: 3,6 суток
Ганимед
Расстояние от планеты: 15,3 радиуса Юпитера
Диаметр: 5268 км
Масса: 1,48 x 1023 кг
Орбитальный период обращения вокруг Юпитера: 7,2 суток
Каллисто
Расстояние от планеты: 26,93 радиуса Юпитера
Диаметр: 4806 км
Масса: 1,08 x 1023 кг
Орбитальный период обращения вокруг Юпитера: 16,7 суток
САТУРН
Расстояние от Солнца: 9,6 а.е.
Диаметр: 116 464 км
Масса: 5,683 x 1026 кг
Орбитальный период: 29,44 года
Период вращения: 10,7 часа
Мимас
Расстояние от планеты: 3,18 радиуса Сатурна
Диаметр: 398 км
Масса: 3,75 x 1019 кг
Орбитальный период обращения вокруг Сатурна: 0,942 суток
Энцелад
Расстояние от планеты: 4,09 радиуса Сатурна
Диаметр: 504 км
Масса: 1,08 x 1020 кг
Орбитальный период обращения вокруг Сатурна: 1,37 суток
Тефия
Расстояние от планеты: 5,06 радиуса Сатурна
Диаметр: 1072 км
Масса: 6,17 x 1020 кг
Орбитальный период обращения вокруг Сатурна: 1,89 суток
Диона
Расстояние от планеты: 6,48 радиуса Сатурна
Диаметр: 1125 км
Масса: 1,10 x 1021 кг
Орбитальный период обращения вокруг Сатурна: 2,74 суток
Рея
Расстояние от планеты: 9,05 радиуса Сатурна
Диаметр: 1528 км
Масса: 2,31 x 1021 кг
Орбитальный период обращения вокруг Сатурна: 4,52 суток
Титан
Расстояние от планеты: 21 радиус Сатурна
Диаметр: 5150 км
Масса: 1,34 x 1023 кг
Орбитальный период обращения вокруг Сатурна: 15,9 суток
Гиперион
Расстояние от планеты: 25,7 радиуса Сатурна
Диаметр: 270 км
Масса: 1,08 x 1019 кг
Орбитальный период обращения вокруг Сатурна: 21,3 суток
Япет
Расстояние от планеты: 61,1 радиуса Сатурна
Диаметр: 1469 км
Масса: 1,81 x 1021 кг
Орбитальный период обращения вокруг Сатурна: 79,3 суток
УРАН
Расстояние от Солнца: 19,2 а.е.
Диаметр: 51 260 км
Масса: 8,681 x 1025 кг
Орбитальный период: 84,02 года
Период вращения: 17,2 часа (обратное вращение)
Миранда
Расстояние от планеты: 5,08 радиуса Урана
Диаметр: 472 км
Масса: 6,59 x 1019 кг
Орбитальный период обращения вокруг Урана: 1,41 суток
Ариэль
Расстояние от планеты: 7,47 радиуса Урана
Диаметр: 1160 км
Масса: 1,3 x 1021 кг
Орбитальный период обращения вокруг Урана: 2,52 суток
Умбриэль
Расстояние от планеты: 10,4 радиуса Урана
Диаметр: 1170 км
Масса: 1,17 x 1021 кг
Орбитальный период обращения вокруг Урана: 4,14 суток
Титания
Расстояние от планеты: 17,1 радиуса Урана
Диаметр: 1577 км
Масса: 3,53 x 1021 кг
Орбитальный период обращения вокруг Урана: 8,71 суток
Оберон
Расстояние от планеты: 22,8 радиуса Урана
Диаметр: 1523 км
Масса: 3,03 x 1021 кг
Орбитальный период обращения вокруг Урана: 13,5 суток
НЕПТУН
Расстояние от Солнца: 30,0 а.е.
Диаметр: 49 244 км
Масса: 1,024 x 1026 кг
Орбитальный период: 165 лет
Период вращения: 16,11 часа
Протей
Расстояние от планеты: 3,77 радиуса Нептуна
Диаметр: 420 км
Масса: 4,4 x 1019 кг
Орбитальный период обращения вокруг Нептуна: 1,1 суток
Тритон
Расстояние от планеты: 14,4 радиуса Нептуна
Диаметр: 1682 км
Масса: 2,14 x 1022 кг
Орбитальный период обращения вокруг Нептуна: 5,9 суток
Нереида
Расстояние от планеты: 224 радиуса Нептуна
Диаметр: 340 км
Масса: 3,09 x 1019 кг
Орбитальный период обращения вокруг Нептуна: 360 суток
ПЛУТОН
Расстояние от Солнца: 39,5 а.е.
Диаметр: 2377 км
Масса: 1,303 x 1022 кг
Орбитальный период: 248 лет
Период вращения: 6,39 суток (обратное вращение)
Харон
Расстояние от планеты: 16,5 радиуса Плутона
Диаметр: 1212 км
Масса: 1,55 x 1021 кг
Орбитальный период обращения вокруг Плутона: 6,39 суток
Никта
Расстояние от барицентра Плутон – Харон: 41 радиус Плутона
Диаметр: 74 км
Масса: 4,5 x 1016 кг
Орбитальный период обращения вокруг Плутона – Харона: 24,9 суток
Гидра
Расстояние от барицентра Плутон – Харон: 54,5 радиуса Плутона
Диаметр: 38 км
Масса: 4,8 x 1016 кг
Орбитальный период обращения вокруг Плутона – Харона: 38 суток
ХАУМЕА
Расстояние от Солнца: 43 а.е.
Диаметр: 1436 км
Масса: 4,0 x 1021 кг
Орбитальный период: 284 года
Период вращения: 3,9 часа
Намака
Расстояние от планеты: 48,2 радиуса Хаумеи
Диаметр: 170 км
Масса: 1,8 x 1018 кг
Орбитальный период обращения вокруг Хаумеи: 34,7 суток
Хииака
Расстояние от планеты: 60,7 радиуса Хаумеи
Диаметр: 310 км
Масса: 1,8 x 1019 кг
Орбитальный период обращения вокруг Хаумеи: 49,1 суток
Введение
Время – отец истины. Мать ее – наш разум.
Я родился в октябре в Норвегии, поэтому прошло целых полгода до того, как мне удалось полежать на мягкой траве, глядя в небо после захода солнца. (Никогда не мешайте ребенку смотреть в небо.) Как бы то ни было, иногда той темной холодной зимой я, закутанный с ног до головы, оказывался на улице в катящейся куда-то детской коляске. Конечно, по-настоящему я этого не помню, но почти уверен, что впервые увидел Луну холодным полумесяцем, сияющим на темно-синем небе среди немногочисленных ярких жемчужин. Всю мою последующую жизнь это зрелище заставляет меня забыть любые дела. С тех пор – возможно, именно из-за этого – я интересуюсь планетами.
Более ясно я помню, как в первый раз встретилась с Луной моя дочь. Она родилась летом в умеренных широтах. Когда ей исполнилось десять дней, мы отнесли девочку на соседний холм, чтобы полюбоваться на лунное противостояние [3] , когда ночное светило становится особенно ярким; блеск Луны затмил все, кроме нескольких звезд и, возможно, одной планеты. Стоял тихий прохладный вечер, вокруг нас кружили насекомые. Я никогда не забуду, как выглядело в этом волшебном свете потрясенное маленькое личико дочери, выглядывающее из складок хлопкового слинга. Она издала новый звук, напоминающий какое-то слово, и потянулась пальчиками к бледно-белому кругу в небе.
3
Противостояние (оппозиция) происходит, когда Солнце и Луна находятся на противоположных сторонах от Земли. В этот момент Луна становится абсолютно полной. Во время большинства противостояний тела не располагаются точно на одной линии, так что Луна находится вне прямой тени Земли; точно в момент противостояния полная Луна становится очень яркой из-за так называемого оппозиционного эффекта, когда свет Солнца отражается от мелкодисперсной поверхности Луны и идет прямо к вам, наподобие того, как свет фар отражается от глаз кошки. Когда противостояние идеально, происходит лунное затмение и Луна на несколько часов оказывается в тени Земли.