Ученые выяснили, что Луна не единственный спутник Земли: существуют так называемые пылевые луны
Представьте, что вы смотрите на небо и видите не одну Луну, а три! В то время как у многих планет в нашей Солнечной системе есть много спутников, у Земли есть только одна Луна, или мы так думали раньше. Уже более полувека ученые задают вопрос: есть ли больше естественных спутников, вращающихся вокруг Земли, или это только одна Луна, которая видна нам? Какие же науки помогут ответить на этот вопрос? После десятилетий споров команда венгерских физиков и астрономов, возможно, наконец нашла ответ. Согласно их словам у Земли есть две дополнительные луны, которые полностью состоят из пыли.
Пылевые луны
Поиски дополнительных лун начались еще в 19-м веке. Хотя было несколько вероятных кандидатов, ни один из них не был подтвержден. Например, некоторые околоземные объекты имеют орбитальный резонанс с нашей планетой. Их часто называют вторыми лунами. Астероид под названием (469219) Камоалева считается самым стабильным квазиспутником планеты. Обнаруженный еще в 2016 году астероид вращается вокруг Земли и Солнца. Хотя он слишком далеко, чтобы называться спутником Земли, его можно классифицировать как квазиспутник.
Пылевые луны отличаются от этих околоземных объектов. При описании своих результатов, которые были опубликованы в научном журнале под названием «Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества», венгерские ученые заявили, что им удалось сфотографировать странные псевдоспутники, которые существуют на расстоянии около 400 000 км. Это расстояние сопоставимо с отдаленностью Луны от нашей планеты.
Хотя многие исследователи ранее предполагали их существование, пылевые облака не были видны до 1961 года. Впервые их увидел польский астроном по имени Казимеж Кордылевский. Облака были позже названы в его честь.
Облака Кордылевского
Облака Кордылевского, расположенные в двух точках Лагранжа на орбите планеты, находятся практически на том же расстоянии, что и Луна, но в основном они остаются незамеченными астрономами. Однако тот факт, что эти пыльные псевдоспутники, как правило, игнорируются, не означает, что они уступают по размеру. Облака покрывают большую площадь 104 000 на 72 000 км, что примерно в девять раз шире планеты Земля! Хотя облака огромны, они состоят из очень маленьких частиц. Когда солнечный свет отражается от этих частиц, они слегка светятся.
Облака считаются древними, и им все это время удавалось оставаться скрытыми, потому что они слабые и их трудно обнаружить на фоне других источников света, таких как зодиакальный свет, звездный свет, галактический свет и свечение неба. Теперь исследователи использовали специальные поляризационные фильтры для захвата рассеянного света, который отражается от крошечных частиц в облаках. Их модель также показала, что солнечный ветер может легко сдуть гладкие частицы пыли. Если это произойдет, частицы пыли от других объектов, таких как следы комет, могут снова заполнить пылевые облака. Это означает, что, хотя облака едва двигаются, они постоянно меняются.
Точки Лагранжа
Как уже упоминалось выше, ученые десятилетиями предполагали, что у Земли могут быть дополнительные луны. Они также предположили, что любая дополнительная луна будет найдена в любой из пяти определенных точек в глубоком космосе. Эти точки известны как точки Лагранжа, или точки либрации. Здесь гравитационная сила между двумя большими небесными объектами, такими как Солнце и Земля или Луна и Земля, уравновешивается благодаря центростремительной силе их соответствующих орбит. В точках Лагранжа меньшие объекты остаются в довольно устойчивых положениях, сохраняя безопасное расстояние от Земли и Луны.
Источник
Как появилась Луна
Теорий о том, как появилась Луна, существует множество. Радиоизотопное исследование лунного грунта установило, что спутник Земли является практически ее ровесником. Этот факт означает, что Луна вращалась вокруг нашей планеты еще на заре ее формирования и застала все этапы ее развития до современного вида.
В статье мы рассмотрим наиболее правдоподобные гипотезы о том, как и когда появилась Луна.
Образование спутника и нашей планеты из единого газопылевого облака
Совместное формирование нашей планеты и ее спутника – одна из первых гипотез о том, откуда появилась Луна. Выдвинута она была немецким философом Кантом.
Земля, как и все планеты Солнечной системы, образовалась из аккреционного диска, возникшего после формирования Солнца. Она постепенно приращивала свою массу за счет пыли, газов и других частиц. Утверждение о совместной аккреции нашей планеты и ее спутника предполагала, что они сформировались как двойная планета, имеющая один орбитальный путь. Предшественница Земли быстрее наращивала массу, а вокруг нее появилось скопление пыли и частиц. Оно постепенно приобрело собственную орбиту и оформилось в твердое небесное тело – Луну.
Подтверждением данной гипотезы является схожесть состава Земли и ее спутника. Но против нее говорит дефицит железа и летучих веществ в образцах лунной поверхности, разность плотности обоих тел и отношение лунной и земной орбит.
Мог ли от Земли отвалиться кусочек
Одна из наиболее современных гипотез появления Луны говорит о том, что наша ближайшая соседка – это фрагмент Земли, отделившийся от нее и приобретший собственную орбиту.
На заре своего развития наша планета могла столкнуться с массивным небесным телом – протопланетой Тейя. При этом удар пришелся по касательной, от чего фрагмент Тейи вместе с участком мантии планеты выбросило на орбиту. Постепенно из обломков образовалась Луна. Земля же после такого катастрофического столкновения приобрела новый наклон оси вращения.
На данный момент эту объяснение приняли как основное. Оно подтверждает схожесть состава нашей планеты и ее спутника и особенности небесной механики обоих тел. Считается, что протопланета, столкнувшаяся с Землей, сформировалась в одной из точек либрации в системе Солнце-Земля. Именно поэтому тело не получило достаточной скорости для разрушительного удара и прошло лишь по касательной.
Космический детектив с похищением
Данная гипотеза, выдвинутая в начале 20 века, утверждает, что Луна некогда была вполне самостоятельной планетой Солнечной системы. Под влиянием соседних небесных тел она сильно отклонилась от своей орбиты и в момент наибольшего сближения была захвачена гравитацией Земли. Подтверждением является тот факт, что в культуре многих древних народов были сказания о «безлунных временах».
Современные исследования превратили гипотезу захвата в маловероятную. Было рассчитано, что если бы тело с массой Луны попало в гравитационное поле нашей планеты, оно бы или упало на земную поверхность или было бы отброшено далеко за околоземную орбиту. Если бы даже захват был удачным, Луна стала бы ретроградным спутником( на самом деле – синхронный), а ее орбита приобрела бы высокий эксцентриситет.
Кроме того, по всем физико-химическим параметрам Луна совсем не похожа на твердотельные планеты Солнечной системы. Образоваться же в области газовых гигантов она также не смогла, т.к. там недостаточно пыли и газов для формирования землеподобного небесного тела.
Ударная версия
Луна могла образоваться вследствие постоянной потери Землей ее небольших фрагментов. Это утверждение гласит, что молодая планета стала жертвой метеоритной бомбардировки. В результате столкновения с небесными телами обломки Земли, частицы пыли и газа вылетали на околоземную орбиту. Далее образовавшееся облако приобрело собственную траекторию движения вокруг планеты и так появилась Луна. Эта гипотеза также не объясняет дефицит железа в образцах лунного грунта и другие особенности строения нашего спутника.
И в результате
До сих пор доподлинно не известно, откуда же появилась Луна на орбите Земли. Все лунные экспедиции 60-70 гг. прошлого века ставили перед собой цель доказать или опровергнуть одну из двух основных гипотез возникновения земного спутника. Ими являлись совместное формирование и захват независимой планеты. Однако ни одна из гипотез не была подтверждена. Если бы Луна сформировалась одновременно с Землей, она бы была абсолютно другого строения и состава. А в случае ее захвата гравитацией нашей планеты, спутника не существовало бы вообще – Луну или разорвало бы или выбросило бы далеко от Земли.
В 2016 году специалисты Вашингтонского университета опровергли и предположение о гигантском столкновении. Они изучили образцы лунного грунта, добытые во времена экспедиций, и установили, что в них в большом количестве содержатся тяжелые изотопы калия. Они могли возникнуть только при крайне высоких температурах. Если бы тепловая энергия, выделившаяся при столкновении Земли и Тейи, достигла таких величин, обе планеты практически испарились. А паровое облако от взрыва, охладившись, сформировало бы тело с площадью в пять сотен раз больше земной.
Несмотря на то, что Луна – самый близкий от нашего дома космический объект, нам о ней мало что известно. И до сих пор не понятно, сможем ли мы вообще разгадать тайну ее появления Луны на нашем небосклоне.
Источник
У Земли есть пылевые спутники
Космические сопровождающие из пыли? Наряду с Луной, Земля с большой долей вероятности имеет еще, как минимум, один спутник — тонкое и пространное пылевой облако. Это так называемое облако Кордылевского в точке Лагранжа 5 обращается вокруг Земли; L5 представляет собой стабильную точку, удаленную от Земли примерно на 400 000 километров. О существовании этих пылевых облаков ученые спорят уже на протяжении десятилетий, но теперь астрономы обнаружили новые, хотя пока что косвенные подтверждения их реальности.
Так могло бы выглядеть облако Кордылевского на ночном небе — если бы он не было настолько слабым и тонким, чтобы быть видимым. © G. Horváth
В системе Земля-Луна имеется пять мест, в которых силы притяжения обоих космических тел оказываются в равновесии. Поэтому в этих точках, называемых точками Лагранжа, могут находиться объекты, которые могут оставаться в этой позиции без собственного «привода». Точки L4 и L5 располагаются приблизительно на высоте орбиты Луны и образуют с нашей планетой и ее спутником равносторонний треугольник. И, скажем, зонд или другой объект в этом месте не стал бы притягиваться ни к Луне, ни к Земле.
Дискуссии с 1961 года
Но все-таки, что же находится в точках Лагранжа 4 и 5. Еще в 1961 году польский астроном Казимеж Кордылевский предположил, что там, как и в точках L4 и L5 системы Солнце-Земля, могут собираться тонкие и разреженные облака пыли. Тогда он смог предоставить фотографии, где прослеживались рефлексия и рассеивание солнечного света в этих точках. Но вопрос, действительно ли названные в его честь облака реально существуют, оставался спорным.
«Скептики предполагали, что облака Кордылевского не могут существовать, потому что гравитационная турбулентность Солнца, солнечный ветер и другие планеты оказывают на точки L4 и L5 сильный дестабилизирующий эффект», — объясняет Юдит Шлиц-Балог из Будапештского университета имени Ло́ранда Э́твёша. К тому же большинство последующих наблюдений так и не обнаружило даже малейших следов таких облаков.
Сигнал в поляризованном свете
Но теперь Шлиц-Балог и ее команда снова обнаружили признаки, указывающие на существование облака Кордылевского в точке 5 Лагранжа системы Земля-Луна. «Так как эти облака представляют собой столь слабый феномен, мы вместо обычной фотографии использовали последовательную поляриметрию», — поясняют исследователи. При этом они использовали то, что отраженный пылью свет часто поляризуется.
Положение точек Лагранжа L4 и L5 в системе Земля-Луна. © NASA
И действительно: на снимках астрономов можно увидеть вытянутый ареал вокруг L5, поляризация которого отличается от остальных окрестностей пространства. «Такой образец поляризации нельзя объяснить никаким другим оптическим явлением — ни особенностями телескопа, ни перистыми облаками, ни конденсационными полосами от самолетов», — говорят ученые. — «Единственным разумным объяснением нам представляется рассевание солнечного света частицами пыли в точке L5».
Изменяющаяся форма и плотность
С точки зрения Шлиц-Балог и ее команды, это подтверждает существование облаков Кордылевского. Правда, они не исключают того, что эти пылевые спутники Земли и Луны присутствуют, вероятно, не постоянно. «Облака Кордылевского вполне могут оказаться преходящим феноменом, так как в точках L4 и L5 по причине помех вследствие влияния Солнца, солнечного ветра и планет условия могут быть нестабильными», — объясняют они. Это вполне могло бы объяснить, почему прошлые наблюдения не всегда подтверждали существование таких облаков.
Сюда же можно добавить и то, что плотность и форма облаков тоже значительно изменяются. «Наше компьютерное моделирование показало, что это облако представляет собой структуру с постоянно изменяющейся, пульсирующей и вращающейся формой, по причине чего плотность частиц в таком облаке не является постоянной», — говорят астрономы. Тем не менее, новые наблюдения подтверждают, что облака Кордылевского существуют — как минимум, время от времени. «Это действительно необычно уже наверняка узнать, что кроме Луны вокруг нашей планеты вращается еще и пылевой псевдоспутник», — говорит Шлиц-Балог.
Источник
Как образовалась Луна?
Редкий роман или поэма о любви обходятся без такого персонажа как Луна. Где происходят самые романтические встречи? Конечно же под Луной. А уж серенаду под балконом любимой и представить нельзя без висящего над черепичными крышами месяца.
Кто же сделал нам такой подарок, откуда взялся у Земли естественный спутник? Не останавливаясь на версиях строительства Луны древними супер развитыми землянами или Луны, как – космического корабля инопланетян, периодически спускающихся на нашу планету и похищающих пару-тройку особо назойливых уфологов, остановимся на наиболее правдоподобных и популярных в научной среде гипотезах.
Образование Земли со спутником из единого газопылевого облака
Луна довольно крупный спутник в масштабах Солнечной системы, а если рассматривать пропорционально материнской планеты, то – очень крупный. Самым большим спутником в Солнечной системе является спутник Юпитера Ганимед, он в два раза массивнее Луны и в полтора раза больше. Однако, в сравнении со своей планетой Ганимед – пылинка: менее 4% по размерам и около 0,008% по массе. В то время как диаметр Луны составляет около 27% от земного, а масса её – более одного процента от массы нашей планеты.
До начала прошлого века в научной среде вопроса, как образовалось Луна, по большому счёту не было. Большинство астрофизиков дружно проповедовали гипотезу об одновременном формировании Земли вместе со спутником из начального газопылевого облака. Однако позже этот вариант стал приобретать всё больше противников, утверждавших, что гравитация Земли не позволила бы образоваться на своей орбите такому большому космическому телу.
Добавило очков противникам теории и изучение грунта, доставленного с Луны в ходе пилотируемых полётов НАСА. Как оказалось, образцы пород нашего спутника, отличаются от земных как по плотности, так и по химическому составу: меньшим содержанием железа и некоторых других тяжёлых элементов.
Поверхность спутника Земли
Мог ли от Земли «отвалиться» кусочек
Примерно в 70…80 годы двадцатого века родилась гипотеза, согласно которой Луна была сформирована из вещества, оторвавшегося от Земли. Согласно ей, это стало возможным, когда наша планета была ещё в стадии формирования и состояла из чрезвычайно горячих пород, находящихся в жидком состоянии.
Вещество отделилось от поверхности протопланеты в результате её очень быстрого вращения под воздействием центробежных сил. Теория частично объясняла и разницу в химическом составе. Более тяжёлые элементы находились в центральной части Земли и остались, а вот соединения полегче находились снаружи быстровращающейся сферы, они-то и были «сброшены».
Предположение было сделано сыном автора теории происхождения видов — Чарльза Дарвина. Известно, что Луна постепенно отдаляется от Земли (что-то около 2 сантиметров в год). Основываясь на данном факте, как бы «отмотав» время назад, Джордж Дарвин предположил, что когда-то Земля со спутником были единым целым.
Опровергла теорию математика. Тщательные расчёты показали, что Луна не могла бы приблизиться к Земле ближе 7…10 тысяч километров.
Космический детектив с похищением
Вариант похищения Луны Землёй был предложен американцами ещё в самом начале 20 века. Согласно выдвинутого предположения, самостоятельное некогда небесное тело было захвачено гравитацией нашей планеты. Теория прекрасно объясняла разницу в плотности и химическом составе лунных пород по сравнению с земными.
Ложкой дёгтя, в конце концов и погубившей гипотезу, стали всё те же компьютерные модели. Согласно проведённых расчётов, гравитационный захват такого массивного тела практически невозможен.
«Ударная» версия
Ударная версия происхождения Луны в представлении художника
Новыми красками наполнились исследования нашего естественного спутника после доставки на Землю образцов лунных пород. Около двухсот грамм доставил на Землю советский аппарат «Луна-24», ну и около двухсот килограмм в общей сложности привезли на планету американские пилотируемые миссии. Изучение образцов дало новый толчок к решению вопроса: как образовалась Луна. Итак, исследователей поразили два факта, выявленные в ходе исследования образцов лунной поверхности.
Во первых: как оказалось, грунт на Земле и на Луне при всех различиях химического состава, абсолютно идентичен по содержанию тяжёлых изотопов кислорода (показатель индивидуальный для всех тел Солнечной системы). Это дало в руки исследователей свидетельство того, что оба объекта или когда-то были единым целым, или же были образованы в одной и той же области системы, на примерно одинаковом расстоянии от светила.
Факт номер два состоял в том, что весь грунт, составляющий поверхность нашего спутника был в прошлом расплавлен (бывшая лава), как все базальтовые породы Земли. Об этом астрономам рассказало практически полное отсутствие в образцах воды и некоторых других легко испаряющихся элементов, таких, как калий и литий. А современный вид лунный грунт приобрёл в результате длительной, на протяжении миллиардов лет, бомбардировки астероидами и метеоритами разных размеров, превративших поверхность в пыль.
Сложение этих двух фактов дало людям четвёртую теорию обретения Луны, которая в настоящее время является основной, принимаемой большинством серьёзных научных организаций и объясняющей наибольшее количество лунных загадок. Это теория «Большого столкновения».
Предполагается, что на заре формирования Солнечной системы в районе, где сейчас вращается наша планета, образовалось ещё одно небесное тело, протопланета, размером с нынешний Марс. Романтики даже придумали ему название: Тейя. В период, когда обе планеты ещё до конца не остыли и были покрыты океанами расплавленного камня, произошло их столкновение, Тейя по касательной врезалась в будущую Землю.
Часть вещества Тейи, вместе с тяжёлым железным ядром, навсегда осталась на Земле. Другая, очень небольшая, часть в результате удара получила скорость достаточную для того, чтобы навсегда покинуть пределы Солнечной системы. И, наконец, третья часть обломков Тейи оказалась на орбите Земли. Примерно через год после удара обломки соединились и образовали Луну.
‘ alt=»yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7 — Как образовалась Луна?» title=»Как образовалась Луна?»>
Сразу наш спутник был чрезвычайно горячим, всю его поверхность покрывал многокилометровый океан жидкой лавы, время от времени сотрясаемый жуткими цунами, вызванными врезающимися в огненную пучину комет и астероидов. Однако через несколько сот миллионов лет Луна остыла и потихоньку стала приобретать привычные нам очертания.
Получила качественные изменения в результате удара и наша планета. Увеличилась её скорость вращения. По некоторым расчётам сутки сразу после столкновения длились всего-то менее пяти часов. Кроме этого, в результате слияния железно-никелевых ядер Протоземли и Тейи, внутреннее металлические ядро нашей планеты ощутимо выросло.
И в результате…
Значение этого космического происшествия для землян трудно переоценить. Пожалуй, можно согласиться с теми учёными, которые считают, что благодаря столкновению на Земле и существуют условия для существования жизни.
Именно в результате соединения Земли и Тейи наша планета получила массивное железное ядро. Благодаря наличию естественного спутника, довольно тяжёлого относительно материнской планеты, на Земле существуют приливные явления. И не только в океанах.
Приливные силы постоянно: то растягивают, то сжимают земное ядро, в результате чего силы трения разогревают сердце нашей планеты. В жидком горячем ядре создаются условия для образования гигантских вихревых явлений – источника магнитного поля планеты Земля.
Наш ближайший сосед по Солнечному «дому» — Марс не имеет такого активного ядра, не имеет магнитного поля. Многие астрономы склонны предполагать, что именно из-за этого на Марсе нет ни сколько-нибудь плотной атмосферы, ни воды, ни жизни. Солнечный ветер просто «сдул» с Марса все газы, освободив путь для смертоносной космической радиации.
‘ alt=»yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7 — Как образовалась Луна?» title=»Как образовалась Луна?»>
Похожие статьи
Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!
Источник