В принципе не только фантасты, но и ученые первой половины ХХ века не сомневались в том, что Фаэтон существовал на самом деле. Спорили только о размерах планеты. Одни полагали, что она была размером с Луну, другие – что больше Марса или даже Земли. Но помимо гипотез требовались серьезные доказательства. Одним из таких доказательств могли стать метеориты, ведь очевидно, что многие из них должны быть камнями с Фаэтона. Действительно, в коллекциях метеоритов стали обнаруживать так называемые «тектиты» – стекловидные природные тела, целиком оплавленные и обладающие характерной структурной поверхностью. До сих пор нет общепринятой гипотезы об их происхождении: одни ученые считают их метеоритами, другие полагают, что эти тела сформировались из местных пород в результате импакта. По своему составу, строению, обезвоженности и другим параметрам тектиты удивительно похожи на стекловидные шлаки, образующиеся при наземных ядерных взрывах. Теоретически наличие тектитов доказывает, что где-то в Солнечной системе произошел мощнейший взрыв. Однако связан ли он с гипотетическим Фаэтоном, оставалось неизвестным.
В 1950-е годы гипотеза Ольберса впервые подверглась серьезной проверке. Ее попытался рассмотреть с позиций небесной механики молодой азербайджанский астроном Гаджибек Султанов. Примечательно, что первая публикация Султанова называлась «Теоретические распределения элементов орбит осколков гипотетической планеты Ольберса» – получается, что в начале своих исследований ученый основывался на упомянутой гипотезе, задавшись целью определить исходные параметры орбиты Фаэтона. Однако выводы, сделанные Султановым после многих лет упорного труда, были неутешительны: «Установлено, что распадом одной планеты нельзя объяснить наблюдаемое распределение астероидов». В своей работе Султанов показал, что двенадцать групп известных астероидов настолько независимы друг от друга, что могли возникнуть только если на орбите было как минимум двенадцать «фаэтонов».
Изучение железных метеоритов опять же указывало на существование нескольких групп «небесных камней», которые формировалось в различных условиях: при разных значениях температуры и давления и даже при разных обстоятельствах нагрева и остывания – что никак не могло происходить в недрах одной планеты. Более того, из анализов состава метеоритов следовало, что они сохранили свою кристаллическую структуру, а в недрах массивной планеты такая структура неминуемо была бы разрушена. Более детальные исследования доказали, что метеоритное вещество могло сформироваться и прийти к сегодняшнему состоянию только в небесных телах размером с астероид.
Несмотря на серьезные возражения со стороны астрофизиков и специалистов по метеоритам, в начале 1970-х годов за рубежом появились работы, в которых делались попытки возродить гипотезу Ольберса на совершенно новых основаниях. В 1972 году английский астроном Майкл Овенден чисто математически показал, что если применить закономерности в движении спутников крупных планет к Солнечной системе, то получится неожиданный результат: в ней должна существовать еще одна планета массой в 90 масс Земли (!), расположенная в районе пояса астероидов. Эта планета, по расчетам Овендена, должна была распасться не позднее, чем 16 млн лет назад. Гипотезу Овендена поддержал американский астроном Том Ван Фландерн. Он предположил, что в результате распада Фаэтона образовались не только астероиды, но и долгопериодические кометы. Анализ орбит таких комет показал, что большинство из них проходит через место распада – т. е. через пояс астероидов. Однако из расчетов Ван Фландерна следовало, что время распада планеты составляет не 16, а 5 млн лет.
Теория Овендена сразу же после ее появления была подвергнута острой критике. Оппонентам удалось показать, что она совершенно не объясняет многие явления, происходящие в поясе астероидов, а значит, остается умозрительной и не может быть применена к реальным объектам. Кроме того, Овенден и Ван Фландерн не сумели внятно объяснить, по каким причинам разрушилась, причем совсем недавно (по космическим масштабам 5 млн лет – это вчера), такая массивная планета (чуть меньше Сатурна). Проделанный астрономами Эдинбургской обсерватории анализ показал, что ни внезапное выделение химической или ядерной энергии, ни давление газов в недрах планеты не могли привести к ее разрыву. Если же причиной разрыва Фаэтона было воздействие приливных сил Юпитера, то ответное воздействие гипотетической планеты должно было бы сказаться на системе его спутников: на восстановление стабильности в ней даже такой гигант, как Юпитер, затратил бы 2 млрд лет.
С еще более сокрушительной критикой гипотезы Овендена выступил известный ирландский астрофизик Эрнст Эпик. Простым подсчетом он показал, что если бы действительно произошел взрыв Фаэтона (независимо от его физической причины), это привело бы к гибели жизни на Земле. Лучистая энергия взрыва испепелила бы поверхность нашей планеты, а спустя три месяца после взрыва на Землю обрушился бы поток частиц и газов. Такой же поток, достигнув Солнца, вызвал бы разогрев нашего светила. Энергии только от притока вещества (остатков планеты, сопоставимой по размерам и массе Сатурну) оказалось бы достаточно, чтобы испарить на Земле слой воды толщиной 20 м. Однако по данным палеонтологии никаких глобальных катастроф на Земле в то время не было. Но самое важное – при взрыве такой планеты не смогли бы образоваться астероиды – все ее вещество перешло бы в пар и мелкие осколки не больше 25 м в диаметре. Если же астероиды существовали до взрыва Фаэтона, то они были бы давно «вычерпаны» этой гипотетической планетой, то есть выпали бы на ее поверхность при случайных встречах и под действием притяжения. Однако пояс астероидов существует – и его существованию должно быть найдено объяснение.
Первую теорию, объясняющую возникновение астероидов без привлечения Фаэтона, попытался обосновать Отто Шмидт – математик, вице-президент Академии наук и один из создателей «Большой Советской Энциклопедии». Запомните эту фамилию, к теории Шмидта мы еще вернемся. Пытаясь объяснить некоторые особенности устройства Солнечной системы, Шмидт выдвинул предположение, что изначально Солнце не имело планет, а приобрело их после того, как в своем движении вокруг центра Галактики вошло в гигантское облако «темной материи» (пыль, метеороиды) и захватило часть этого облака с собой. Постепенно гравитационные силы заставили крупные метеороиды притягиваться друг к другу, образуя «планетезимали» (каменистые зародыши планет) – из них и сформировались со временем все планеты и их естественные спутники. По мнению Шмидта, изначально новорожденные планеты были холодны (как и облако темного вещества, из которого они возникли) и разогрелись позднее за счет распада радиоактивных веществ. В рамках этой необычной теории, получившей большое признание в СССР, предполагалось, что кометы и астероиды являются планетезималями.
Теория Отто Шмидта не раз подвергалась критике и в конечном итоге была признана ошибочной. В процессе дальнейшего изучения вопроса выяснилось (в том числе и путем непосредственного наблюдения протопланетных облаков), что планетная система формируется вместе со звездой из единого газопылевого облака, состоящего преимущественно из водорода. Под действием гравитационных сил газовая туманность сжимается таким образом, что центральная область становится наиболее плотной. Уже 5 млрд лет назад Солнечная система сформировалась почти в том виде, в каком мы ее сегодня знаем.
В то время как теория Шмидта теряла сторонников, гипотеза Ольберса их вновь обрела. В настоящее время ее подробно разрабатывает российский геолог Игорь Резанов. Он учел практически все возражения, высказанные учеными по поводу Фаэтона, и нашел им объяснение в рамках принципиально новой картины формирования и гибели гипотетической планеты. Резанов предположил, что Фаэтон формировался из газопылевого облака вместе с другими планетами и был размером с Марс (радиусом около 3000 км). При этом гипотетическую планету окружала мощная водородная атмосфера, что в начальный период формирования планет было не такой уж редкостью. Около 4,5 млрд лет назад (через 500–600 млн после начала формирования Солнечной системы) тело размером с нашу Луну, прилетев из дальнего космоса, врезалось в Фаэтон. В результате этого столкновения «пятая» планета утратила внешнюю стокилометровую кору, а ее осколки стали астероидами. Удар «скитальца» буквально расплескал поверхность Фаэтона во все стороны. Выплеснутые массы застывали, образуя крупные и мелкие астероиды (изучение астероидов с помощью радаров показало, что по своей форме они действительно очень похожи на капли масла в воде), а часть осколков превратилась в кометы.
Резанов приводит и другое объяснение первичного разрушения Фаэтона. Вполне могло оказаться, что никакой космический «скиталец» тут не понадобился, а сыграла свою роль большая водородная атмосфера, которая в совокупности с другими факторами привела к «газовому взрыву». Интересное следствие вытекает из предложенной модели. Заметная часть вещества Фаэтона, выброшенная в направлении, противоположном его орбитальному движению, должна была выпасть на протосолнце. Возможно, мгновенное выделение огромной кинетической энергии этого падения спровоцировало начало термоядерных реакций в протозвезде и фактически «зажгло» наше светило. Тут важно, что поток его лучистой энергии пришелся на период после первичного разрушения Фаэтона. Свечение Солнца за короткий срок вымело из системы вещество протопланетного диска, не успевшее сконденсироваться в планеты, и установило новый режим планетных атмосфер. Атмосферы планет земной группы (Венера, Земля, Марс) прогрелись до температур, при которых они быстро потеряли водород. Лишившись внешней коры и водородной атмосферы, Фаэтон просуществовал еще 300–400 млн лет, после чего началось его второе разрушение, вызванное дроблением малой планеты и закончившееся 3,6 млрд лет назад. Возможно, в этот период времени на Фаэтоне возникли гидросфера и простейшая биосфера. Собранная на сегодняшний день информация позволяет представить, какой была среда обитания микроорганизмов на Фаэтоне. Поверхность вновь образованной после первого взрыва коры планеты представляла глинистую равнину. Жизнь возникла в трещинах горных пород, где сложились все необходимые для этого физические и химические условия…
Резанов приводит и другое объяснение первичного разрушения Фаэтона. Вполне могло оказаться, что никакой космический «скиталец» тут не понадобился, а сыграла свою роль большая водородная атмосфера, которая в совокупности с другими факторами привела к «газовому взрыву». Интересное следствие вытекает из предложенной модели. Заметная часть вещества Фаэтона, выброшенная в направлении, противоположном его орбитальному движению, должна была выпасть на протосолнце. Возможно, мгновенное выделение огромной кинетической энергии этого падения спровоцировало начало термоядерных реакций в протозвезде и фактически «зажгло» наше светило. Тут важно, что поток его лучистой энергии пришелся на период после первичного разрушения Фаэтона. Свечение Солнца за короткий срок вымело из системы вещество протопланетного диска, не успевшее сконденсироваться в планеты, и установило новый режим планетных атмосфер. Атмосферы планет земной группы (Венера, Земля, Марс) прогрелись до температур, при которых они быстро потеряли водород. Лишившись внешней коры и водородной атмосферы, Фаэтон просуществовал еще 300–400 млн лет, после чего началось его второе разрушение, вызванное дроблением малой планеты и закончившееся 3,6 млрд лет назад. Возможно, в этот период времени на Фаэтоне возникли гидросфера и простейшая биосфера. Собранная на сегодняшний день информация позволяет представить, какой была среда обитания микроорганизмов на Фаэтоне. Поверхность вновь образованной после первого взрыва коры планеты представляла глинистую равнину. Жизнь возникла в трещинах горных пород, где сложились все необходимые для этого физические и химические условия…
Впрочем, сегодня теорию Резанова придется пересматривать. Фаэтон, оказывается, вовсе не погиб, а продолжает существовать в Солнечной системе наряду с другими планетами.
Согласно новейшим наблюдениям, сделанным еще в 2005 году с помощью орбитального телескопа «Хаббл», выяснилось, что крупнейший астероид Церера – это небесное тело, которое относится к категории «карликовых» планет. Как хорошо видно на изображениях, полученных телескопом, Церера отличается такой же шарообразной формой, что и настоящие планеты, и, возможно, обладает плотным ядром. На поверхности Цереры различимы несколько светлых и темных структур, предположительно кратеров. Что касается воды, то если новейшее предположение ученых о том, будто бы Цереру покрывает стометровая толща льда, подтвердится, она по своей гидросфере превзойдет даже Землю! По мнению современных астрономов, Церера – планетный «эмбрион», остановившийся в своем развитии из-за влияния мощного гравитационного поля Юпитера, который не позволил набрать нужное количество вещества, чтобы превратиться в полноразмерную планету.
Если будет доказано, что Церера – протопланета, то придется вносить поправки в гипотезу Ольберса-Резанова о гибели Фаэтона, а то и вообще отказаться от нее. Правы окажутся те, кто говорил, что астероиды – это остатки строительного мусора, из которого так и не сформировалась настоящая планета. В любом случае дальнейшее изучение астероидов позволит заглянуть в раннюю юность Солнечной системы.
5.2. Угроза Апофиса
Краткий экскурс в историю открытия астероидов понадобился мне, чтобы показать, насколько мало мы знаем об этих небесных телах. Столь же мал и интерес к ним. Вряд ли даже те из моих читателей, кто в теме, хоть что-то слышали о «планете Ольберса» и «планете Резанова». В лучшем случае вы слышали о «планете Фаэтон» – благодаря фантастам, разумеется. Слабый энтузиазм вызывала и идея освоения астероидов, предложенная Константином Циолковским. Кому нужны эти скучные пустые камни (а скучным пустым камнем до последнего времени считалась и Церера), когда есть Венера с динозаврами и Марс с древней цивилизацией? Хотя уже в конце 1960-х годов стало ясно, что планеты «земной группы» в реальности выглядят совсем по-другому и даже простое изучение их займет много времени и сил, отношение к астероидам не слишком изменилось. Инерция мышления оказалась высока – мы это видим хотя бы на примере президента Барака Обамы, который так и не сумел пересилить «марсианское» лобби в НАСА и Конгрессе.
Однако отношение к астроидам меняется, что оказывает все большее влияние на национальные космические программы. Произошло это благодаря эффектному и весьма устрашающему событию. В июле 1994 года фрагменты кометы Шумейкеров – Леви 9, открытой за год до этого, на скорости 64 км/с вошли в атмосферу Юпитера. Астрономы всего мира, затаив дыхание, наблюдали за чудовищными вспышками, сопровождавшими столкновение. В космос взметнулся хорошо видимый столб раскаленных газов высотой в 3000 км. Самый большой фрагмент кометы столкнулся с Юпитером 18 июля. В результате через несколько часов в атмосфере планеты-гиганта возникло темное пятно диаметром 12 тыс. км (что близко к диаметру Земли), а энерговыделение составляло шесть миллионов мегатонн в тротиловом эквиваленте (что в 750 раз больше всего ядерного потенциала, накопленного на Земле). Всем, кто следил за этой ужасающей катастрофой, стало ясно, что столкновение любого из фрагментов кометы Шумейкеров – Леви 9 с Землей привело бы к мгновенной и окончательной гибели нашей планеты. Мысль об этом пугала. Но еще больше пугало то обстоятельство, что комета была открыта всего за год до ее падения на Юпитер – получается, что если бы она летела к Земле, то человечество просто не успело бы подготовиться.
В прессе сразу заговорили об угрозе из космоса. К этому добавились рассуждения видных палеонтологов о том, что, скорее всего, динозавры вымерли в результате глобальных климатических изменений, вызванных падением крупного астероида. Обнаружили даже след этого падения – ударный кратер Чиксулуб диаметром 180 км, образовавшийся на полуострове Юкатан около 65 млн лет тому назад.
В какой-то момент тема перезрела, и фантастические фильмы о космической угрозе заполонили экраны. Так, в 1998 году на пике интереса к ней вышли сразу два крупнобюджетных фантастических фильма: «Столкновение с бездной» (“Deep Impact”) и «Армагеддон» (“Armageddon”).
В фильме «Столкновение с бездной» человечеству угрожает комета Вульфа – Бидермана, уничтожить которую решено с помощью ядерных боеголовок. Боеголовки к месту встречи должен доставить американо-российский межпланетный корабль «Мессия», но эта экспедиция с высадкой на ядро кометы терпит крах, и правительство США создает подземное убежище в известняковых пещерах штата Миссури, куда эвакуируется миллион человек. Лишь благодаря самоотверженности экипажа «Мессии», который предпринял вторую самоубийственную атаку на комету, катастрофу удается предотвратить.
В фильме «Армагеддон», который снял известный режиссер Майкл Бэй, Земле угрожает целый рой космических глыб разной величины, и самая большая из них, «размером с Техас», которую первооткрыватель назвал Тотти в честь своей злобной жены, через восемнадцать дней уничтожит все живое на Земле. Астроид можно взорвать, но чтобы сделать это с наибольшей эффективностью, группа опытных нефтяников должна пробурить в нем шахты для размещения ядерных зарядов на определенной глубине. Фактически весь фильм состоит из нелепых ошибок, выдающих полное отсутствие хотя бы поверхностных научных представлений у его создателей. Но динамичный сюжет, нервный драйв, дорогие спецэффекты, прекрасный актерский состав и великолепная музыка группы «Aerosmith» сделали свое дело: при бюджете в 140 млн долларов «Армагеддон» собрал почти 554 млн.
Следы падения фрагментов кометы в атмосфере Юпитера
Финансовый успех «Армагеддона» и «Столкновения с бездной» сделал тему космической угрозы необычайно популярной. Крупнейшие телевизионные каналы – «Би-би-Си», «Дискавери», «Нешинал географик» – бросились на ее освоение, выпуская так называемые «научные инсценировки», т. е. небольшие псевдодокументальные фильмы, в которых воспроизведены эффектные сцены глобальной катастрофы с комментариями специалистов. Названия говорят сами за себя: «Астероиды: Смертельный удар» (1997), «Космос. Выживание» (2001), «Огненные шары из космоса» (2001), «Астероид! Предвестник конца света» (2002), «Осмысление. Астероиды» (2004), «Голая наука.
Астероид-убийца» (2004), «Солнечная империя. Удар» (2004), «Конец света» (2005), «С точки зрения науки. Атака астероида» (2006), «Кометы: цель – Земля?» (2007), «Суперкомета» (2007), «Столкновение с кометой» (2009). Это далеко неполный список телефильмов, в которых астрономы и космические инженеры активно запугивают нас приближающимся Армагеддоном.
Все эти фильмы сделаны по одному шаблону. Сначала зрителю рассказывают, как его предки боялись комет и метеоритов, затем демонстрируют страшные кратеры, не забыв упомянуть о вымерших динозаврах, после чего переходят к комете Шумейкеров – Леви 9, показав, к каким последствиям приведет столкновение Земли с подобным небесным телом. В финале обычно звучит мрачный вывод, который в фильме «Армагеддон» был вынесен в эпиграф: «Такое случалось раньше. Такое случится снова. Вопрос лишь в том: когда?»