СЕЛФ

О.Н. Каравашкина и С.Б. Каравашкин

22

Некоторые аспекты эволюции Земли

В 1755 году И. Кант [17] опубликовал гипотезу холодного пылевого облака; из него путем аккреции (гравитационного захвата вещества) образовался раскаленный сгусток Солнца. П. Лаплас [18] справедливо указал, что у холодного и изначально неподвижного облака не достанет энергии для такого разогрева. Он предложил модель горячей вращающейся газовой туманности с центральным сгустком вещества - Солнцем. Остывая, его система становится более компактной и увеличивает скорость вращения. В момент, когда на периферии туманности центробежная и гравитационная силы уравновешиваются, от облака отслаивается кольцо, в котором в результате аккреции возникают планеты и спутники. Оставшаяся туманность, по Лапласу, потеряв часть массы, вновь повышает скорость вращения, что приводит к отслоению нового кольца. Конечно, тогда еще не были известны структуры типа кольцевых планетарных туманностей (см. рис. 1.3), но кольцо Сатурна (рис. 1.4) безусловно наводило на мысль, что перед нами фрагмент общей закономерности, и это же показывал расчёт данного кольца.

a)                                                                                  b)

Рис. 1.3. Планетарные туманности: а - в созвездии Лиры [19, рис. 2, с. 43], б - NGC 7293 [19, рис. 3, с. 44]

Рис. 1.4. Кольцо Сатурна [20, с. 3 обложки]

Обе гипотезы несмотря на их принципиальное противоречие в вопросе о начальных условиях формирования протопланетной туманности, оказали, да и по-прежнему оказывают, большое влияние на развитие моделей образования планет солнечной системы. Комментируя их, Беккер [21] писал:

"Лаплас, подобно Канту, выводит единство происхождения членов солнечной системы из сходства их движений, из малой величины наклона и эксцентриситетов орбит как планет, так и спутников. Только жидкость (флюид), рассеянная по всему пространству, занимаемому системой, могла бы вызвать такое единство. Он приходит к выводу, что атмосфера Солнца вследствие чрезвычайно высокой температуры первоначально простиралась за пределы современной нам солнечной системы и лишь постепенно сузилась до ее настоящих размеров. Туманность эта обладала моментом количества движения, который Кант думал получить из столкновений. Планеты возникали в зонах, заполненных газообразными продуктами, путем скучивания разорвавшихся колец… Кант исходит из понятия холодной неподвижной туманности, которая затем нагревается от сжатия, и ее первые преобразования начинаются с накопления вращения. Лаплас начинает с накаленной вращающейся туманности, не давая никакого объяснения ее высокой температуре. Кант предполагает кольцевые законы свободно вращающейся туманной материи, которая скопляется в комья вследствие притяжения в то время, как сжимается вся туманность. Лаплас предполагает, что кольца выделяются самой туманностью при ее охлаждении, а затем сгущаются точно так же, как допускал это Кант. Оба они приводят кольца Сатурна как пример, иллюстрирующий их гипотезы, но ни один из них не объясняет, почему планетные кольца не были так устойчивы, как кольца Сатурна. Оба утверждают, что положительное вращение планет является неизбежным следствием их сгущения, но ни один из них не дет достаточно ясных объяснений. Образование спутников для каждого из авторов кажется повторением в малом масштабе образования всей планетной системы…" [22] Иными словами: если вопрос стоит о вращении некоторой туманности, то что заставляет отслаиваться именно кольцо? И каким образом даже отслоившееся кольцо (повторяем, в туманности) уже оказывается не связанным с основным телом туманности, вследствие чего последняя получает ускорение?