Почему Венера вращается против часовой стрелки? Гипотезы. Движение планет вокруг солнца

Солнечная система— планетная система, включающая в себя центральную звезду — Солнце — и все естественные объекты космоса, вращающиеся вокруг него. Она сформировалась путем гравитационного сжатия газопылевого облака примерно 4,57 млрд. лет назад. Узнаем, какие планеты входят в состав солнечной системы, как расположены они по отношению к Солнцу и их краткую характеристику.

Краткая информация о планетах Солнечной системы

Количество планет в Солнечной системе - 8, и классифицируются они в порядке удаления от Солнца:

• Внутренние планеты или планеты земной группы - Меркурий, Венера, Земля и Марс. Они состоят, в основном, из силикатов и металлов
• Внешние планеты – Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун - так называемые газовые гиганты. Они намного более массивны, чем планеты земной группы. Крупнейшие планеты Солнечной системы, Юпитер и Сатурн, состоят в основном, из водорода и гелия; меньшие газовые гиганты, Уран и Нептун, помимо водорода и гелия, содержат в составе своих атмосфер метан и угарный газ.

Рис. 1. Планеты Солнечной системы.

Список планет Солнечной системы по порядку от Солнца выглядит так: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Перечисляя планеты от большей к меньшей, этот порядок меняется. Самой крупной планетой является Юпитер, затем идут Сатурн, Уран, Нептун, Земля, Венера, Марс и, наконец, Меркурий.

Все планеты обращаются вокруг Солнца в одном направлении с вращением Солнца (против часовой стрелки, если смотреть со стороны северного полюса Солнца).

Самой большой угловой скоростью обладает Меркурий — он успевает совершить полный оборот вокруг Солнца всего за 88 земных суток. А для самой удаленной планеты — Нептуна — период обращения составляет 165 земных лет.

Большая часть планет вращается вокруг своей оси в ту же сторону, что и обращается вокруг Солнца. Исключения составляют Венера и Уран, причем Уран вращается практически «лежа на боку» (наклон оси около 90 градусов).

ТОП-2 статьи которые читают вместе с этой

Таблица. Последовательность расположения планет в Солнечной системе и их особенности.

Планеты земной группы (внутренние планеты)

Четыре ближайшие к Солнцу планеты состоят преимущественно из тяжелых элементов, имеют малое количество спутников, у них отсутствуют кольца. В значительной степени они состоят из тугоплавких минералов, таких как силикаты, которые формируют их мантию и кору, и металлов, таких как железо и никель, которые формируют их ядро. У трех из этих планет — Венеры, Земли и Марса — имеется атмосфера.

• Меркурий – является ближайшей планетой к Солнцу и наименьшей планетой системы. У планеты нет спутников.
• Венера – близка по размеру к Земле и, как и Земля, имеет толстую силикатную оболочку вокруг железного ядра и атмосферу (из-за этого Венеру нередко называют «сестрой» Земли). Однако количество воды на Венере гораздо меньше земного, а ее атмосфера в 90 раз плотнее. У Венеры нет спутников.

Венера – самая горячая планета нашей системы, температура ее поверхности превышает 400 градусов по Цельсию. Наиболее вероятной причиной столь высокой температуры является парниковый эффект, возникающий из-за плотной атмосферы, богатой углекислым газом.

Рис. 2. Венера - самая горячая планета Солнечной системы

• Земля – является крупнейшей и самой плотной из планет земной группы. Вопрос о том, существует ли жизнь где-либо, кроме Земли, остается открытым. Среди планет земной группы Земля является уникальной (прежде всего, за счет гидросферы). Атмосфера Земли радикально отличается от атмосфер других планет — она содержит свободный кислород. У Земли есть один естественный спутник — Луна, единственный большой спутник планет земной группы Солнечной системы.
• Марс – меньше Земли и Венеры. Он обладает атмосферой, состоящей главным образом из углекислого газа. На его поверхности есть вулканы, самый большой из которых, Олимп, превышает размерами все земные вулканы, достигая высоты 21,2 км.

Внешняя область Солнечной системы

Внешняя область Солнечной системы является местом нахождения газовых гигантов и их спутников.

• Юпитер – обладает массой в 318 раз больше земной, и в 2,5 раза массивнее всех остальных планет, вместе взятых. Он состоит главным образом из водорода и гелия. У Юпитера имеется 67 спутников.
• Сатурн - известен своей обширной системой колец, это наименее плотная планета Солнечной системы (его средняя плотность меньше плотности воды). У Сатурна имеется 62 спутника.

Рис. 3. Планета Сатурн.

• Уран - седьмая планета от Солнца является самой легкой из планет-гигантов. Уникальным среди других планет его делает то, что он вращается «лежа на боку»: наклон оси его вращения к плоскости эклиптики равен примерно 98 градусам. У Урана 27 спутников.
• Нептун - последняя планета в Солнечной системе. Хотя и немного меньше Урана, более массивная и поэтому более плотная. У Нептуна имеется 14 известных спутников.

Что мы узнали?

Одна из занимательных тем астрономии - это строение Солнечной системы. Мы узнали, какие названия планет Солнечной системы бывают, в какой последовательности они расположены по отношению к Солнцу, каковы их отличительные особенности и краткие характеристики. Данная информация настолько интересна и познавательна, что будет полезна даже для детей 4 класса.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.5 . Всего получено оценок: 617.

Одна из самых таинственных загадок нашей планетарной системы – ретроградное вращение. Ее исследователи задаются вопросами: какая планета вращается в обратном направлении, отчего возникает этот феномен, есть ли другие астрономические объекты, движущиеся наперекор общему плану?

В нашей системе такое движение характерно для . Таким же «нетипичным» способом оборачиваются вокруг себя огромный Уран и карликовая планета из Плутон. Если мысленно взглянуть на Солнечную систему сверху, «поднявшись» на северный полюс Мира, можно увидеть, что практически все ее планеты вертятся вокруг своих осей против часовой стрелки, кроме этих трех. Кроме того, в другую сторону крутятся спутник Плутона – Харон и спутник Нептуна – Тритон.

Для Нику, одного из транснептуновых объектов из того же пояса Койпера, тоже характерно обратное движение. Этот удивительный астрономический объект крутится вокруг оси в сторону, противоположную обращению иных небесных тел. Ученым еще предстоит объяснить, почему Нику движется именно таким образом. Во Вселенной, в других планетарных системах такое обратное кручение не редкость. Если «выглянуть» за пределы нашей системы, ответов на вопрос: «Какая планета вращается в обратном направлении?» будет намного больше одного.

Как получается ретроградное вращение?

• Изменением гравитационного поля.
• Одна из теорий необычное обращение объясняет солнечными приливами.
• Наибольшее признание имеет теория столкновений. Она объясняет резкую смену направления полета столкновениями астрономических объектов.

Чтобы понять, какая планета вращается в обратном направлении, и почему это происходит, ученые применяют разные методы. Применяют мощнейшие современные радиотелескопы, используют точные математические вычисления. Там, где это возможно ведутся космические исследования. Правильность ответа на вопрос: «Какая планета Солнечной системы вращается в другую сторону?» не единожды подтверждали многочисленные летательные аппараты, исследовавшие Венеру.

Во Вселенной, узнать какая планета вращается в другую сторону, помогает наклонение их осей. Измеряется оно углом между осью вращения и перпендикуляром к плоскости, в которой лежит орбита. Прямое кручение, совпадающее с общим направлением, подсказывают оси, имеющие наклон от -90 до 90 градусов. Тела, обладающие наклоном 90-270 градусов, воспринимаются как обращающиеся ретроградно. Направление подсказывает и наклонение орбит. Для спутников оно вычисляется по отношению к экваториальной плоскости их планеты.

Что заставляет Венеру вертеться иначе, чем другие планеты?

Венера, ставшая ответом на вопрос-загадку: «Какая планета вращается в другую сторону Солнечной системы?», изучена лучше остальных нетипично вертящихся тел. Были предложены три разных гипотезы причин ее необычного обращения.

1. Предполагается, что, когда Солнечная система представляла собой газопылевой диск, закрученный против часовой стрелки, тот сгусток энергии и пыли, которому предстояло стать Венерой, крутился в ту же сторону, что и другие протопланеты. Столкновение с прото-Меркурием «развернуло» Венеру, «раскрутило» ее в противоположном направлении.
2. По другой гипотезе толстая плотная венерианская атмосфера тормозит движение, закручивает ее в обратную сторону.
3. Есть интересная версия, рассказывающая, что сильные гравитационные приливы, спровоцированные влиянием Солнца, и трение мантии о ядро планеты перевернуло ее. Направление вращения осталось тем же, но воспринимается иначе из-за поворота «вверх тормашками».

Почему Плутон ретрограден?

Еще один ответ на вопрос «Какая планета в Солнечной системе вращается в другую сторону?» – Плутон. Предполагается, что в ретроградном движении карликовой планеты Плутона был задействован Нептун. Массивный объект, выброшенный из его недр, взорвался, распался на два фрагмента с подобной, но несколько различающейся массой. Меньший объект приобрел большую скорость и улетел за пределы воздействия Нептуна, превратившись в самостоятельную карликовую планету. Оставшееся, более массивное тело стало ретроградно обращающимся вокруг Нептуна спутником Тритоном.

На сегодня ученые уже отыскали во Вселенной множество ответов на вопрос: «Какая планета вращается в обратном направлении?». Немало таких открытий еще ждет их впереди.

д-р Александр Вильшанский

В был обоснован подход к пониманию причины приталкивания одних тел к другим (пушшинг [амер.] - pushing) на основе представления о гравитонах (гравитонная гипотеза). Этот подход дает возможность понять и причины вращательного движения планет в Солнечной системе. Причина вращения самого Солнца в этой статье не рассматривается.

Движение планет по орбитам

Вечное и постоянное движение планет по их околосолнечным орбитам представляется до некоторой степени загадочным. Трудно предположить, что движению Земли по орбите со скоростью 30 км\сек совершенно ничего не препятствует. Даже в предположении об отсутствии эфира существует достаточное количество более или менее крупной космической пыли и мелких метеоритов, через которые проходит планета. И если для больших планет этот фактор достаточно мал, то с уменьшением размеров тела (до астероида) его масса уменьшается гораздо быстрее, чем поперечное сечение, которое определяет динамическое сопротивление движению. Тем не менее и большинство астероидов вращается по орбитам с постоянной скоростью, без признаков торможения. Представляется, что одного лишь ньютоновского «притяжения» недостаточно, чтобы удержать систему в вечном вращении. Такое объяснение может быть предложено в рамках гравитонной гипотезы, изложенной в .

"Космическая метла"

На Fig.1(изображение слева) изображены траектории гравитонов, принимающих участие в создании «пушинга» (приталкивающей силы) в случае, если они проходят через большую массу, которая не вращается. В этом случае картина сил, создающих давление на меньшую массу, полностью симметрична. На Фиг.2(изображение справа) изображены траектории гравитонов и суммарная воздействующая сила на малое тело со стороны вращающейся большой массы. Можно видеть, что сектор, из которого приходят гравитоны, формирующие правую (относительно половины) часть поглощенного потока, компенсирующую левую часть свободного потока, оказывается несколько больше, чем количество гравитонов, приходящих из левой полусферы. Поэтому суммарный вектор Х несколько больше вектора Y, что создает отклонение результирующего вектора Z. Этот вектор в свою очередь можно разложить на два вектора. Один из них направлен точно к центру притяжения О, а другой перепендикулярен ему, и направлен вдоль касательной к орбите. Именно эта составляющая силы приталкивания и вызывает движение планеты по орбите при вращении массивного тела S.

Таким образом вокруг вращающегося массивного тела возникает как бы "метелка" "вертушка", подгоняющая каждую элементарную массу планеты по касательной к орбите в направлении вращения основной массы. Поскольку воздействие производится на каждую элементарную часть планеты, то действие "метелки" пропорционально массе увлекаемого ею тела на орбите.

Но если бы дело этим и ограничивалось, то скорости планет непрерывно увеличивались бы, и круговые орбиты не могли бы быть устойчивыми. Очевидно, существует и тормозящий фактор, причем он также должен быть пропорционален массе. Таким фактором скорее всего является сам гравитонный газ, то есть сами гравитоны, пронизывающие тело со всех сторон. Как бы ни была велика скорость гравитонов, но, если они оказывают воздействие на элементарные массы, как было объяснено ранее, то и сами элементарные массы будут испытывать определенное сопротивление при своем движении сквозь гравитонный газ.

Интересно отметить, что Р.Фейнман в одной из своих лекций, рассматривая возможность объяснения тяготения "приталкиванием" (pushing), выдвигает как основное возражение против нее именно тормозящее действие гравитонного газа, если предположить его существование. Конечно, Фейнман прав, если ограничить рассмотрение самим фактом наличия такого "газа", и не разбираться более подробно в следствиях из гравитонной гипотезы, а именно в существовании "Космической метлы". При определенной скорости на данной орбите возникает равенство ускоряющей силы (со стороны "метелки") и тормозящей силы (со стороны гравитонного газа). И таким образом основное возражение Фейнмана снимается.

Сила воздействия метелки уменьшается пропорционально квадрату угла, под которым планета видна со стороны Солнца. Сила сопротивления движению со стороны гравитонного газа практически не зависит от расстояния, а зависит только от массы тела, движущегося по орбите. Таким образом, не имеет никакого значения, какая именно масса находится на данной орбите. Увеличивая массу, мы увеличиваем подгоняющую силу, и одновременно увеличиваем тормозящую силу. Если бы на орбите Юпитера находилась Земля, она бы устойчиво двигалась со скоростью Юпитера (собственно, и Кеплер об этом говорит). Параметры орбиты не зависят от массы планеты (при достаточно малой ее относительной массе). Из всего этого вытекает важное следствие - планета может иметь спутники только в том случае, если обладает не только определенной массой, но еще и определенной скоростью вращения вокруг своей оси, создавая эффект "космической метлы". Если планета вращается медленно, то она и спутников иметь не может, метелка «не работает». Именно поэтому Венера и Меркурий не имеют спутников. Не имеют спутников и спутники Юпитера, хотя некоторые из них сравнимы с Землей по размеру.

Именно поэтому Фобос, спутник Марса, постепенно приближается к Марсу. Скорее всего, параметры Фобоса являются критическими. «Метла», образуемая Марсом с его скоростью вращения 24 часа и массой 0,107 земной, создает для полуоси 10 000 км как раз критическую силу. Видимо все тела, имеющие произведение относительной массы на относительную скорость вращения менее 0.1 (как у Марса), не могут иметь спутников. По идее так же должен вести себя и Деймос. С другой стороны, поскольку Луна удаляется от Земли, можно предположить, что энергия «Метлы» у Земли избыточная, и она ускоряет Луну.

Об обратном вращении удаленных спутников Юпитера и Сатурна

Обратное вращение внешних спутников Сатурна и Юпитера связано с тем, что “космическая метла” на таких расстояниях перестает эффективно “мести”. Тем не менее притяжение центрального тела имеет место. Но это притяжение достаточно слабое, поэтому ситуация несколько иная, чем в случае обычного (“быстролетящего”) спутника. По мере приближения спутника планета как бы ускользает от него. См. Fig.2А(изображение слева) По этой же самой причине объекты, находящиеся в Солнечной системе на очень большом расстоянии от Солнца, могут двигаться по тракториям, отличным от рассчитанных без учета действия «космической метлы».

Превращение эллиптических орбит в круговые

Угол, под которым видна планета из апогея спутника, существенно меньше угла, под которым она видна из перигея орбиты. Это приводит не только к тому. что (как уже было сказано) уменьшается сила приталкивания (притяжения), но пропорционально ей уменьшается и общий поток гравитонов, создающих затенение, а значит и относительное их количество, имеющее тангенциальный скоростной сдвиг. Поэтому в апогее спутник "подгоняется" вперед меньшим количеством гравитонов, а в перигее - бОльшим. См. Fig.3(изображение слева) Отсюда следует, в частности, что перигелий орбиты любого тела, вращающегося вокруг звезды, всегда должен смещаться, следуя за направлением вращения самой звезды. Поэтому при наличии гравитонного (да и любого другого) торможения эллиптическая орбита должна превратиться в круговую - ведь максимальное торможение будет иметь место на высокой скорости (в перигее), а минимальное - в апогее. Равновесие должно наступить на вполне определенной орбите. Грубо говоря, вначале эллиптическая орбита превращается в круговую, а затем уже радиус круговой орбиты постепенно «доводится» до устойчивого. На самом же деле эти процессы вряд ли можно разделить физически.

Астероиды

Любое небесное тело небольших размеров, попавшее в поле тяготения (гравитонную тень – см.выше) достаточно массивного вращающегося тела (звезды), независимо от того, какую орбиту оно имело первоначально, на первом этапе перейдет на круговую орбиту, а затем будет разогнано «метлой» до равновесной линейной скорости. Поэтому «астероидный пояс» должен быть у любой звезды, даже если у нее нет планетной системы. Эти мелкие осколки формируются в слой на определенном расстоянии от Звезды, и этот слой может быть фракционирован (состоять из более мелких выраженных слоев).

Венера - вторая планета Солнечной системы. Ее соседями являются Меркурий и Земля. Планета была названа в честь римской богини любви и красоты - Венеры. Однако вскоре оказалось, что ничего общего с прекрасным поверхность планеты не имеет.

Знания об этом небесном теле были весьма скудными до середины XX века из-за плотных облаков, скрывающих Венеру от обзора телескопов. Однако с развитием технических возможностей человечество узнало множество новых и интересных фактов об этой удивительной планете. Многие из них вызвали ряд вопросов, до сих пор лишенных ответов.

Сегодня мы обсудим гипотезы, объясняющие, почему Венера вращается против часовой стрелки, и расскажем интересные факты о ней, известные планетологии сегодня.

Что мы знаем о Венере?

В 60-х годах у ученых еще теплилась надежда, что условия на живых организмов. Эти надежды и идеи были воплощены в своих произведениях фантастами, которые повествовали о планете, как о тропическом рае.

Однако после того, как на планету были отправлены космические корабли, предоставившие первое представление о ученые пришли к неутешительным выводам.

Венера не только непригодна для жизни, она обладает очень агрессивной атмосферой, которая уничтожила несколько первых космических кораблей, отправленных на ее орбиту. Но несмотря на то, что связь с ними была потеряна, исследователям все же удалось получить представление о химическом составе атмосферы планеты и ее поверхности.

Также исследователей интересовал вопрос, почему Венера вращается против часовой стрелки, так же как и Уран.

Планета-близнец

Сегодня известно, что Венера и Земля очень похожи по физическим характеристикам. Обе они принадлежат земной группе планет, как Марс и Меркурий. Эти четыре планеты имеют мало спутников или не имеют их вообще, обладают слабым магнитным полем и лишены системы колец.

Венера и Земля имеют схожую массу и лишь слегка уступает нашей Земле), а также вращаются по похожим орбитам. Однако на этом сходство заканчивается. В остальном планета никоим образом не похожа на Землю.

Атмосфера на Венере очень агрессивна и состоит из углекислого газа на 95%. Температура планеты абсолютно непригодна для жизни, так как достигает 475 °C. Кроме этого, на планете очень высокое давление (в 92 раза выше, чем на Земле), которое раздавит человека, если он вдруг решит прогуляться по его поверхности. Уничтожат все живое и облака двуокиси серы, создающие осадки из серной кислоты. Слой этих облаков достигает 20 км. Несмотря на свое поэтичное название, планета является адским местом.

Какова скорость вращения Венеры вокруг своей оси? Как оказалось в результате исследований, одни венерианские сутки равны 243 земным суткам. Планета вращается со скоростью всего 6,5 км/час (для сравнения, скорость вращения нашей Земли составляет 1670 км/ч). При этом один венерианский год составляет 224 земных суток.

Почему Венера вращается против часовой стрелки?

Этот вопрос волнует ученых уже не одно десятилетие. Однако до сих пор никто не смог ответить на него. Было много гипотез, но ни одна из них до сих пор не подтверждена. Тем не менее мы рассмотрим несколько наиболее популярных и интересных из них.

Дело в том, что если смотреть на планеты Солнечной системы сверху, Венера вращается против часовой стрелки, в то время как все остальные небесные тела (кроме Урана) вращаются по часовой стрелке. К ним относятся не только планеты, но и астероиды и кометы.

Если смотреть с северного полюса, Уран и Венера вращаются по часовой стрелке, а все остальные небесные тела - против нее.

Причины вращения Венеры против часовой стрелки

Однако что послужило причиной такого отклонения от нормы? Почему Венера вращается против часовой стрелки? Есть несколько популярных гипотез.

1. Когда-то, на заре образования нашей Солнечной системы, вокруг Солнца не было планет. Был лишь один газопылевой диск, который вращался по часовой стрелке, что со временем передалось и другим планетам. Аналогичное вращение наблюдалось и у Венеры. Однако вскоре планета, вероятно, столкнулась с огромным телом, которое врезалось в нее против ее вращения. Таким образом космический объект словно "запустил" движение Венеры в обратную сторону. Возможно, в этом виноват Меркурий. Это одна из самых интересных теорий, которая объясняет сразу несколько удивительных фактов. Когда-то Меркурий, вероятно, был спутником Венеры. Однако позже столкнулся с ней по касательной, отдав Венере часть своей массы. Сам же он улетел на более низкую орбиту вокруг Солнца. Вот почему орбита его имеет кривую линию, а Венера вращается в обратную сторону.
2. Венеру может вращать атмосфера. Ширина ее слоя достигает 20 км. При этом ее масса чуть меньше земной. Плотность атмосферы Венеры очень высока и буквально сдавливает планету. Возможно, именно плотная атмосфера вращает планету в другом направлении, что объясняет, почему она вращается так медленно - всего 6.5 км/час.
3. Другие ученые, наблюдая, как вращается Венера вокруг своей оси, пришли к выводу, что планета перевернута вверх тормашками. Она продолжает двигаться в том же направлении, что и другие планеты, однако из-за своего положения вращается в другую сторону. Ученые считают, что подобный феномен могло вызвать влияние Солнца, ставшее причиной сильных гравитационных приливов в сочетании с трением между мантией и ядром самой Венеры.

Заключение

Венера - это планета земной группы, уникальная по своей природе. Причина, по которой она вращается в противоположную сторону, все еще остается загадкой для человечества. Возможно, когда-нибудь мы разгадаем ее. А пока что нам остается лишь строить предположения и гипотезы.

• Перевод

Возможности почти безграничны, но почему же всё выстраивается в линию?

Надежда – это не убеждение в том, что всё закончится хорошо, но уверенность в наличии у происходящего смысла, вне зависимости от результата.
- Вацлав Гавел

Почему все планеты вращаются примерно в одной плоскости?

Сегодня мы разметили орбиты всех планет с невероятной точностью, и нашли, что все они обращаются вокруг Солнца в одной и той же двумерной плоскости с разницей не более 7°.

А если убрать Меркурий, самую внутреннюю планету с самой наклонной плоскостью вращения, всё остальное окажется очень хорошо выровненным: отклонение от средней плоскости орбиты составит около двух градусов.

Также все они достаточно хорошо выровнены по отношению к оси вращения Солнца: как планеты вращаются вокруг Солнца, так и Солнце вращается вокруг своей оси. И, как можно было ожидать, ось вращения Солнца находится в пределах 7° отклонения от [осей] орбит планет.

И всё-таки такое положение дел выглядит маловероятным, если только какая-то сила не сдавила орбиты планет в одну плоскость. Можно было бы ожидать, что орбиты планет сориентировались бы случайным образом, поскольку гравитация – сила, удерживающая планеты на постоянных орбитах – одинаково работает по всем трём измерениям.

Можно было бы ожидать некую толпу вместо аккуратного и последовательного набора из почти идеальных кругов. Интересно, что если отдалиться от Солнца достаточно далеко, за планеты с астероидами, за орбиты комет типа Галлея и за пояс Койпера – именно такую картину вы и обнаружите.

Так что же принудило наши планеты оказаться в одном диске? В одной плоскости орбит вокруг Солнца, вместо роя вокруг него?

Чтобы разобраться в этом, давайте перенесёмся во времена формирования Солнца: из молекулярного облака газа, из той материи, из которой рождаются все новые звёзды во Вселенной.

Когда молекулярное облако вырастает достаточно массивным, и становится гравитационно связанным и достаточно холодным, чтобы сжаться и сколлапсировать под собственной тяжестью, как туманность Труба (вверху, слева), она сформирует достаточно плотные районы, в которых будут образовываться новые звёздные кластеры (вверху, справа).

Можно заметить, что эта туманность – и любая другая, похожая на неё – не будет идеальной сферой. Она имеет неровную вытянутую форму. Гравитация не прощает несовершенств, и из-за того, что гравитация – сила ускоряющаяся, которая увеличивается вчетверо каждый раз при уменьшении дистанции вдвое, она берёт даже небольшие неровности в изначальной форме и очень быстро их увеличивает.

В результате получается формирующая звёзды туманность сильно асимметричной формы, и звёзды образуются там, где газ плотнее всего. Если заглянуть внутрь, на отдельные присутствующие там звёзды, они представляют собой почти идеальные сферы, как наше Солнце.

Но так же, как туманность стала асимметричной, так и отдельные звёзды, сформировавшиеся внутри, появились из неидеальных, чрезмерно плотных асимметричных комков материи внутри туманности.

В первую очередь они сколлапсируют в каком-то одном (из трёх) измерении, и поскольку материя – вы, я, атомы, состоящие из ядер и электронов – собирается вместе и взаимодействует, если швырнуть её в другую материю, у вас в результате получится вытянутый диск материи. Да, гравитация притянет большую часть материи к центру, где и сформируется звезда, но вокруг неё вы получите то, что называется протопланетарным диском. Благодаря телескопу им. Хаббла мы видели такие диски непосредственно!

Вот вам первая подсказка, почему у вас получится нечто выровненное в плоскость вместо сферы со случайно летающими планетами. Далее нам нужно обратиться к результатам симуляций, поскольку мы не присутствовали в молодой солнечной системе так долго, чтобы наблюдать это формирование воочию – оно занимает порядка миллиона лет.

И вот что нам говорят симуляции.

Протопланетарный диск, сплющившись в одном измерении, продолжит сжиматься по мере того, как всё больше газа будет притягиваться к центру. Но пока большое количество материала затягивается внутрь, приличная его доля окажется на стабильной орбите где-то на этом диске.

Из-за необходимости сохранения такой физической величины, как момент импульса, который показывает количество вращения всей системы – газа, пыли, звезды и прочего. Из-за того, как работает момент импульса, и как он примерно равномерно распределяется между разными частицами внутри, следует, что всё внутри диска должно двигаться, грубо говоря, в одном направлении (по часовой или против часовой). Со временем диск достигает стабильных размеров и толщины, а затем небольшие гравитационные отклонения начинают вырастать в планеты.

Конечно, по объёму диска существуют небольшие различия между его частями (и гравитационные эффекты между взаимодействующими планетами), а также играют роль и небольшие различия начальных условий. Формирующаяся в центре звезда представляет собой не математическую точку, а большой объект диаметром порядка миллиона километров. И когда вы собираете всё это вместе, это приводит к распределению материи не в идеальной плоскости, но в форме, близкой к ней.

Вообще, мы только довольно недавно обнаружили первую планетную систему, находящуюся в процессе формирования планет, и их орбиты расположены в одной плоскости.

Молодая звезда слева вверху, на задворках туманности – HL Тельца, расположенная в 450 световых годах от нас – окружена протопланетарным диском. Самой звезде всего миллион лет. Благодаря ALMA, массиву с длинной базой, улавливающему свет на довольно длинных волнах (миллиметровых), длина которых более чем в тысячу раз превышает длину видимого света, мы и получили это изображение.

Это явно диск, со всей материей в одной плоскости, при этом в нём есть тёмные пропуски. Эти пропуски соответствуют молодым планетам, собравшим близлежащую материю! Мы не знаем, какие из них сольются вместе, какие будут вышвырнуты, и какие подойдут поближе к звезде и будут ею проглочены, но мы наблюдаем критический этап формирования молодой солнечной системы.

Так почему же все планеты находятся в одной плоскости? Потому, что они формируются из асимметричного облака газа, коллапсирующего сначала в самом коротком из направлений; материя сплющивается и держится вместе; она сокращается внутрь, но оказывается вращающейся вокруг центра. Планеты формируются благодаря неровностям в материи диска, и в результате все их орбиты оказываются в одной плоскости, различающиеся друг от друга максимум несколькими градусами.