Что называют блуждающими звездами
Почему планеты называют блуждающими звездами?
Мы живем на Земле, которая является одной из восьми больших планет Солнечной системы. Кроме Земли, в состав большой семьи Солнца входят Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Все это планеты — относительно небольшие по сравнению с Солнцем тела, которые обращаются вокруг него по орбитам и видны только благодаря тому, что отражают часть падающего на них солнечного света. Возникает вопрос, почему планеты называют блуждающими звездами? (Сегодня говорят «блуждающими светилами».) Какое отношение они имеют к звездам и почему блуждают?
Планеты на небе похожи на звезды
То, что планеты и звезды — объекты разного класса, очевидно. Звезды — огромные по размерам и массивные газовые шары, настолько горячие, что ярко светятся. Обычные планеты, вроде планет Солнечной системы, не светятся — они слишком холодные для этого. (Хотя в инфракрасном свете видны хорошо!) Кроме того, планеты не обязательно состоят из газа, как звезды или планета Юпитер. Они могут быть каменными, вроде Марса и Земли, и даже большей частью металлическими, как Меркурий. Хотя планеты не светятся, человек знает об их существовании многие тысячи лет.
Почему? Потому что планеты освещает Солнце, и мы видим отраженный ими солнечный свет.
Еще 500 лет назад люди по большому счету понятия не имели, что такое планеты. Было не ясно, какого планеты размера и из чего они состоят. Даже расстояние до планет было неизвестно. (Хотя догадки были!) Зато люди знали, как выглядят планеты на небе. Древние астрономы внимательно следили за ними и описывали их поведение.
Как же выглядят планеты, если посмотреть на них невооруженным глазом, без помощи телескопа? Они похожи на обычные звезды. Настолько похожи, что люди, не интересующиеся специально астрономией, увидев, скажем, Сатурн, не смогли бы отличить его от звезд. Да, такие планеты, как Юпитер или Венера, намного ярче настоящих звезд. Но все-таки требовалось какое-то дополнительное знание, чтобы сказать, что это не просто очень-очень яркие звезды, а именно планеты.
Планеты — блуждающие светила
И такое знание появилось у людей уже несколько тысяч лет назад. Они научились отличать планеты от звезд.
Оказалось, что планеты, хотя и похожи на звезды, движутся на их фоне!
Сами звезды не движутся, если не считать суточное движение звезд по направлению с востока (где они встают) на запад (где они садятся). Планеты тоже подвержены суточному движению, как и Луна, и Солнце. Сегодня мы знаем, что это всеобщее движение неба с востока на запад обусловлено вращением Земли вокруг своей оси. Но как ни вглядывайся в небо невооруженным глазом, больше никакого движения у звезд не заметить. Наши далекие предки очень хорошо знали, что звезды не меняют взаимного расположения. Именно поэтому рисунки созвездий остаются практически неизменными на протяжении вот уже многих тысяч лет.
Особенности движения планет
Особенно важно, что планеты движутся по-разному: одни достаточно быстро, другие медленно. Некоторые планеты (Меркурий и Венера) всегда находятся на небе недалеко от Солнца, другие (Марс, Юпитер и Сатурн) могут быть и на противоположной от Солнца стороне неба.
Попятное (ретроградное) движение Марса на фоне звезд. Это изображение склеено из множества последовательных снимков Марса, сделанных вблизи противостояния планеты. Каждый последующий снимок Марса сделан через неделю после предыдущего. Фото: Cenk E. Tezel, Tunç Tezel (TWAN)/APOD
Обычно планеты двигаются на фоне звезд справа налево (то есть с запада на восток), но иногда останавливаются на небе и поворачивают вспять. Потом снова останавливаются и разворачиваются опять на восток, описывая таким образом таинственные петли. Что объединяет все планеты, так это их местоположение — все они движутся только по зодиакальным созвездиям, как Солнце и Луна.
Если бы планеты двигались упорядоченно, их, вероятно назвали бы просто «движущимися светилами» или как-то похоже. Но нет, планеты называют блуждающими звездами! Именно сложное, нерегулярное движение планет на фоне обычных звезд привело к тому, что люди стали называть их «странниками» или «блуждающими» светилами. Собственно, само слово планета переводится с древнегреческого как «блуждающий».
Пример, почему планеты называют блуждающими звездами. На этой анимации показаны три яркие звезды у горизонта. Это Сатурн, Юпитер и красноватый Марс. Каждый последующий кадр соответствует утру следующего дня. Полная длина соответствует четырем неделям. Отлично видно, как стремительно движется Марс на фоне звезд и двух других планет. Рисунок: Stellarium/Евгений Золотавкин
Законы, стоящие за движением планет
Странное движение планет озадачивало астрономов древности. Оно было мало предсказуемым и казалось почти хаотичным, но вместе с тем за этими движениями просматривалась и какая-то закономерность. Возможно, планеты двигались, подчиняясь какому-то закону? Может быть, за их движением стоял некий скрытый порядок?
Геоцентрическая система мира
Попытки отыскать законы, по которому движутся блуждающие светила, стали основным занятием астрономов на протяжении многих сотен лет. Уже древнегреческие ученые построили стройную теорию, которая описывала движение планет по небу. Более того, она позволяла предсказывать их положение на годы вперед. Согласно этой теории Земля находилась в центре космоса, а Солнце, Луна, планеты и звезды вращались вокруг Земли по круговым орбитам. Такая система стала называться геоцентрической.
Для предсказания положения планет на небе древние астрономы пользовались сложными геометрическими построениями. Источник: Клавдий Птолемей. Альмагест
Но со временем теория перестала давать точные предсказания: маленькие ошибки накапливались и планеты стали выбиваться из предсказанного графика. Теорию пришлось усовершенствовать, но вместе с тем и усложнить. Так появились эпициклы, деференты, экванты и прочие сложные геометрические штуки, которые объясняли петли планет, ускорения и замедления.
Гелиоцентрическая система мира
Наконец, примерно 500 лет назад польский астроном Николай Коперник придумал, как можно существенно упростить теорию. Для этого следовало в центр мира поместить не Землю, а Солнце. А все планеты, включая Землю, должны вращаться вокруг Солнца. (Кстати, Земля стала планетой именно тогда! До этого она была просто «центром мира», «твердью», «темным шаром» — чем угодно, но не планетой.) Система Коперника называется гелиоцентрической, от греческого слова гелиос — солнце.
Еще полвека спустя немецкий математик Иоганн Кеплер вывел знаменитые три закона Кеплера. В частности, первый закон гласит, что планеты движутся не по окружностям, а по эллипсам, в одном из фокусов которого находится Солнце. Пройдет еще немного времени и сэр Исаак Ньютон выведет законы Кеплера из закона Всемирного тяготения.
Система мира Коперника вместе с законами Кеплера позволили предсказывать положения планет на небе на столетия, даже на тысячелетия вперед. Но не меньшее значение имеет то, что эти открытия совершили настоящую революцию в представлении человечества о строении Вселенной.
Блуждающие планеты в космосе (планеты-изгои)
Планета – в переводе с древнегреческого это “блуждающая звезда“. Почему именно “блуждающая звезда”? Потому что “настоящие” звезды всегда стоят на своих местах, а планеты перемещаются по небу. Так как древние греки не знали, что видят не только звезды, но и планеты, то такое поведение их изрядно удивляло. Отсюда и название.
Однако, нам, в отличие от древних греков, привычнее считать планеты Солнечной системы скорее “домашними”, чем “бродячими” жителями космоса. Ведь каждая планета двигается по точно очерченной орбите вокруг Солнца. Если поглядеть на соседние планетные системы и поведение экзопланет, то откроется та же картина – планеты вовсе не “блуждают”, а накрепко “привязаны” к своим звездам силами гравитации.
Почему планеты называют блуждающими
А существуют ли действительно блуждающие планеты, свободно двигающиеся в космосе и не имеющие круговой орбиты? Да, существуют, хотя называть их уместнее планетами-изгоями или даже планетами-сиротами. В конце концов, они ведь и взаправду лишены не только “собратьев” по планетной системе, но даже “своей” звезды не имеют!
Найти блуждающие планеты сложно – они достаточно малы в масштабах космоса и совсем не испускают света. И даже в таких условиях их нашли уже немало – сколько их может быть на самом деле, даже представить страшно!
Для блуждающих планет придумано множество терминов: межзвёздная планета, планета-бродяга (так в основном принято говорить за рубежом), планемо, свободнолетящая планета, бессолнечная планета, квазипланета или совсем просто – одиночная планета.
Подсчитано, что в нашей галактике Млечный Путь их число может достигать просто невероятного количества, многократно превышающее количество видимых звезд (до 100 000 раз, что дает примерное число в 100 миллиардов). Правда, в отличие от звезд, блуждающие планеты не так то просто отследить – ведь раз они не имеют “своей” звезды, то и свет от неё не отражают!
Для обнаружения этих бездомных планет, используется метод гравитационного микролинзирования, позволяющий оценить влияние массивного предмета, проходящего перед звездой и при этом, не имеющего собственного свечения.
Что представляет собой блуждающая планета?
Что представляет собой блуждающая планета? Это объект, имеющий массу, сопоставимую с массой планеты, шарообразную форму и являющийся по сути планетой, но не привязанный гравитационно ни к какой звезде, коричневому карлику и даже зачастую просто другой планете (при этом у неё могут быть спутники). Если планета находится в галактике, она обращается вокруг галактического ядра, в противном случае речь идёт о межгалактической планете, и планета вообще не обращается вокруг чего-либо.
Откуда берутся такие планеты? В принципе, напрашиваются два варианта:
Таким образом, первый вариант все же более подходит под наше определение. тем более, что субкоричневый карлик все же подразумевает размер в несколько масс Юпитера, т.е. очень большой объект. В то время как учёные, проанализировавшие более 2,6 тысячи наблюдений странствующих планет, выполненных с 2010 по 2015 год, пришли к выводу, что планеты-сироты, как правило, являются суперземлями – т.е. хоть и крупными небесными телами, однако более-менее сопоставимые размером с Землей, а не с Юпитером.
Может ли быть обитаемой блуждающая планета?
Когда мы говорим о блуждающей планете, то представляем себе… что-то типа громадного космического булыжника из камня и льда, навроде Цереры, только побольше размером. Однако, блуждающей планете вовсе не обязательно соответствовать этому портрету. Астрофизик Шон Рэймонд из лаборатории астрофизики Бордо во Франции предположил, что у некоторых из планет-изгнанников вполне может быть плотная атмосфера.
Конечно блуждающие планеты сами по себе выделяют слишком мало тепла и вдобавок совсем не нагреваются от внешних источников. Тем не менее, объекты размером с планету Юпитер, дрейфующие в межзвездном пространстве, могут поддерживать плотную атмосферу, которая сбережет поверхность такой планеты от замерзания. В этом поможет толстая водородная атмосфера, непрозрачная в инфракрасном диапазоне, которая будет препятствовать потере планетой тепла выделяемого недрами.
Несомненно, блуждающая планета представляет куда более серьезную опасность, чем какой-нибудь метеорит. С другой стороны, космос слишком велик, чтобы принимать возможность столкновения с блуждающей планетой всерьез
Было вычислено, что для объекта с массой Земли сильное давление водорода (не менее тысячи атмосфер), создало бы практически идеальный адиабатический процесс. Энергии распада радиоактивных изотопов было бы достаточно даже для поддерживания плюсовой температуры на поверхности, где по идее могла бы существовать даже жидкая вода. Предполагается, что подобные планеты могут иметь высокую геологическую активность в течение длительного времени, имея подводные вулканы и защищающее их от космической радиации сильное магнитное поле. Все это вполне может служить источником энергии для зарождения жизни.
Но и это ещё не все – подсчитано, что около 5% выброшенных из планетной системы планет размером с Землю, имеющих естественный спутник размером с Луну, сохранят свои спутники даже после того как станут “сиротками”. А достаточно большой спутник непременно стал бы источником дополнительного тепла, “раскачивая” ядро материнской планеты и служа источником приливного разогрева планеты.
Могла ли быть блуждающая планета в Солнечной системе?
Первый раз мифическую пятую планету Солнечной системы начали искать почти 300 лет назад, в связи с правилом Тициуса-Боде, но так ничего и не наши. Повторно к поискам пятой планеты (в наше время модно говорить не о пятой, а о девятой планете) приступили уже в наше время, когда после математического моделирования орбит планет Солнечной системы выяснилось, что при формировании системы, орбита Юпитера должна была находится гораздо ближе от Солнца, чем в наше время.
История о потерянной «пятой планете» и потерянной «девятой планете» – одно и то же. Просто «девятая планета» звучит загадочнее, чем пятая.
Переместиться ближе Юпитер мог бы только за счёт вытеснения малых тел за пределы системы, но это привело бы к столкновениям планет земной группы, или же “прыжком”, но… тогда бы он “вытолкнул” за пределы системы Уран или Нептун.
Оба эти варианта звучат неправдоподобно. Но если допустить, что в момент когда планеты Солнечной системы только сформировались, планет-газовых гигантов было не 4, а 5, то всё становится на свои места. Именно этот неизвестный газовый гигант и был вытеснен Юпитером так, что либо перешёл на очень удалённую орбиту, либо оказался за пределами Солнечной системы. Также сдвинулись и другие гиганты – Нептун, в частности, перекочевал от непосредственной близости к Юпитеру и Сатурну, за орбиту Урана, на самые задворки Солнечной системы.
Автором теории о пятой планете солнечной системы (2011 г) является астроном Дэвид Несворны, он же выполнил все расчеты. Сам автор утверждает, что шансов на то, что “потерянная” планета перешла на далекую орбиту вокруг Солнца практически нет и почти наверняка она навсегда покинула Солнечную систему, пополнив ряды космических странников – блуждающих планет или планет-изгнанников.