Наши ближайшие соседи

Особенный интерес представляют для нас астероиды, подходящие в перигелии к Солнцу ближе, чем Марс. Первым среди них, и долгое время единственным, был Эрос (или Эрот), открытый в 1898 г. Когда Земля и Эрос находятся одновременно в точках наибольшего сближения их орбит, их разделяет расстояние всего лишь в 22 миллиона км, т. е. в 2 1/2 раза меньшее минимального расстояния между Землей и Марсом. В это время положение Эроса среди звезд при наблюдении с противоположных точек Земли отличается почти на целую минуту дуги. Зная диаметр Земли и измерив эту разность в его видимом положении на небе, можно подсчитать точно расстояние Эроса от Земли в километрах. Но, поскольку его орбита известна, это расстояние можно выразить в единицах расстояния от Земли до Солнца, и сравнение этих двух величин даст нам тогда в километрах расстояние от Земли до Солнца. Расстояние от Земли до Солнца - это единица того масштаба, которым мы измеряем расстояния во Вселенной, и потому наблюдения Эроса для нас крайне ценны. В 1952 г. была закончена обработка множества наблюдений над последним приближением Эроса к Земле в 1931 г. (наибольшие сближения повторяются через несколько десятков лет). В результате расстояние от Земли до Солнца было найдено равным 149 504 000 км с возможной ошибкой 17000 км, или 0,01%.

Правда, у нас есть много способов для уточнения величины нашей единицы масштаба, нашего астрономического «метра», но Эрос позволяет определить его с достаточно высокой точностью.

Поперечник Эроса составляет около 25 км, и при наибольшем сближении с Землей, находясь в перигелии, Эрос светит, как звезда 7,2 величины, так что виден даже в театральный бинокль. Удаляясь от Земли, он ослабевает. Обычно он виден, как светило 11-12-й звездной величины, а в афелии, находясь за орбитой Марса, он еще слабее.

По странной случайности Эрос привлекает исключительное внимание еще и в другом отношении - необычайными колебаниями блеска. В 1900 г. за 79 минут он на глазах пораженного этим наблюдателя, следившего за ним, ослабел в 4 раза (на 1,5 звездной величины). В течение последующих часов он опять разгорелся до прежнего блеска и затем снова стал угасать. Обнаружилось, что колебания блеска были периодичны, и за 5 час. 16 мин. он дважды достигал максимума и дважды опускался к минимуму. Едва успели к этому присмотреться, как колебания блеска стали затухать и через несколько месяцев совершенно исчезли.

В следующих своих сближениях с Землей Эрос то не менял блеска, то менял его едва заметно, то опять с прежней большой амплитудой. Тайна вокруг Эроса сгущалась и заставила ломать голову над его загадочным поведением.

В конце концов стали склоняться к мысли о том, что Эрос имеет форму огурца, сигары или высокого и узкого бочонка, к тому же покрытого темными .и светлыми пятнами. Взаимное положение Земли и Эроса меняется. Когда ось вращения этого бочонка, перпендикулярная к его длине, направлена к нам, то мы видим его постоянно во всю длину, поэтому видимая, отражающая солнечный свет поверхность велика и постоянна. Тогда и блеск Эроса велик и постоянен. Когда мы находимся в плоскости экватора этой уродливой планетки, она поворачивается к нам то своим длинным боком, то «дном», и тогда блеск меняется сильнее всего. Чаще же всего мы находимся лишь вблизи его экваториальной плоскости, и тогда частично видим бока, частично «дно», и блеск меняется, но не так сильно.

В 1931 г., во время наибольшего его сближения с Землей, в большой телескоп разглядели диск Эроса и обнаружили изменения его формы - он казался то круглым, то продолговатым. Его толщину оценили в 6 км и длину в 22 км, а также нашли, что он вращается вокруг оси в ту же сторону, что и большие планеты. В 1938 г. Земля проходила через экваториальную плоскость Эроса, и ожидавшиеся большие колебания блеска действительно наблюдались проф. В. П. Цесевичем и другими наблюдателями.

Рис. 67. Орбиты Аполлона, Адониса и Гермеса. На чертеже показаны линии пересечения плоскостей этих орбит с плоскостью эклиптики. Части орбит, лежащие под плоскостью эклиптики (т. е. под плоскостью орбиты Земли), показаны пунктиром

Мы уже упоминали, что и другие астероиды несколько колеблются в блеске, обнаруживая свою обломочную форму и пятнистость поверхности, но среди них Эрос, по-видимому, наиболее отличается от шара.

Почти 35 лет прошло, прежде чем был открыт другой астероид, у которого, так же как и у Эроса, перигелий находится ближе к Солнцу, чем орбита Марса. Он и другие астероиды, подходя очень близко к Земле, вследствие перспективы движутся среди звезд особенно быстро, как иные кометы, и даже быстрее, хотя в пространстве их скорость невелика. Поэтому из осторожности первое время после открытия такого рода светило называют «объектом», например «объект Иванова», если его открыл Иванов. Только после окончательного выяснения того, что открыта действительно малая планета, она получает настоящее имя и перестает называться неопределенным и, я бы сказал, даже несколько «обидным» словом «объект».

Рис. 68. Орбита Икара

Объект, открытый в 1932 г. и названный впоследствии Амором (или Амуром), оказался астероидом, пересекающим орбиту Марса и подходящим иногда к Земле на 1/10 астрономической единицы. Его наблюдали затем еще в 1940 и в 1948 гг.

В том же 1932 г. открыли Аполлон, который подходит к Земле еще ближе, чем Эрос и Амор. Период его обращения меньше, чем у Марса, всего лишь 1,8 года, - первый случай такого рода, встреченный в семье астероидов. Он пересекает орбиты Земли и Венеры, в то время как его афелий лежит за орбитой Марса! Открытый в дни наибольшего сближения с Землей, он прошел на расстоянии всего лишь вЗ миллиона км, т. е. в семь раз ближе, чем Эрос; быстро удалившись от Земли, этот планетный карлик перестал быть видимым.

Когда мы говорим о пересечении орбит астероидов с земной орбитой, то не надо понимать это буквально. Если бы это было так, то Земля и астероид могли бы, конечно, когда-нибудь столкнуться.

Во всех таких случаях орбиты астероидов наклонны к эклиптике и пересекают собственно плоскость эклиптики, но не самую орбиту Земли. Пересечение же самих орбит получается лишь в плане, т. е. на чертеже - в проекции на плоскость.

На чертеже орбита астероида иногда кажется пересекающейся с орбитой Земли, но на самом деле астероид находится тут гораздо выше или гораздо ниже плоскости чертежа, т. е. плоскости эклиптики. В мировом пространстве слишком много свободного места, и в нем столкнуться почти невозможно!..

Объект, открытый в 1936 г., также оказался астероидом и получил имя Адонис, а объект, открытый в 1937 г., числится теперь, как астероид Гермес. Перигелии обеих плакеток лежат к Солнцу опять-таки ближе, чем орбита Венеры, и орбиты их также чрезвычайно вытянуты.

В 1949 г. была открыта планетка, названная Икаром за свое «предерзостное» приближение к Солнцу в перигелии. В афелии Икар входит в область, нормальную для астероидов, а в перигелии подходит к Солнцу ближе, чем Меркурий, оказываясь к Солнцу в пять раз ближе и нагреваясь им в 25 раз сильнее, чем Земля.

В таком пекле, каким является для Икара перигелий, его поверхность накаляется, может быть, до того, что даже начинает немного светиться собственным светом.

У древних греков был миф о том, как Икар захотел летать и изготовил себе крылья из перьев, скрепленных воском. Но он неосторожно приблизился на своих крыльях к Солнцу и солнечный жар растопил воск на крыльях. Икар рухнул с высоты и погиб, наказанный за свою дерзость. Надеемся, что ничего подобного с астероидом Икаром не случится, по крайней мере, до того, как мы сможем лучше проследить за его движением. К этому есть все основания, так как эта планетка состоит, конечно, не из воска, а, вероятно, из каменных пород.

В июне 1968 г. предстояла новая встреча - следующее сближение Икара с Землей, которого астрономы ждали почти 20 лет. Но уже с 1965 г. среди несведущих людей стали распространяться слухи, что это сближение будто бы вызовет землетрясения и наводнения. Ничего подобного, конечно, не произошло, так как эта крошечная планетка около 15 июня 1968 г. прошла мимо Земли на расстоянии около 7 млн. км, т. е. раз в 20 большем, чем расстояние от нас до Луны. И если уж лунное притяжение производит лишь небольшие приливы в океанах, а кроме этого ничем себя на Земле не проявляет, то тем более ничего не смог причинить малютка Икар. Даже лунная приливная сила, и та, на расстоянии 16 раз большем, стала бы в полторы тысячи раз меньше, т. е. совершенно неощутима. Ниже описываются случаи еще более близкого прохождения малых планет.

Рис. 69. Фотография, на которой был открыт астериод Гермес. Оставленный им след походит на фотографию метеора - так быстро двигался Гермес по небу

Встреча с Икаром принесла нам не вред, а пользу. Согласно теории относительности Эйнштейна перигелий орбит планет, близких к Солнцу, должен медленно перемещаться в пространстве, поворачиваться. Проверить это по движению Икара было бы точнее, чем по движению Меркурия. По той же теории и расстояние планеты от Солнца при ее обращении вокруг него должно изменяться немного иначе, чем по теории тяготения Ньютона. Это тоже можно проверить. Итак, ждем новых свиданий с Икаром!

Адонис пролетел мимо Земли на расстоянии 1 1/2 миллионов км, а Гермес побил рекорд, проскочив мимо нас на расстоянии 1 миллиона км, которое всего лишь втрое превосходит расстояние до Луны. В астрономическом смысле до него в это время было «рукой подать». Если Гермес под влиянием возмущений (а они, ввиду его тесных сближений с Землей и с Марсом, могут быть велики) не изменит сильно своей орбиты, то иногда он сможет подходить к нам на расстояние всего лишь в 500 тыс. км, т. е. быть всего лишь в 1 1/2 раза дальше Луны!

Открыть планетку такого типа, как Гермес, очень трудно. Во-первых, она может быть видна лишь короткое время, пока проходит вблизи Земли и потому достаточно ярка. С удалением она быстро ослабевает и теряется из виду. Во-вторых, вследствие перспективы такое светило движется вблизи Земли на фоне звездного неба необычайно быстро. 30 октября 1937 г. Гермес, проносясь мимо Земли, выглядел как звезда восьмой величины, и пролетал пять градусов в час! За сутки он пересекал несколько созвездий, и не удивительно, что, получив телеграмму с извещением об его открытии и положении на небе, многие пытались, но не успели его сфотографировать. Кроме того, хотя на некоторых фотографиях он и должен был бы быть, его следа не оказалось, - так быстро перемещалось его изображение по пластинке, что след не отпечатался. Для наблюдателей он пронесся по небу, как экспресс мимо дачника, неожиданно вышедшего из леса к полотну железной дороги. Орбиту Гермеса удалось установить, воспользовавшись фотографиями, снятыми ранее для другой цели, на которых он, двигаясь тогда медленнее, случайно вышел. Трудность открытия таких астероидов и вместе с тем обнаружение целого ряда их за последние годы показывают нам, что астероиды, приближающиеся к Земле, в действительности многочисленны и очень малы. Астероиды с расстоянием в перигелии около одной астрономической единицы проходят часто далеко от Земли, светят слишком слабо и обнаружить их трудно. Они проходят около Земли вовсе не при каждом своем обращении вокруг Солнца.

К 1974 г. стало известно уже 34 астероида, сильно выходящих по временам за кольцо основной массы малых планет и могущих изредка сильно сближаться с Землей. Их можно разделить на два типа:

1. Типа Аполлона, с перигельным расстоянием менее 1 а. е. и, следовательно, проникающие внутрь земной орбиты. Их известно 17, из которых 5 открыты после 1971 г. и только три получили окончательные обозначения.

2. Типа Амора, с перигельным расстоянием от 1,00 до 1,26. Их тоже известно 17.

В каждой из групп можно выделить подгруппы:

1) с большой полуосью, меньшей чем у Марса (а<1,52),

2) находящиеся преимущественно между орбитой Марса и кольцом астероидов и 3) тех, которые являются членами кольца (2,12<а<3,57).

Рекордсменами к 1 января 1974 г. были: с кратчайшим периодом (1,12 года) и наименьшей полуосью орбиты - Икар. У него же и наибольший эксцентриситет орбиты (0,847) и наименьшее перигельное расстояние 0,187 а. е., но наибольший наклон орбиты (68°) у планетки 1973 NA. Наименьшее же расстояние, на которое астероид может иногда сблизиться с Землей, рассчитано только на немногие годы, поскольку большие планеты сильно возмущают их орбиты, так что эти астероиды нетрудно и «потерять». С этой оговоркой рекорд 0,003 а. е. ≈ 500 000 км остается пока за Гермесом (1937 г.). По размеру меньше всех известных, по-видимому, Адонис с диаметром всего 300 м.

Происхождение астероидного кольца, как и больших планет, в этой книге отнесено к последней главе, но о малых планетках, только что описанных, мы еще узнаем из раздела «Где родились кометы».