Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
Происхождение системы регулярных спутников плаиет, движущихся в направлении вращения планеты по почти круговым орбитам, лежащим в плоскости её экватора, обычно объясняется процессами, аналогичными тем, к-рые привели к образованию плаиет. Согласно моделям, в ходе формирования планеты в результате неуиругих столкновений плаиетезималей часть из них могла быть захвачена на околопланетную орбиту,
образовав околоплаиеткый доспутниковый диск. Оценки показывают, что характерные времена аккумуляции и разрушения небольших спутников при дроблении много меньше характерного времени образования самой планеты. Вещество в доспутниковых дисках неоднократно обновлялось, прежде чем смогла образоваться относительно устойчивая спутниковая система. Согласно мо* дельным расчётам, массы доспутниковых дисков ~ 10"4 — IO6 от массы планеты, что достаточно для формирования спутниковых систем планет-гигаитов. В системе регулярных спутников Юпитера имеется деление на две группы: силикатную и водно-силикатную. Различия в хим. составе спутников показывают, что молодой Юпитер был горячим. Нагрев мог быть обеспечен выделением гравитац. энергии при аккреции газа. В системе спутников Сатурна, состоящих в осп. из льда, нет деления иа две группы, что связывают с более низкой темп-рой в окрестностях Сатурна, при к-рой могла конденсироваться вода. Происхождение иррегулярных спутников Юпитера, Сатурна и Нептуна, т. е. спутников, обладающих обратным движением, а также небольшого внеш. спутника Нептуна, обладающего прямым движением по вытянутой орбкте, объясняют захваток. У медленно вращающихся планет (Меркурия и Венеры) спутиииов пет. Оии, по-видимому, испытали приливное торможение со стороны планеты и упали в конце концов на её поверхность. Действие приливного торможения проявилось также в системах Земля — Луна и Плутон — Xaрои, где спутники, образуя с планетой двойную систему, всегда повёрнуты к планете одним и тем же полушарием.
Происхождение Луиы чаще всего связывают с образованием её па околоземной орбите, однако продолжают обсуждаться и маловероятные гипотезы захвата Зем~ лей готовой Луиы, отделения Луны от Земли. Разрабатывается и компромиссная гипотеза, связывающая появление массивного околоземного доспутиикового диска с гигантским выбросом вещества, вызванным столкновением протоземли с крупным телом (с размерами порядка Меркурия или даже Марса). Согласно расчётам, нз массивного спутникового роя могла образоваться система нз иеск. крупных спутников, орбиты к-рых с разной скоростью эволюционировали под действием приливного трения, к, в конечном счёте, спутниии объединились в одно тело — Луиу.
Космохимические аспекты (эволюция состава). В основе физ.-Xим. исследований ранних стадий эволюции CC лежат данные Ho составу межзвёздной и межпланетной пыли, плаиет и их атмосфер, астероидов и комет. Особое место принадлежит лаб. исследованиям метеоритов —< образцов астероидного вещества. Вещество, вошедшее в тела CC, проходило неоднократную физ.-хим. переработку и во многом утратило память о рак-иих стадиях эволюции. Однако отд. тела CC содержат вещество, хранящее ту кли иную информацию в виде реликтовых минеральных фракций, включений и т. п. Образцы такого вещества используются как «космохроио-метры», «космотермометры», «космобарометры».
Хим. состав первичного доплаиетиого диска обычно полагают близким к солнечному («средиеиосмическо-му»). В первичном диске газ (в оси. молекулы водорода и гелия) составлял 98—99% всей массы. Пыль (фер-ромагпезиальиые силикаты и алюмосиликаты во виутр. части диска, к к-рым добавлялись льды во виеш. части) вначале играла второстепенную роль. В ходе образования и эволюции допланетного диска происходили изменения элементного и изотопного состава газовой и конденсированной компонент, разнообразные процессы обмепа между этими двумя оси. резервуарами. Согласно моделям, в процессе образования диска в ближней к Солнцу окрестности межзвёздная пыль в ходе аккреции испарялась и лишь после частичного охлаждения газа происходила рекоидеисация тугоплавких и умеренно тугоплавких соединений. Во виеш. зоне CC в состав первичных тел могла войти межзвёздная пылевая
компонента. Лаб. анализы образцов наиб, примитивных углистых хоидрнтов указывают иа присутствие в инх вещества, близкого по особенностям элементного, явотопного и минерального состава к межзвёздной пыли. В целом определения изотопного состава земных и лунных образцов, метеоритов и межпланетной пыли показывают относит, однородность, а следовательно, Юрошую перемешаииость осп. массы протопланетного вещества. Это сильный довод в пользу образования допланетного диска и Солица в едином процессе. Т. о., установленный для Земли, Луны и древнейших метеоритов возраст в 4,5—4,6 млрд. лет можно считать возрастом CC. В то же время изотопный состав газовой и конденсированной компонент в ходе формирования диска и в последующем при формировании планет несомненно менялся. Интерпретация вариаций содержать отд. изотопов в образцах внеземного вещества бачастую неоднозначна и зависит от выбора дииамич. МЬдели. Важно, однако, что находки дочерних продуктов распада короткоживущих изотопов zeAl, mI и др. гіозволяют получить оценки длительности отдельных ранних стадий. Полученные оценки, основанные на ряде изотопных систем, включающих вымершие коротко-жнвущие изотопы, не противоречат динамич. оценкам длительности стадий формирования планет (IO7-IO8 пет).
