24.12.2023 20:23
Gorkavyi 62 5000 Источник

В 1988 году в Крымской астрофизической обсерватории доктор физико-математических наук Валентина Владимировна Прокофьева-Михайловская со своей группой начала телевизионные наблюдения блеска астероидов. Телевизионный комплекс был смонтирован на телескопе с диаметром зеркала 0.5 метра. Характерная переменность, зарегистрированная у астероида (87) Сильвия, доказывала, что этот астероид имеет спутник – что и было объявлено в статье 1992 года Прокофьевой В.В. и Демчика М.И. в «Астрономический журнал»: «Астероид 87 Сильвия – двойной» (сейчас известно, что Сильвия – тройной астероид). Признаки двойственности крымские астрономы нашли и у Диотимы, блеск которой менялся с периодом 14.89 часа и 4.56 часа. Крымским астрономам, сообщившим о двойных астероидах, почти никто не поверил, потому что их наблюдения противоречили существующей планетологической парадигме. Астероиды считались строительным мусором на месте несформировавшейся планеты или обломками крупных протоастероидов - планетезималей. Какие у них могут быть спутники? Недоверие исчезло, когда в 1994-м году межпланетная станция «Галилео» неожиданно сфотографировала у неровного астероида Иды округлый спутник Дактиль. Сразу возник вопрос: Как образовались спутники астероидов?

Результаты группы Прокофьевой-Михайловской стали активно обсуждаться в научном сообществе, и было решено подготовить обзор для «Успехов физических наук». В КрАО я слыл специалистом по спутниковым системам, и Валентина Владимировна пригласила меня стать соавтором обзора и написать его теоретическую часть о стабильности, динамике и происхождении спутников астероидов. Это предложение застало меня врасплох, потому что спутники астероидов принципиально отличались от нерегулярных спутников планет-гигантов, которыми я тогда занимался. Тем не менее, для обзора в УФН я сделал все, что было возможно в 1995 году: показал, что орбиты спутников астероидов стабильны (многие астрономы сомневались в этом) и обычно располагаются глубоко внутри сферы Хилла своих главных тел; сделал вывод о быстром образовании астероидных спутников из кольца мелких тел и выдвинул гипотезу о том, что орбиты спутников астероидов могут иметь преимущественно прямое вращение относительно центрального тела.

После выхода обзора, где делался вывод (впоследствии подтвердившийся), что около 10% астероидов должны обладать спутниками, у меня осталось чувство неудовлетворенности, потому что ясного понимания происхождения двойных астероидов не было: принципиальная причина образования сравнительно крупных спутников у мелких астероидов со слабой гравитацией оставалась непонятной. Образование огромной Луны у небольшой Земли представляло аналогичную проблему, но загадочность ситуации предельно обострялась в случае астероидов - из-за слабости их гравитации. Например, представить себе захват астероидом пролетающего тела было практически невозможно – тела пролетали со скоростями в десяток километров в секунду, а орбитальные скорости спутников были в тысячу раз медленнее.

Проблема двойных астероидов и Луны потребовала немало лет для своего решения. Постепенно пришло понимание двух принципиальных пунктов:

  • Только соударение быстрого тела с твердой поверхностью каменистой планеты может порождать облако достаточно медленных обломков, имеющих шанс выйти на орбиту и превратиться в спутник астероида или планеты с твердой корой.

  • Эффективно остановить выброшенные обломки на орбите вокруг астероида можно только соударением с диском (или другим орбитальным телом), обращающимся вокруг астероида.

Формирование Луны должно было проходить аналогичным образом, хотя оба условия упрощаются для случая достаточно массивной Земли.

В 2004 году я опубликовал краткие тезисы с названием «Новая модель образования Луны» в Бюллетене Американского астрономического общества (Gorkavyi, N. "The New Model of the Origin of the Moon", Bulletin of the American Astronomical Society, 2004, Vol. 36, No. 2, http://adsabs.harvard.edu/abs/2004DDA....35.0711G).

Предложенная мультиимпактная модель соединяла самые удачные части обеих ранее выдвинутых моделей – аккреционного формирования Луны из околопланетного диска, и теории мегаимпакта. Как и теория мегаимпакта, модель предполагала поток обломочного вещества от Земли, только возникшего из-за многих ударов, а не из-за одного катастрофического и маловероятного события. Как и в аккреционной схеме, в новой модели Луна образовывалась из околопланетного диска мелких тел, масса которого была достаточно высокой за счет притока вещества с поверхности Земли, а химсостав был близок к составу литосферы Земли, по плотности близкой к 3 г/см3 и обедненной железом.

             Когда мой американский соавтор, лауреат Нобелевской премии, узнал, что я работаю над альтернативной моделью образования Луны, он дружески предостерег меня, написав в личном письме, что в США "мегаимпакт" столь популярен, что выступить против него - значит, испортить себе жизнь и научную карьеру. Это предупреждение означало и то, что пробиться с новой теорией в западные журналы будет невозможно. Поэтому компьютерный расчет, который показывал, что затравочный протоспутниковый диск вокруг Земли не тает под обстрелом астероидов, а благополучно растет с пиком плотности в зоне Роша, то есть примерно на 2-х радиусах планеты, я опубликовал в журнале Крымской обсерватории: (Горькавый Н.Н., Образование Луны и двойных астероидов. Известия КрАО. 2007. т.103. N 2, стр. 143-155. https://jncrao.ru/index.php/izvcrao/article/view/139)

Суть мультиимпактной теории отражена в картинке, опубликованной в популярной статье:

Рисунок 1. Мультиимпактная модель формирования Луны. Два ударника, с размером около тысячи километров, выбивают из земной коры облако более мелких обломков. Один ударник порождает обломки, движение которых совпадает с направлением вращения протоспутникового диска (по часовой стрелке). Такие обломки присоединяются к диску, увеличивая его массу. Другой ударник выбрасывает обломки, которые сталкиваются с частицами диска на встречных курсах. Такие обломки выпадают на планету. Расчеты показывают, что в результате такой бомбардировки, вокруг Земли растет диск на орбитах с радиусом в 1.5-2 радиуса Земли. Из этого диска образуется Луна, которая сначала выгрызает в диске щель, а потому поглощает его целиком, за исключением, возможно, самых внешних областей диска, где могут успеть возникнуть более мелкие спутники.
Рисунок 1. Мультиимпактная модель формирования Луны. Два ударника, с размером около тысячи километров, выбивают из земной коры облако более мелких обломков. Один ударник порождает обломки, движение которых совпадает с направлением вращения протоспутникового диска (по часовой стрелке). Такие обломки присоединяются к диску, увеличивая его массу. Другой ударник выбрасывает обломки, которые сталкиваются с частицами диска на встречных курсах. Такие обломки выпадают на планету. Расчеты показывают, что в результате такой бомбардировки, вокруг Земли растет диск на орбитах с радиусом в 1.5-2 радиуса Земли. Из этого диска образуется Луна, которая сначала выгрызает в диске щель, а потому поглощает его целиком, за исключением, возможно, самых внешних областей диска, где могут успеть возникнуть более мелкие спутники.

Из теории следовало, что спутники астероидов могли постепенно сближаться с главным телом, образуя вот такую гантель:

Рисунок 2. Изображение транснептуна 486958 Arrokoth (главное тело Wenu имеет размеры 21.20 × 19.90 × 9.05 km; меньшее тело Weeyo - 15.75 × 13.85 × 9.75 km [19]). New Horizons, 1 January 2019, https://www.nasa.gov/feature/new-horizons-spacecraft-returns-its-sharpest-views-of-ultima-thule).
Рисунок 2. Изображение транснептуна 486958 Arrokoth (главное тело Wenu имеет размеры 21.20 × 19.90 × 9.05 km; меньшее тело Weeyo - 15.75 × 13.85 × 9.75 km [19]). New Horizons, 1 January 2019, https://www.nasa.gov/feature/new-horizons-spacecraft-returns-its-sharpest-views-of-ultima-thule).

В целом, к 2016 году тема происхождения Луны и двойных астероидов была, с моей точки зрения, достаточно разработана. Она была изложена на русском языке в качестве приложения к книге «Челябинский суперболид», опубликованной на русском в 2016 году, а на английском – в 2019 (https://www.amazon.com/Chelyabinsk-Superbolide-Springer-Praxis-Books/dp/3030229858). Там было отмечено, что модель мегаимпакта для образования Луны связана с актуальным вопросом о происхождении земных океанов: Откуда взялась на Земле вода?

В 2017 году в мировой науке об образовании Луны произошел тектонический сдвиг. По американской теории мегаимпакта израильтянами был нанесен не меньший мегаимпакт. Студентка Ралука Руфу из Израиля вместе со своим профессором Одедом Ааронсоном и соавтором Хагаи Перецом совершили немыслимое святотатство в «храме мегаимпактной Луны»: в первые дни 2017 опубликовали в Nature-Geoscience статью об мульти-импактном образовании Луны (http://www.nature.com/ngeo/journal/vaop/ncurrent/full/ngeo2866.html). Суть статьи: Луну можно сделать не одним большим, а многими более умеренными ударами. В статье рассматривается последовательность из 20 ударов тел в 0.1-0.01 от массы Земли, которые создают 20 лун, а потом они сливаются в одну большую Луну.

Кстати, за несколько лет до работы Руфу с соавторами, я предлагал Биллу Хартманну, автору теории мегаимпакта, которого знаю не одно десятилетие, попробовать «модифицировать» теорию импакта и рассмотреть 2-3 и более ударов, но энтузиазма эта идея у Билла не вызвала.

О мульти-импактной статье в Nature зашумела мировая пресса, включая «Вашингтон пост», «Нью-Йоркер», «Популярная механика» и т.д. Очень существенно, что пресса такого уровня не ограничивается пересказом истории, она вызывает «на ковер» публичности главных действующих лиц и заставляет их высказываться. Так и «Вашингтон Пост» 11 января 2017 года взял интервью у Сары Симмонс, которая активно работает в области осторожных модификаций мегаимпакта. Она сказала “Вся теория мегаимпакта оказалась в кризисе несколько лет назад, и люди стали думать, что может быть она полностью неверна, потому что мы не можем заставить работать ее в важных моментах». Газета описывает попытки ученых разрешить космохимические проблемы: может, Тея была химически идентична Земле? Может, столкновение испарило оба тела – и потом они скондесировались в современные планету и спутник? Но «Каждый такой трюк делал теорию мегаимпакта еще более невероятной». Сара соглашается: «Если вы делаете это слишком часто, то все начинают чувствовать неловкость».

«Нью-Йоркер» призвал к ответу Роберту Кануп, которая больше других возилась с грядкой мегаимпакта и собрала с нее немалый урожай. Она была вынуждена сказать: «Я аплодирую группе [Руфу и др]. Они убедили меня, что может быть это стоит рассмотреть. Внезапно, мульти-импактный  сценарий стал выглядеть одинаково вероятным [с теорией мегаимпакта] – или невероятным – в зависимости от вашей точки зрения».

Это слово «внезапно» чрезвычайно милое! Главное, что снят психологический барьер перед публикацией мультимпактных теорий – и они уже стали появляться. Совершенно понятно, что верить конкретным утверждениям статьи в Nature насчет 20 тел никакого смысла нет: в космосе распределение тел подчиняется обратному кубу от радиуса тел. Значит, на Землю упало кроме нескольких крупных тел еще сотня тел диаметров в тысячу километров и примерно сто тысяч тел с диаметром в 100 километров. Поэтому никакого перерыва в выбросе вещества земной мантии в космос не было и конкретная динамика образования Луны будет весьма отлична от описанной в статье Руфу с соавторами. Но бесспорно, что реалистичная модель будет мульти-импактной.

Можно сравнить результаты моего расчета 2007 года с суперкомпьютерной симуляцией израильской группы 2017 года:

 

Рисунок 3. Плотность протолунного диска в мультиимпактной модели. Вверху: рисунок из статьи Горькавого 2007 года. Максимальная разница между приростом и убылью массы диска приходится на зону Роша (2.5 радиуса планеты). Внизу: график из статьи Руфу, Ааронсона и Переца (2017). Вертикальная линия – предел Роша. Шкалы расстояний на обоих рисунках примерно одинаковы.
Рисунок 3. Плотность протолунного диска в мультиимпактной модели. Вверху: рисунок из статьи Горькавого 2007 года. Максимальная разница между приростом и убылью массы диска приходится на зону Роша (2.5 радиуса планеты). Внизу: график из статьи Руфу, Ааронсона и Переца (2017). Вертикальная линия – предел Роша. Шкалы расстояний на обоих рисунках примерно одинаковы.

Несмотря на разницу в подходах и методе расчетов, главный результат практически одинаков - протолунное кольцо растет внутри полости Роша. Отсюда видно, что не в мощности компьютеров было дело, а в психологии исследователей. Пока не пришла наивная девушка Ралука и не сказала: «А король-то голый!» Мир западных теоретиков – это своеобразная параолимпиада. Чтобы тут выиграть, надо удачно сломать ногу и хромать в такт со всеми.

Лидеры теоретического майнстрима проигрывают редко, даже полностью провалив научную сторону дела. Аспирантку Ралуку взяли на работу в американскую группу мегаимпакта, и сейчас мультимпактная модель перечисляется в их обзорах вместе с другими "модификациями" теории мегаимпакта.

Отмечу, что мультимпактная модель образования Луны и двойных астероидов основана на том, что спутники возникают благодаря веществу, уносимому с главного тела. Это классическая самоорганизация по Пригожину: спутники являются структурами, которые вырастают, питаясь веществом и угловым моментом улетающей с астероидов пыли. Худеющий астероид создает вокруг себя пространство возможностей. Отсюда следует, что сами астероиды должны худеть! Это согласуется с видом астероидной поверхности, на которой практически отсутствует пылевая фракция: 

Рисунок 4. На изображении слева представлена поверхность Луны, покрытая слоем реголита и пыли. На нем запечатлен момент, когда астронавт НАСА Харрисон Шмитт собирал лунные образцы в рамках миссии «Аполлон-17» на посадочной площадке Таурус-Литтроу 11 декабря 1972 года. Авторство фотографии принадлежит Юджину А. Сернану/НАСА. Справа находится изображение каменистой поверхности астероида-спутника Диморфос диаметром 150 метров (поле зрения фотокамеры 31 метр в поперечнике). Это изображение было получено 26 октября 2022 года с космического корабля DART и предоставлено NASA/Johns Hopkins APL.
Рисунок 4. На изображении слева представлена поверхность Луны, покрытая слоем реголита и пыли. На нем запечатлен момент, когда астронавт НАСА Харрисон Шмитт собирал лунные образцы в рамках миссии «Аполлон-17» на посадочной площадке Таурус-Литтроу 11 декабря 1972 года. Авторство фотографии принадлежит Юджину А. Сернану/НАСА. Справа находится изображение каменистой поверхности астероида-спутника Диморфос диаметром 150 метров (поле зрения фотокамеры 31 метр в поперечнике). Это изображение было получено 26 октября 2022 года с космического корабля DART и предоставлено NASA/Johns Hopkins APL.

 В августе этого года от сингапурского журнала по планетологии я получил приглашение и за две недели написал обзор, в котором впервые достаточно детально изложил на английском свою мультиимпактную теорию образования двойных астероидов и Луны. В статью я включил и ряд других вопросов, в частности, формирование спиральных каньонов на полюсах Весты (и борозд на ее экваторе) и обсуждение происхождения воды на Луне. Я считаю, что лунной воды должно быть много, она должна совпадать по изотопному составу с земной и иметь аналогичное происхождение из планетезималей. Как известно, внутри земной мантии количество воды не меньше, чем в мировом океане (https://naked-science.ru/article/geology/obnaruzhili-massu-vody-gluboko-v-zemnoj-mantii), видимо, благодаря кристалогидратам (например, молекула гипса содержит две молекулы воды).

На километровую мощность подземной мерзлоты указывают характерные оползни и регулярное расположение трещин в областях лунных полюсов. С помощью НАСА-софта MOON Trek (https://trek.nasa.gov/moon) я с удовольствием исследовал лунные полярные области, которые разительно отличались от обычных экваториальных областей, например,  сглаженностью очертаний кратеров и рельефом, в котором видны явные признаки самоорганизации и неустойчивостей.

Рисунок 5. (а) На снимке показано возникновение оползня вдоль края кратера, расположенного в районе 87,1° ю.ш. и 95,0° з.д. на поверхности Луны.Примечательно, что видны трещины протяженностью в многие сотни метров, как указано красной стрелкой.Кроме того, белой стрелкой отмечены более мелкие складки размером в десятки метров (см. врезку).На этом рисунке используется версия MOONTrek: 3.4.140 (источник: https://trek.nasa.gov/moon/).(б) На этой части рисунка изображено узорчатое образование на Земле, состоящее из крупных складок, обозначенных красной стрелкой, а также более мелких морщин, показанных белой стрелкой.Такие геоморфологические структуры встречаются в зоне таяния вечной мерзлоты на Земле (данная - имеет координаты 67,4° с.ш. и 134,8° в.д., и получена из Google Maps).
Рисунок 5. (а) На снимке показано возникновение оползня вдоль края кратера, расположенного в районе 87,1° ю.ш. и 95,0° з.д. на поверхности Луны.Примечательно, что видны трещины протяженностью в многие сотни метров, как указано красной стрелкой.Кроме того, белой стрелкой отмечены более мелкие складки размером в десятки метров (см. врезку).На этом рисунке используется версия MOONTrek: 3.4.140 (источник: https://trek.nasa.gov/moon/).(б) На этой части рисунка изображено узорчатое образование на Земле, состоящее из крупных складок, обозначенных красной стрелкой, а также более мелких морщин, показанных белой стрелкой.Такие геоморфологические структуры встречаются в зоне таяния вечной мерзлоты на Земле (данная - имеет координаты 67,4° с.ш. и 134,8° в.д., и получена из Google Maps).
Рисунок 6. (а) Лунный рельеф в районе Северного полюса Луны имеет характерные особенности, характеризующиеся сглаженными формами (левый нижний угол фотографии имеет координаты 85,8° с.ш., 133,5° в.д.).(b) Оползень на краю кратера (86,0° с.ш., 137,9° в.д.).(c) Узорчатая поверхность в районе 85,9° с.ш., 133,9° в.д.(d) Правильные структуры различного масштаба в районе 86,1° с.ш., 125,1° в.д.Желтые стрелки на (b,c,d) указывают на квазирегулярные структуры, часто различной ориентации, характерные для особенностей рельефа зон вечной мерзлоты.Изображения (a)–(d) взяты из NASA/MOONTrek Версия: 3.4.140.
Рисунок 6. (а) Лунный рельеф в районе Северного полюса Луны имеет характерные особенности, характеризующиеся сглаженными формами (левый нижний угол фотографии имеет координаты 85,8° с.ш., 133,5° в.д.).(b) Оползень на краю кратера (86,0° с.ш., 137,9° в.д.).(c) Узорчатая поверхность в районе 85,9° с.ш., 133,9° в.д.(d) Правильные структуры различного масштаба в районе 86,1° с.ш., 125,1° в.д.Желтые стрелки на (b,c,d) указывают на квазирегулярные структуры, часто различной ориентации, характерные для особенностей рельефа зон вечной мерзлоты.Изображения (a)–(d) взяты из NASA/MOONTrek Версия: 3.4.140.

Обзор быстро прошел пару раундов рецензирования и был опубликован в октябрьском номере журнала (и свободно выложен на его сайте). В декабре 2023 года эта статья стала самой популярной в журнале Earth and Planetary Science по количеству просмотров и скачиваний: Gorkavyi, N. «Origin of the Moon and Lunar Water». Earth and Planetary Science, 2023, 2(2), 86–99. https://doi.org/10.36956/eps.v2i2.940

            Эта публикация завершает для меня тему образования Луны, но мультиимпактная концепция образования Луны и двойных астероидов содержит массу малоизученных вопросов – именно поэтому она представляет прекрасную возможность для приложения сил молодых ученых. Образование Луны и лунной воды входит сейчас в ряд наиболее актуальных тем в области космических исследований.

Комментарии (62)


  1. ParaMara
    24.12.2023 23:09
    #26301740

    спутники возникают благодаря веществу, уносимому с главного тела.

    И спутники газовых гигантов тоже?


    1. Gorkavyi Автор
      24.12.2023 23:09
      #26301788

      Нет, спутники газовых гигантов образуются по другой схеме - там в начальный протоспутниковый диск захватываются пролетающие астероиды. Это менее эффективный механизм, поэтому относительная масса спутников планет-гигантов составляет очень небольшую величину - на два порядка меньше, чем у Луны и спутников астероидов. Этот механизм, конечно, работает и для Луны, но захват обломков коры каменной планеты гораздо "прибыльнее". У меня есть серия статей по нерегулярным спутникам планет-гигантов, но только в "Письмах в АЖ" 90-х годов:

      1. Горькавый Н.Н. Формирование спутниковых систем: прямые и обратные спутники Юпитера и Сатурна. Письма в Астрон. Журнал. Декабрь 1993. Т.19, С. 1108-1127.

      2. Горькавый Н.Н., Тайдакова Т.А. Модель формирования спутников Юпитера, Сатурна и Нептуна. Письма в Астрон. Журнал. Декабрь 1995. Т.21, С. 939-945.

      Ну, кое-что я размещал в ЖЖ: https://don-beaver.livejournal.com/219114.html?


      1. ParaMara
        24.12.2023 23:09
        #26301946

        Тогда можно ли считать, что на всех спутниках должны проявляться результаты работы обоих механизмов и их можно выделить, а на спутниках подходящего размера - выделить легче всего? Если механизмов два, то и на спутнике всё должно быть двух видов. На Луне, вроде как по популярной науке, поверхность двух типов и внутри порода двух типов - маскон и не маскон. А кратеры на две группы делятся? Если да - одним подтверждением больше.


        1. Gorkavyi Автор
          24.12.2023 23:09
          #26302004

          Теоретически вы правы, но практически это надо считать на моделях гораздо более детальных, чем те, которые я использовал. Надеюсь, кто-нибуь этим займется.


  1. ogost
    24.12.2023 23:09
    #26301830

    Никогда не слышал о мультиимпактной теории, очень познавательно, спасибо.

    Не менее удивительны откровения о западных теоретиках, мне, как обывателю, очень странно слышать подобное.


    1. Gorkavyi Автор
      24.12.2023 23:09
      #26302006

      Думаю, в этом году выйдет моя научно-мемуарная книга "13 научных приключений", где будет много историй "изнутри науки". Кое-что о современных космологах можно почитать в моей книге "Осциллирующая Вселенная" https://bsa-analytics.prao.ru/links/nik/


    1. bipbop
      24.12.2023 23:09
      #26303828

      Не менее удивительны откровения о западных теоретиках, мне, как обывателю, очень странно слышать подобное.

      Можно подумать, западные теоретики сделаны из какого-то другого вещества. Автор намекнул, что он и его нобелевский соавтор не ставят поиск истины как самоцель, а самоцелью является следование определенным правилам, чтобы было побольше финансирования. Истина в этой игре может быть не так прибыльна как псевдоистина - красивая и устрашающая. Под глобальные страхи можно больше бабла распилить, чем под унылую в своей простоте истину.


      1. Gorkavyi Автор
        24.12.2023 23:09
        #26304114

        "Автор намекнул, что он и его нобелевский соавтор не ставят поиск истины как самоцель, а самоцелью является следование определенным правилам, чтобы было побольше финансирования".

        Престранные вы сделали выводы! Кстати, мой соавтор на свою Нобелевскую премию основал фонд для молодых ученых. Вот такая "погоня за финансированием"...


        1. bipbop
          24.12.2023 23:09
          #26305370

          Престранные вы сделали выводы! Кстати, мой соавтор на свою Нобелевскую премию основал фонд для молодых ученых. Вот такая "погоня за финансированием"...

          Вы же сами писали:

           Когда мой американский соавтор, лауреат Нобелевской премии, узнал, что я работаю над альтернативной моделью образования Луны, он дружески предостерег меня, написав в личном письме, что в США "мегаимпакт" столь популярен, что выступить против него - значит, испортить себе жизнь и научную карьеру.

          "испортить себе жизнь и научную карьеру." - это и есть про финансирование, разве нет? А насчет "на свою Нобелевскую премию основал фонд для молодых ученых" - в контексте того, что вы ему приписывете (неплохо бы быть поосторожнее на будущее) - это вполне может быть похожим на откат.


          1. Gorkavyi Автор
            24.12.2023 23:09
            #26305540

            Я вижу, что вы совсем бип-боп. Комментариев больше не будет.


          1. rombell
            24.12.2023 23:09
            #26310220

            Вы понимаете разницу между финансированием и карьерой? Карьера учёного - это возможность проводить исследования, публиковаться и участвовать в конференциях. Финансирование для нормального учёного - это результат, а не предпосылка. Как и для хорошего программиста высокая зарплата - это результат любви к программированию, а не предпосылка.


  1. ElVibrio
    24.12.2023 23:09
    #26301878

    Можно наивный вопрос?

    А откуда вообще берутся все эти кучи щебня миллиарды лет спустя после БВ?


    1. Exilibris
      24.12.2023 23:09
      #26301912

      Этап эволюции вещества (энергии)


    1. Tiriet
      24.12.2023 23:09
      #26301976

      образовавшийся после БВ чистый водород сливался в звезды первого поколения. Они быстренько выгорали (потому что по ряду причин были очень большими), схлопывались в сверхновые, и в процессе схлопывания в их ядрах синтезировались тяжелые элементы всей таблицы Менделеева, после схлопывания звезда частично превращалсь в какой-нибудь остаток- типа нейтронной звезды или черной дыры, а частично- разлеталась в звездную туманность, и разлетающемся веществе было довольно много насинтезированных тяжелых элементов. Кроме того, в процессе такого коллапса образуется огромный поток нейтронов, которые захватываются легкими ядрами (насинтезированными или ранее, или также в процессе коллапса), и затем через бетараспад эти обогащенные нейтронами ядра превращаются в ядра более тяжелых элементов, снова хапают нейтронов, снова распадаются в еще более тяжелые и т.д. И вот эта вся разлетающаяся тяжелоядерная масса и превращается в "кучи щебня"- газопылевые облака звездных туманностей. А потом уже снова за счет гравитации собирается в планеты, но уже возле других, более новых формирующихся звезд, которые потом снова взрываются, выплевывая в космос еще больше нового и старого щебня. Солнце- звезда уже предположительно третьего поколения, поэтому наш щебень- это должно быть щебень двух марок- старый (от звезд второго поколения) и очень старый (от звезд первого поколения).


      1. Gorkavyi Автор
        24.12.2023 23:09
        #26302012

        Согласен, ответ дан вполне полный.


      1. AlexSpirit
        24.12.2023 23:09
        #26303946

        Поколения звёзд считаются в обратном порядке. Солнце - звезда поколения (населения) 1.


        1. Gorkavyi Автор
          24.12.2023 23:09
          #26304162

          Это верное уточнение. Проблема в том, что эта классификация контринтуитивна, она была сделана не на основе эволюционного трека, а на основе химсостава: Солнце - звезда первого населения имеет больше всего тяжелых хим элементов; звезды с меньшим количеством этих элементов - второе население. А на самом деле, если следовать поколениям по хронологии - то получится все наоборот.


          1. AlexSpirit
            24.12.2023 23:09
            #26304210

            Прочитал ник того, кто мне ответил. Сразу возникло желание встать по стойке смирно. :-)

            P.S. Стоит тогда в контексте упомянуть термин "металличность", который Вы описали, но прямо не упомянули.

            P.P.S. Пользуясь случаем хочу поблагодарить Вас за Вашу работу и творчество.


            1. Gorkavyi Автор
              24.12.2023 23:09
              #26304490

              Ну вот вы и упомянули металличность.

              Спасибо за хорошие слова!


        1. Tiriet
          24.12.2023 23:09
          #26310310

          Там все несколько сложнее. Населения звезд считаются в обратном порядке, а поколения- в прямом, но населений предположительно три, а поколений- два! Первое поколение- это звезды, возникшие сразу после БВ из первичного вещества- то есть, из чистого водорода. Звезды второго поколения- это звезды, возникшие из вещества, уже обогащенного тяжелыми элементами- то есть, после взрывов звез первого поколения. А населения- это вообще классификация не самих даже звезд, а галактик, галактики первого населения- это похожие на нас, богатые тяжелыми элементами, второго населения- это те, которые подальше (и обнаружены попозже), родились пораньше, и тяжелых элементов в них поменьше. Предполагаемое третье население- это должно быть самые древние галактики из звезд первого поколения, сформировавшиеся первыми после БВ и совсем бедные тяжелыми элементами.

          В общем- населения- это населения, поколения- это поколения. Считаются по разному и смысл- совершенно разный. не путайте их.


  1. ElVibrio
    24.12.2023 23:09
    #26302042

    С эволюцией ядерного синтеза понятно, но лёгкие элементы взрывной волной и лучевым давлением должно уносить дальше, тяжёлые менее далеко, тогда где сверхтяжелые остатки коллапсаров?


    1. Tiriet
      24.12.2023 23:09
      #26310322

      в ударной волне в газах действительно есть некоторая стратификация легких и тяжелых элементов, но- не такая, чтоб прям сильная, лучевое давление само по себе влияет, но это ж разлетается газ- в нем все диффузионные процессы и вязкие эффекты никуда не делись- разгоните легкую фрацию- она вязко подхватит тяжелую, поэтому прямо такой сильно-сильно заметной стратификации может и не быть, да и не должно быть. Сверхтяжелые остатки- это что? если ядро- то оно или в ЧД или в какой карлик сколлапсировало. А если сверхтяжелые ядра или вообще килограммовые шматки протонно-нейтронной каши- так они неустойчивы и развалились на нормальные менделеевские ядра.


      1. ElVibrio
        24.12.2023 23:09
        #26311262

        Именно так, где эти остатки предшественников Солнца и системы в ближайшем звёздном окружении? Что может происходить в точках уравновешивания взаимодействий между Солнцем и ближайшим звездным окружением?


        1. Javian
          24.12.2023 23:09
          #26311454

          За 4,5 миллиарда лет полета пути остатков и Солнца разошлись очень далеко.


  1. phenik
    24.12.2023 23:09
    #26302048

    Сторонники столкновения с Тейей выдвинули еще один аргумент, ее остатки возможно обнаружены внутри Земли.


    1. Gorkavyi Автор
      24.12.2023 23:09
      #26302520

      А почему эти неровности должны быть остатками Теи, а не просто астероидами?


  1. Kodim
    24.12.2023 23:09
    #26302394

    А как и почему Луна, после образования внутри пылевого кольца на расстоянии 2 радиуса от Земли, то есть, 15 тыс.км., удалилась на расстояние в десятки раз больше, на сегодняшнюю орбиту?


    1. Gorkavyi Автор
      24.12.2023 23:09
      #26302522

      Приливы.


    1. vanxant
      24.12.2023 23:09
      #26302756

      Позволю себе дополнить Николая Николаевича:)

      Орбитальная механика часто контр-интуитивна. И приливы на Земле, и удаление Луны от Земли "оплачивается" замедлением вращения Земли вокруг своей оси. Сейчас Луна удаляется от Земли примерно на 38 мм в год. В конечном итоге Земля замедлит вращение, а Луна залезет так высоко, что Земля и Луна окажутся в двойном приливном захвате. Сейчас Луна смотрит на Землю только одной стороной, а тогда и на Земле будет то же самое - Луна "зависнет" над какой-нибудь горой или городом на экваторе. Впрочем, распухшее Солнце может внести свои коррективы раньше.


    1. bipbop
      24.12.2023 23:09
      #26303846

      А как и почему Луна, после образования внутри пылевого кольца на расстоянии 2 радиуса от Земли, то есть, 15 тыс.км., удалилась...

      А зачем вам 2 радиуса от Земли? Она и с одного радиуса может спокойно удалиться без всяких импактов. Все что надо, чтобы Земля не была твердой, вращалась с достаточной скоростью и при этом наращивала скорость вращения за счет дифференциации вещества внутри себя.


      1. Gorkavyi Автор
        24.12.2023 23:09
        #26304082

        Это старая модель центробежного разрыва Земли. Но откуда возьмется такая скорость вращения?


        1. bipbop
          24.12.2023 23:09
          #26307340

          Это старая модель центробежного разрыва Земли. Но откуда возьмется такая скорость вращения?

          Ну так сами же написали, что из-за приливного отодвигания Луны вращение Земли сильно замедлилось. То есть в начальный момент такого отодвигания Земля вращалась быстрее. Достаточно ли быстрее - несложно оценить, но мне оно не надо, есть желающие посчитать?


    1. Gorkavyi Автор
      24.12.2023 23:09
      #26304106

      Вчера спешил, был краток. Приливное отодвигание Луны - старый и хорошо изученный эффект, который наблюдается и до сих пор. Физика такая: если бы Луна вращалась вокруг неподвижной Земли, то приливной горб на Земле смотрел бы не строго на Луну, а немного отставал бы из-за естественного отставания реакции тела на воздействие. В этом случае Луна тормозилась бы из-за притяжения к этому отстающему горбу и приближалась бы к Земле. Но Земля сама вращается в том же направлении, что и Луна, причем гораздо быстрее (день против месяца). Поэтому приливной горб опережает Луну и маячит перед ней, как морковка перед осликом, заставля ее ускоряться и переходить на более высокую орбиту.


      1. ogost
        24.12.2023 23:09
        #26304370

        если бы Луна вращалась вокруг неподвижной Земли, то приливной горб на Земле смотрел бы не строго на Луну, а немного отставал бы из-за естественного отставания реакции тела на воздействие. В этом случае Луна тормозилась бы из-за притяжения к этому отстающему горбу и приближалась бы к Земле

        Я правильно понимаю, что в таком случае Земля раскрутилась бы с неподвижного состояния, а Луна в конце концов упала бы на Землю?

        Пользуясь случаем, насколько помню, у Марса и Венеры почти что отсутствует магнитосфера, но и достаточно крупного спутника по сравнению с самой планетой у них тоже нет. Возможно, приливное действие Луны раскручивает наше магнитное динамо внутри планеты? Возможно, наличие магнитосферы помогло возникновению жизни на Земле? Если это так, и если Луны таких размеров относительно планеты достаточно редки, то возможно нам стоит пересмотреть коэффициент пригодных для жизни планет в уравнении Дрейка в худшую сторону?

        Простите, если пишу бред, из околонаучных книг я осилил лишь кратчайшую историю времени Хокинга


        1. Gorkavyi Автор
          24.12.2023 23:09
          #26304528

          "Я правильно понимаю, что в таком случае Земля раскрутилась бы с неподвижного состояния, а Луна в конце концов упала бы на Землю?"

          Верно.

          "Пользуясь случаем, насколько помню, у Марса и Венеры почти что отсутствует магнитосфера, но и достаточно крупного спутника по сравнению с самой планетой у них тоже нет. Возможно, приливное действие Луны раскручивает наше магнитное динамо внутри планеты? Возможно, наличие магнитосферы помогло возникновению жизни на Земле? Если это так, и если Луны таких размеров относительно планеты достаточно редки, то возможно нам стоит пересмотреть коэффициент пригодных для жизни планет в уравнении Дрейка в худшую сторону?"

          Не специалист в данных вопросах, своего мнения не имею.


  1. Javian
    24.12.2023 23:09
    #26302564

    офф Машинально за логин пользователя глаз зацепился. Задумался. Вспомнил книгу "Путешествие по Симеизской Обсерватории".


    1. Gorkavyi Автор
      24.12.2023 23:09
      #26304074

      А где вы сумели ее купить? Я сам еще в руках не держал.


      1. Javian
        24.12.2023 23:09
        #26306452

        На ozon сейчас 432 рубля. У меня есть интерес к истории объекта, возникшего у нынешнего шоссе под названием "Крымская экспедиция ФИАН".

        Особо интересует место, где стояла эта антенна:

        И вторая из двух одинаковых:


        В разговоре С.Н.Малышев упомянул Горькавого и его книгу об обсерватории. На его сайте приведена страница из которой у меня возникли сомнения в целесообразности покупки - создалось впечатление, что ничего в этой книге я не найду.


        1. Gorkavyi Автор
          24.12.2023 23:09
          #26308140

          В моей книжке речь шла вот об этой антенне (см. ниже), которая расположена от Симеизской обсерватории в нескольких сотнях метров и хорошо видна с трассы, если ехать из Ялты в Севастополь - когда проезжаешь Симеиз и дорога начинает изгибаться и забираться на гору Кошка. Никакого отношения эта антенна к РТ-22 не имеет. К сожалению, издатель заметно сократил исходный текст книги, и сам вставил (насколько я помню) фото антенны РТ-22 - поэтому может создаться впечатление, что речь идет о ней.


          1. Gorkavyi Автор
            24.12.2023 23:09
            #26308148

            Фото антенны с сайта

            https://jalita.com/big_yalta/simeiz/simeiz_moon3.shtml


          1. Javian
            24.12.2023 23:09
            #26308972

            Если у него не было авторской фото, то он не мог как jalta стащить эту фото с Panoramio. У этого сайта особое отношение к авторским правам на фото - полное игнорирование.


            1. Gorkavyi Автор
              24.12.2023 23:09
              #26309262

              Я помню, что это меня тоже обеспокоило (появление не моего фото в книжке), отчего я и послал ему свою версию.


        1. Gorkavyi Автор
          24.12.2023 23:09
          #26308156

          Странно: вы привели фото антенны РТ-22, которое сделал я, а в макете книги, который есть у меня, эта страница выглядит так - и это фото не мое, а взятое откудато издателем:


          1. Gorkavyi Автор
            24.12.2023 23:09
            #26308202

            Пытаюсь припомнить - возможно, получив этот макет и увидев "чужое" фото, я не стал серьезно вмешиваться в макет, но послал свою фотографию РТ-22. А какое фото у вас в бумажной книге?


            1. Javian
              24.12.2023 23:09
              #26310824

              На бумажную версию я не заинтересовался т.к. по описанию книга только по обсерватории, её сотрудникам и инструментам. А всё что было по территории с железной антенной нашлось на одном скриншоте страницы.


  1. flx0
    24.12.2023 23:09
    #26303404

    Поставил статье минус и объясню почему. Слишком много самопиара и обвинений в адрес мейнстримной науки. "Я,Я,Я". Рассказы про то что вы что-то там смоделировали и всех уделали занимают больше места чем описание самой модели. Как будто читаю какого-то научного фрика. Можно отдельно статью про модель (с математикой), и без эго?


    1. leshabirukov
      24.12.2023 23:09
      #26303986

      Массивному телу, очистившему свою орбиту от пыли, можно.

      С одной стороны, это не научная публикация, а рассказывать историю где был участником в третьем лице... зачем. С другой стороны, ну да, фрики бывают. И сюда приходят. И улетают в минуса.


    1. Gorkavyi Автор
      24.12.2023 23:09
      #26304070

      Эта статья - сильно сокращенный текст одной главы из моих научных мемуаров. Это такой распространенный жанр - "мое участие в чем-то". Он может вам не нравится, но такой жанр есть, и статья в таком стиле не запрещена правилами Хабра. Без "я" в таком случае ну никак не обойтись. Конкретная цель статьи - изложить новую (для кого-то) концепцию и дать ссылку на свежую обзорную статью на эту тему. Математику очень люблю, но привести здесь не могу, потому что ее практически нет - основополагающая статья в Известиях КраАО 2007 основана на численном расчете, причем в рамках двух тел. Там вся математика - это общеизвестный закон Кеплера, который не приводится в статьях (как и таблица умножения). А сама численная модель просто задает разные полуоси и эксцентриситеты, перебирает все возможные отношения масс и т.д. Если вы возьмете статьи по мегаимпакту - то тоже не найдете там математики, потому что это тоже сугубо численные расчеты.


      1. flx0
        24.12.2023 23:09
        #26304632

        причем в рамках двух тел. Там вся математика - это общеизвестный закон Кеплера

        Не понял, как по закону Кеплера кольцо может слипнуться в Луну? Когда у нас вокруг летают массы, сравнимые с Земной, то решение задачи двух тел даст что угодно, только не корректное описание этого процесса.
        Симуляции мегаимпакта таки посерьезнее. Вот тут бахнули кучу частиц на суперкомпьютере, и получили Луну: https://www.nasa.gov/solar-system/collision-may-have-formed-the-moon-in-mere-hours-simulations-reveal/


        1. Gorkavyi Автор
          24.12.2023 23:09
          #26304706

          Советую все-таки заглянуть в Известия КрАО 2007 (ссылка приводена выше), где все изложено аккуратно. Рассматривается задача устойчивости маломассивного диска вокруг Земли, который обстреливается маломассивными обломками, стартующими с поверхности Земли. Обломки движутся по кеплеровской траектории, потому что кроме Земли вокруг нет никаких массивных тел. Потом "кеплеровские" обломки взаимодействуют с частицами, которые движутся по круговым орбитам - то есть тоже кеплеровскими. При столкновении тел получается облако частиц, центр тяжести которого тоже движется по кеплеровской орбите. Потом рассматривается - где располагаются полуоси этих облаков и делается вывод, где диск будет диссипировать, а где расти. А где растет - там и будет в будущем Луна. Суперкомпьютерные симуляции и реальная жизнь - это две большие разницы. Умение получить научно значимый результат простыми средствами - это умение номер один для теоретиков.


  1. ishutov_k
    24.12.2023 23:09
    #26304108

    Читаю такие публикации и радуюсь. С другой стороны грустно, несколько зазря потерянных лет в школе и институте за изучением теорий, которые так и не подтвердились


  1. CorruptotronicPervulator
    24.12.2023 23:09
    #26306858

    Вопрос возник: насколько быстро кольцо после многоимпактного события слипнется в Луну? И насколько быстро дифференцируется вещество в слипаюшейся из кольца Луне так, чтобы это совпадало с нынешними представлениями о строении Луны?

    В теории мегаимпакта есть существенная вещь — горячее выброшенное на орбиту Земли вещество довольно быстро слиплось в нынешнюю Луну и на самых ранних этапах образовало дифференцированную внутреннюю структуру. Могло ли это сделать холодное вещество из кольца?


    1. Javian
      24.12.2023 23:09
      #26307866

      Горячее вещество в космосе практически сразу станет холодным.


      1. alche
        24.12.2023 23:09
        #26308758

        "практически сразу" - это как быстро? Секунды, минуты, часы?


        1. Gorkavyi Автор
          24.12.2023 23:09
          #26309832

          Зависит от размера: пылинки остынут за секунды, булыжники - за часы, а такой объект, как Луна или Земля, будет остывать до сих пор.


          1. alche
            24.12.2023 23:09
            #26310986

            Это с учетом того, что эти объекты часть времени будет нагревать Солнце?


            1. Javian
              24.12.2023 23:09
              #26311068

              Спутники же не нагреваются до раскаленного металла.


            1. Gorkavyi Автор
              24.12.2023 23:09
              #26312466

              Речь же идет о температурах плавления камня, влияющих на дифференциацию. Температуры солнечного нагрева во много раз меньше, так что несущественны.


              1. alche
                24.12.2023 23:09
                #26312500

                Вопрос про скорость остывания, а не про температуру. Я просто хотел уточнить: в вашем ответе "пылинки остынут за секунды, булыжники - за часы" нагрев Солнцем учтен? Полтора киловатта на квадратный метр поверхности за пределами атмосферы - приличная величина, мне кажется.


    1. Gorkavyi Автор
      24.12.2023 23:09
      #26308182

      Скорость слипания твердого вещества диска в спутник слабо зависит от его температуры (если это не газ, конечно), а зависит от двух параметров: времени оборота и оптической толщи (ну, или поверхностной плотности). В любой модели с диском вокруг Земли он быстро слипается в спутник - с характерным временем соударения частиц ~оптическая толща* угловая скорость вращения. Навскидку, думаю, что за сотню лет он вполне соберется. Есть тонкий момент - в полости Роша приливные силы создают некое препятствие для слипания частиц, но эта проблема преодолевается сразу за границей в 2.5 радиуса Земли, или с учетом конечной прочности объединяющихся тел (потому что полость Роша определяется для капель самогравитирующей жидкости), но это надо считать более детально.

      Насчет дифференциации: при слиянии тел в Луну они разогреваются из-за перехода кинетической энергии в тепловую. Насколько этой энергии хватит для дифференциации - надо считать, но полагаю, что хватит. Может, это кто и считал, но сейчас не вспомню.


  1. Caraul
    24.12.2023 23:09
    #26307436

    События развиваются прямо по Куну.


    1. Gorkavyi Автор
      24.12.2023 23:09
      #26308186

      Томас был мудр.