|
К концу XVI в., благодаря трудам Коперника, большинство астрономов придерживались гелиоцентрической системы мира. После открытия Иоганном Кеплером (1571-1630) законов движения планет были примерно определены и расстояния планет от Солнца (в радиусах орбиты Земли, т.е. в астрономических единицах). При этом уже сам Кеплер в знаменитой книге "Космографическая тайна" (1596 г.) обратил внимание на слишком уж большой промежуток, существующий между орбитами Марса и Юпитера.
Немецкий астроном, математик и физик Иоганн Даниель Тициус фон Виттенберг (1729-1796) предложил эмпирическую закономерность, приблизительно описывающую расстояния (средние радиусы орбит) между планетами Солнечной системы и Солнцем:
r = 0,4 + 0,3×2n
если n последовательно принимает значения – ∞; 0; 1; 2; 3; 4; 5,
то значение r совпадает с расстоянием в астрономических единицах до Солнца всех известных в то время планет – от Меркурия до Сатурна – с той точностью, с которой эти расстояния были тогда (т.е. в XVIII в.) определены, имелся лишь пропуск на месте планеты, соответствующей n = 3.
|
 |
| Планета | n | Радиус орбиты (а. е.) |
| по правилу | фактически |
| Меркурий |
– ∞ |
0,4 |
0,39 |
| Венера |
0 |
0,7 |
0,72 |
| Земля |
1 |
1,0 |
1,00 |
| Марс |
2 |
1,6 |
1,52 |
|
?
|
3 |
2,8 |
2,2—3,6 |
| Юпитер |
4 |
5,2 |
5,20 |
| Сатурн |
5 |
10,0 |
9,54 |
| Уран |
6 |
19,6 |
19,22 |
|
 |
Изложено это правило было впервые в 1766 г. в сделанном Тициусом переводе на немецкий язык книги "Contemplation de la nature" ("Созерцание природы") французского философа Шарля Боне, сторонника древней идеи всеобщей связанности явлений и вещей. Он, в частности, составил универсальную «лестницу существ», охватывавшую всю природу – от камня, через растения, животных, человека и до... ангелов!
 25-летний немецкий астроном Иоганн Элерт Боде (1747-1826), ставший впоследствии широко известным учёным, ознакомился с этой книгой только через несколько лет после её опубликования, но прочитав её, пришел в такое восхищение от этой замечательной правильности в расстояниях планет, что стал усиленно пропагандировать правило Тициуса, вследствие чего постепенно оно стало называться «правилом Тициуса-Боде».
Когда в 1781 г. В.Гершель открыл Уран, то оказалось, что его орбита соответствует месту, предсказанному для него правилом Тициуса-Боде (n = 6); это придало правилу ещё бóльший авторитет и убедило многих астрономов в целесообразности поисков пятой планеты, чья орбита расположена между орбитами Марса и Юпитера.
Правило Тициуса-Боде – это не закон, подобный, например, законам Кеплера или Ньютона, а именно правило, которое было получено из анализа имеющихся данных о расстояниях планет от Солнца. Просто удивительное соотношение, мимо которого проходили долгое время. Никакого теоретического обоснования правило Тициуса – Боде не имеет по сегодняшний день (2006 г.). Наиболее вероятное объяснение, кроме предположения о простом совпадении, заключается в следующем:
на стадии формирования Солнечной системы, в результате гравитационных возмущений, вызванных протопланетами, формировалась регулярная структура из чередующихся областей, в которых могли или не могли существовать стабильные орбиты.
И.Боде предпринял и практические шаги для поиска этой пятой планеты, соответствующей n = 3. Ему удалось составить неформальное сообщество из двадцати четырёх астрономов, каждому из которых надлежало исследовать один час зодиака для отыскания неизвестной планеты. Одним из них был итальянский астроном Джузеппе Пиацци (1746-1826).
В Палермо, на о. Сицилия итальянский астроном, директор обсерватории Джузеппе Пиацци уже много лет вёл наблюдения положений звёзд для составления звёздного каталога. Работа близилась к концу. В первый вечер XIX в., 1 января 1801 г., Пиацци обнаружил в созвездии Близнецов слабую звёздочку, с блеском около 7m, которой почему-то не оказалось ни в его собственном каталоге, ни в каталоге Христиана Майера, имевшегося в распоряжении Пиацци. На следующий вечер оказалось, что звёздочка имеет не те координаты, что накануне: она сместилась на 4' по прямому восхождению и на 3',5 по склонению. На третью ночь выяснилось, что ошибки нет, и что звёздочка медленно перемещается по небу. Шесть недель следил Пиацци за странной звездой. Ни диска, которым должна была обладать планета, ни туманного вида, характерного для комет! Почти две недели движение объекта было попятным (смещался среди звёзд к западу), 12 января словно застыл на месте, а затем сменил движение на прямое (к востоку). Такое поведение характерно для планет. За шесть недель объект сместился в общей сложности на 4º, но вид его остался неизменным. Объект казался Пиацци всё более интересным. Но наблюдения прервала болезнь. Поправившись, Пиацци уже не смог найти его. Непрерывно перемещаясь, объект затерялся среди слабых звёзд... |
 |
 |
| Так выглядел Гаусс в 24 года. При наведении указателя мыши на изображение Вы увидите его в зените славы. |
В это время 23-летний, ещё никому не известный, Карл Фридрих Гаусс увлёкся созданием методов обработки астрономических наблюдений. Он решил попытаться определить эллиптическую орбиту новой планеты по имеющимся данным. Для этого ему пришлось разработать новый метод, который прославил Гаусса и известен теперь в небесной механике как метод определения эллиптической орбиты по трём наблюдениям. Объединив результаты всех наблюдений с помощью созданного им же несколько раньше метода наименьших квадратов, Гаусс определил, что орбита объекта лежит между орбитами Марса и Юпитера и что большая полуось её (2,8 а. е.) точно совпадает со значением, предсказанным законом Тициуса-Боде. Сомнений не осталось: это была искомая планета. Теперь по известной орбите Гаусс вычислил дальнейший путь объекта по небу. Его расчёты увенчались полным успехом и ровно через год после первого обнаружения планета вновь была обнаружена. Независимо друг от друга это сделали австрийский астроном барон Франц Ксавер фон Цах (1754-1832) и немецкий астроном Генрих Вильгельм Ольберс (1758-1840).
Новой планете нужно было дать название. Пиацци предложил название Церера Фердинанда, посвящая планету своему королю. Но не обошлось без споров. Наполеон считал, что планету нужно назвать Юноной. Лаланд, бывший, кстати, учителем Пиацци, предложил назвать её именем своего достойного ученика. Сохранилось название Церера.
Новая планета заняла, как будто, равноправное положение среди остальных, к радости астрономов, заполнив брешь между Марсом и Юпитером. И всё же было ясно, что Церера обманула надежды астрономов. Тех, кто надеялся найти между Юпитером и Марсом большую планету, постигло разочарование. Церера, как и остальные планеты, была холодной и светила отражённым солнечным светом. Но как же слаб был этот свет! Венера и Юпитер светили в сотни раз ярче. Она была слабее более далёкого Урана, а её диск не удавалось рассмотреть в лучшие телескопы того времени – рефлекторы Вильяма Гершеля. Это означало одно: Церера очень невелика по размерам. Между Марсом и Юпитером двигалась планета-крошка.
 В Берлине Генрих Вильгельм Ольберс, немецкий врач и астроном, член Парижской Академии наук, член Лондонского королевского общества и руководитель Берлинской обсерватории, внимательно следил за движением Цереры. 28 марта 1802 г. он неожиданно неподалеку от неё обнаружил ещё одну, но более слабую планетку (около 9m). Ольберс дал ей название Паллада, в честь Афины Паллады. Мало того, что Паллада двигалась тоже на расстоянии 2,8 а. е. от Солнца, уже занятом Церерой, её орбита к тому же сильно отклонялась от плоскости эклиптики (на 35º). Почему же было две планеты-крошки, вместо одной большой, на расстоянии, предсказанном законом Тициуса – Боде?
Место поисков новых астероидов было локализовано. Третья планета между Марсом и Юпитером (около 8m) была открыта в созвездии Кита. Её обнаружил К. Гардинг в Лилиентале 1 сентября 1804 г. Её посвятили, наконец, Юноне, снова римской богине. Далее 29 марта 1807 г. Ольберс открыл четвёртую планету (около 6m), названную Вестой в честь римской богини домашнего очага и огня. Веста – единственный астероид, который иногда можно видеть невооружённым глазом.
Несмотря на малые размеры, Церера, Паллада, Юнона и Веста стали включаться в общий список планет, хотя потребность как-то выделить их ощущалась с самого начала. Пиацци предложил именовать новые члены Солнечной системы планетоидами (т.е. планетоподобными), а Гершель – астероидами (звёздоподобными) – за отсутствие у них видимого диска. Их называли и телескопическими планетами, так как они не были видны невооружённым глазом. В настоящее время используют термин "астероид", но наряду с ним существует и другой – "малая планета".
Источник: schools.keldysh.ru.
Рейтинг публикации:
|
