Спутниковые системы планет-гигантов Юпитера, Сатурна и Урана очень похожи на нашу планетную систему в целом. Спутники этих планет за исключением очень отдаленных «внешних» спутников обращаются по круговым орбитам в плоскости и направлении осевого вращения соответствующей планеты. Причем в спутниковых системах также наблюдается резонансы. Не говорит ли такое тесное сходство планетной/ спутниковых систем о едином механизме их формирования? Попробуем расшифровать этот механизм, анализируя взаимосвязи планетных и спутниковых орбит.
` Галилеевы спутники Юпитера Ио, Европа и Ганимед находятся в состоянии точного резонанса 1:2:4. Объяснение такой точности резонанса было дано Лапласом. Гравитация спутников порождает на Юпитере приливные волны, подобные морским приливам, вызываемым Луной. Воздействуя в свою очередь на спутники, эти волны заставляют их постепенно подстраиваться в резонанс. Но приливное взаимодействие существенно, если спутники были близки к состоянию резонанса изначально. А почему планеты и спутники образовались на почти резонансных орбитах, теория приливов не объясняет.
В планетной системе приливные взаимодействия слишком слабы, однако Нептун и Плутон находятся в состоянии точного резонанса, вследствие чего они не могут сближаться ближе 18 млн. километров. Нептун – «правильная» планета с почти круговой орбитой. У орбиты Плутона наибольшие эксцентриситет (степень вытянутости) и наклон (к плоскостям других планетных орбит). Если совместить орбитальные плоскости Нептуна и Плутона, то их орбиты немного пересекутся. В перигелии – ближайшей к Солнцу точке орбиты Плутон подходит к Солнцу немного ближе Нептуна.
Хотя современные орбиты Нептуна и Плутона не пересекаются (т.к. лежат в разных плоскостях), в прошлом пересечение могло иметь место. Плутон мог бы захватится в резонанс «случайно» при одном из тесных сближений с Нептуном. Однако, на рубеже нового тысячелетия было открыто несколько десятков небесных тел, находящихся в резонансе 3/2 Нептуна. По сути, Плутон – не планета, а наиболее крупный астероид этого семейства, получившего название семейство Плутино. Плутины принадлежат астероидному поясу Койпера (американский астроном Койпер предсказал существование астероидного пояса за орбитой Нептуна).
В поясе Койпера имеется еще одно семейство астероидов, орбиты которых близки к круговым и располагаются на расстоянии 45-50 астрономических единиц от Солнца. Орбиты Плутинов занимают промежуточное положение между орбитой Нептуна и орбитами астероидов «кругового» семейства. В перигелии они касаются орбиты Нептуна, а в афелии (наиболее удаленной от Солнца точке) – орбит астероидов кругового семейства.
Случайно ли Плутины занимают такое промежуточное положение, или оно является закономерным следствием процесса формирования, происходящего в следующей последовательности: Нептун формируется первым и создает фракцию резонансных частиц типа 3/2 Нептуна. Под воздействием этой фракции промежуточных частиц на расстоянии 45-50 астрономических единиц от Солнца создается пылевое кольцо. В этом кольце формируются астероиды кругового семейства, а из промежуточных резонансных частиц конденсируются Плутины.
Абсурдная идея. Орбиты промежуточных частиц должны округляться при столкновениях. Да и каким образом резонансные частицы могли способствовать образованию пылевого кольца? Однако, иногда нелепые идеи оказываются правильными. Не будем рубить гипотезу на корню. Посмотрим, какие выводы из нее следуют.
Если бы пылевое кольцо, образовавшееся в афелии резонансной фракции 3/2 Нептуна, оказалось плотнее, из него вместо семейства астероидов могла образоваться «правильная» планета с круговой орбитой. Значит, по гипотезе, планеты формируются последовательно. Сформировавшаяся планета посредством порождаемых ею резонансных частиц создает предпосылки для формирования следующих планет. Однако, прежде чем пытаться дать этой сомнительной гипотезе теоретическое обоснование, посмотрим, говорит ли статистика в ее пользу. Если гипотеза верна, то как в планетной, так и в спутниковых системах должны существовать «промежуточные» резонансы между орбитами планет и спутников.