Проблемы современной космогонии

Ранние этапы развития. В книге «Вселенная, жизнь, разум» И.С. Шкловский писал: «Обнаружение «реликтового» излучения наряду с открытием Хабблом «разбегания» галактик, является величайшим достижением наблюдательной космологии... Теперь можно считать полностью доказанным основное положение, что Вселенная эволюционирует, и к тому же довольно сильно»...

В 1977 г. Элвин Вайнберг (ОДА) в книге «Первые три минуты» отметил: «Теория образования галактик является одной из открытых проблем астрофизики, кажущейся сегодня еще очень далекой от разрешения». На этом, как говорится, можно бы поставить точку и... подождать до того счастливого времени, когда все прояснится. Но хотя бы в нескольких словах перечислим важнейшие идеи, выдвигаемые в связи с этой проблемой.

Первая из них — идея о гравитационной неустойчивости бесконечно протяженной однородной среды. Она была высказана еще Ньютоном в его письме ректору Тринити Колледжа в Кембридже Ричарду Бантли 10 декабря 1692 г.: «Мне кажется, что если бы вещество нашего Солнца и планет и вообще все вещество Вселенной было бы равномерно распределено по всему небесному пространству, а каждая частица испытывала бы врожденное тяготение ко всем остальным, и... если бы это вещество было равномерно распределено по бесконечному пространству, оно никогда не слилось бы в единую массу; какая-то его часть сгущалась бы в одну массу, а другая — в другую, так что возникло бы бесконечное число больших масс, разбросанных по всему такому бесконечному пространству на большие расстояния друг от друга».

Математическое обоснование сказанному дал в 1902 г. Дж. Джинс: если через одномерную среду, имеющую плотность ρ и температуру T (скорость звука a), проходит возмущение (звуковая волна), то если длина волны λ > λ_J = √((πa²)/(Gρ)), где G — постоянная тяготения, силы давления не в состоянии возвратить частицы среды в первоначальное состояние. Образовавшееся сгущение действует как зародыш конденсации, которая и притягивает к себе окружающее ее вещество. В случае трехмерной среды в результате такого распада образуются сгущения с первоначальным объемом λ_J³ и массой M ≈ λ_J³ρ. В дальнейшем под действием силы тяжести происходит сжатие каждого сгустка. Если этот процесс сопровождается интенсивным высвечиванием и охлаждением, то сгусток распадается на конденсации с меньшими массами и т. д.

Вторая идея, привлекающаяся к решению проблемы происхождения галактик, — роль турбулентности в «изначальной» первичной материи. Здесь следует упомянуть о работах 1947—1951 гг. К. Вейцзекера, в которых этот ученый развивав следующую схему развития галактик: от неправильных (I) к спиральным (S) и, наконец, — к эллиптическим. При этом Вейцзекер показал, что продолжительность развития галактики пропорциональна ее массе. Но тогда в наше время эллиптические галактики должны быть самыми маленькими, тогда как неправильные — наиболее массивными. Между тем эти последние меньше спиральных...

Важные результаты были получены советскими учеными Л.Э. Гуревичем и А.И. Лебединским в 1954 г. и Т.А. Агекяном в 1958 г. Первые пришли к выводу, что галактики образовались неодновременно, что на заключительной стадии сжатия вещества при его малом уплощении формирование спиралей невозможно. С образованием же звезд в галактике начинается перераспределение момента количества движения, который выносится небольшими массами наружу. Была отмечена важная роль гравитационного взаимодействия звезд и звездных скоплений, что приводит к постепенному росту отклонения их движений от круговых и к «раскачке» их в направлении, перпендикулярном плоскости галактики. Так, в итоге образуется эллиптическая галактика. Но в сильно уплощенных системах энергетически более выгодно образование спиральных ветвей. Далее Т.А. Агекян, изучая эволюцию вращающихся систем взаимно притягивающихся тел, учел возможность их «испарения» (диссипации). Как оказалось, эллиптические галактики могут развиваться лишь в направлении E7—E0, тогда как спиральные — в направлении все большего уплощения. Превращение спиральных галактик в эллиптические и наоборот невозможно.

Для решения загадки структуры спиральной галактики С. Чандрасекар и итальянский физик Энрико Ферми (1901—1954) в 1953 г. «привлекли» магнитное поле. Как оказалось, магнитного поля напряженностью H ≈ 4·10⁻⁶ Э при плотности газа 2·10⁻²⁴ г/см³ вполне достаточно для обеспечения устойчивости рукавов спиралей. Но откуда взяться самому полю? И вот в 1964 г. Н.С. Кардагиев (СССР) обосновал высказанное несколько ранее предположение Ф. Хойла о том, что слабое (до 10⁻¹¹ Э) магнитное поле существовало уже в веществе, из которого формируются галактики. В процессе вращения галактики происходит закручивание магнитных силовых линий и, как его результат, усиление поля.

Возник, однако, вопрос: как спиральные ветви сохраняют свою устойчивость? Ведь в процессе вращения галактик происходит их закручивание, и, следовательно, имело бы место «размазывание» картины. В 1961 г. в поисках ответа на этот вопрос Б. Линдблад предположил, что спирали — не постоянные сгущения звезд и газа, а волновые образования. Такая «сгущенность объектов» возникает, например, у реки, через которую переходит группа идущих гуськом туристов: их число здесь больше, чем на удаленной от реки тропинке, но это в каждый момент времени другие люди! В 1964 г. американские астрофизики К. Лин и Ф. Шу обосновали это предположение математически. В СССР в этом направлении важные результаты получены С.Б. Пикельнером, Л.С. Марочником и А.А. Сучковым. Механизм возбуждения этих волн плотности, однако, пока остается неизвестным.

Здесь пока еще не было отмечено, что упомянутое выше формирование галактик происходит на фоне общего (космологического) расширения Вселенной. Между тем в 1946 г. советский физик Е.М. Лифшиц (1915—1986) установил, что флуктуации плотности, о которых говорил Джинс, в расширяющейся Вселенной обязательно будут затухать. К тому же и реликтовое излучение препятствовало конденсации вещества. По-видимому, важную роль в этом играют нейтрино, если только их масса отлична от нуля. В СССР были разработаны два сценария образования галактик — теория адиабатических возмущений, ко-торую развивает Я.Б. Зельдович и его школа, и теория «фотонных вихрей» (Л.М. Озерной, А.Д. Чернин). Отдавая должное полученным ими результатам, повторим, однако, что до решения этой проблемы пока еще далеко...

Страницы из жизни звезд. Открытие Э. Герцшпрунгом того факта, что звезды на диаграмме спектр — светимость располагаются двумя расходящимися ветвями, казалось, проливало определенный свет на вопрос о путях эволюции звезд, который уже был поставлен в работах Гельмгольца и Риттера.

Как уже отмечалось, одну из первых схем эволюции звезд предложил в 1887 г. (и еще раз в 1900 г.) Локьер: от красного гиганта к белому гиганту и дальше «вниз» к красному карлику. Примерно так же выглядела и предложенная в 1913 г. схема эволюции звезд Рессела. В дальнейшем он сделал много усилий, чтобы согласовать ее с новыми достижениями астрофизики...

Так, когда стало ясно, что основным источником энергии звезд не может быть гравитационное сжатие, Рессел предположил, что в недрах звезд имеется некая «активная» материя (соответственно «материя гигантов» и «материя карликов»), способная превращаться в излучение. После этого он пришел к таким выводам:

1. Если процесс эволюции происходит без потери массы, то звезда пересекает диаграмму спектр — светимость практически горизонтально справа налево. При этом густо населенные области диаграммы соответствуют наиболее устойчивым и длительно существующим состояниям звезд.

2. Если эволюция звезды сопровождается потерей массы, то на диаграмме спектр — светимость звезда описывает зигзагообразную траекторию: сначала она из области гигантов перемещается влево до главной последовательности, далее — вдоль нее вправо вниз, после чего происходит резкий поворот влево в область белых карликов.

В середине 20-х годов Бенгт Стремгрен проследил, как будет изменяться положение звезды на диаграмме спектр — светимость в зависимости от содержания в ее недрах водорода. Стремгрен предположил, что энергия в звездах выделяется за счет реакций превращения водорода, хотя механизм этого процесса ему не был еще известен. Как оказалось, по мере исчерпания водорода звезды передвигались от главной последовательности «вправо вверх» к ветви гигантов.

В 1937 г. американский астроном Джерард Петер Койпер (1905—1973) сопоставил эффективные температуры и абсолютные звездные величины звезд из 14 рассеянных скоплений (рис. 68). Оказалось, что каждое скопление образует на диаграмме свою последовательность, а в целом они неплохо согласовались со стремгреновскими линиями постоянного содержания водорода. Отсюда следовало, что звезды скоплений 13 и 14 содержат его меньше всех остальных. Так был сделан вывод, что массивные и яркие звезды в процессе своей эволюции передвигаются почти горизонтально от «начальной» главной последовательности вправо в область красных гигантов. Два года спустя этот вывод был подтвержден Г. Гамовым.

Рис. 68. Диаграмма Герцшпрунга — Рессела для нескольких скоплений по Дж. Койперу (1937 г.)

В 1942 г. С. Чандрасекар и М. Шенберг (США) установили, что звезда находится на главной последовательности до тех пор, пока в ее недрах примерно 10% водорода не превратится в гелий (иначе говоря, пока не образуется «безводородное» ядро, масса которого равна примерно, 0,1 массы звезды). Это так называемый предел Шенберга — Чандрасекара. Как только звезда достигнет его, она сходит с главной последовательности и начинает быстро передвигаться в область гигантов. Другими словами, главная последовательность — это совокупность звезд различных масс, в недрах которых происходит превращение водорода в гелий.

Большая серия расчетов эволюции звезд различных масс была выполнена в СССР под руководством А.Г. Масевич. Такие расчеты продолжаются в Астрономическом Совете АН СССР и сегодня.

Отметим, что в 50-е годы обычно предполагалось, что в процессе сжатия из фрагмента газопылевого облака звезда (на этой стадии она еще является протозвездой) находится в состоянии лучистого равновесия. Ее эволюционная кривая в этом случае начиналась в дальнем правом нижнем углу диаграммы спектр — светимость, протозвезда медленно и непрерывно поднималась вверх вплоть до главной последовательности. И лишь в 1961 г. Ч. Хаяши (Япония) показал, что на самом деле в сжимающейся протозвезде энергия переносится не лучеиспусканием, а конвекцией. Перед выходом звезды на главную последовательность она, сжимаясь в режиме свободного падения, испытывает вспышку (для звезды с массой порядка солнечной светимость достигает значения 1000 L_☉), после чего, полностью перемешиваясь, опускается вниз к главной последовательности за время, соответствующее контракционной шкале Гельмгольца.

Трудно даже оценить объем работ, выполненных с целью выяснения поздних этапов эволюции звезд. Если говорить о звездах относительно малых масс (M ≤ 1,5 M_☉), то здесь, как будто все «достаточно просто». Еще в 1956 г. И.С. Шкловский высказал предположение, что когда после выгорания в недрах такой звезды водорода она становится красным гигантом, происходит плавное отделение ее оболочки, которая и становится планетарной туманностью. Сама же звезда довольно быстро сжимается, превращаясь в белый карлик. Звезды с массами 1,5 M_☉ ≤ M ≤ 8 M_☉ (верхний предел условный: он предполагает потерю большей части массы звезды в процессе эволюции) после выгорания водорода передвигаются на диаграмме спектр — светимость несколько раз «вправо» и «влево» по мере того как в их недрах, где в результате непрерывного сжатия температура все увеличивается, последовательно выгорают гелий, углерод и другие «относительно легкие» элементы. Решающим фактором при этом оказывается утечка энергии из недр звезды, уносимой потоками нейтрино и антинейтрино. Впервые на это обратили внимание в 1941 г. Г. Гамов и М. Шенберг. В итоге сжатие звезды переходит в коллапс, т. е. приобретает катастрофическую форму, в ядре происходит «нейтронизация» вещества и образование нейтронной звезды, тогда как оболочка разлетается в межзвездное пространство, «демонстрируя» вспышку сверхновой.

Сложные расчеты такого сценария проведены С. Колгейтом и Р. Уайтом (США), Д. Арнеттом (Англия), В.С. Имшенником и Д.К. Надёжиным (СССР). Но нерешенных вопросов еще предостаточно...

Если же масса звезды больше 8M_☉, то итогом коллапса будет самозамыкание ее за сферу Шварцшильда с образованием черной дыры.

Много усилий было приложено для выяснения природы новых. В 1930 г. Э. Милн предположил, что вспышка новой — закономерный этап в жизни почти каждой звезда, это будто бы результат ее превращения в белый карлик. Но тогда оставалась непонятной природа повторных новых...

В 1933 г. В.А. Амбарцумян и Н.А. Козырев пришли к выводу, что масса оболочки, сброшенной новой, не превышает 10⁻⁴ M_☉. Следовательно, предположил В.А. Амбарцумян в 1938 г., если это явление связано со взрывом, то он должен быть периферическим, т. е. обусловленным процессами, происходящими не в центре, а во внешних слоях звезды. Тем не менее необходимо было «до конца» исследовать и альтернативный случай. Ведь тогда же В. Гротриан (Германия) и Г. Гамов высказали предположение, что вспышки новых обусловлены термоядерным взрывом в центре звезды. Был вскоре найден и механизм переноса энергии взрыва — ударная волна. Разработка теории была начата в СССР Л.И. Седовым (1946 г.), далее А.И. Лебединским и Л.Э. Гуревичем. В начале 50-х годов важные результаты в теории «звездных» ударных волн получены С.А. Капланом, Д.А. Франк-Каменецким и Д.К. Надёжиным.

В середине 1954 г. Мёрл Уокер (США), проводя фотоэлектрические наблюдения звезды DQ Геркулеса — Новой Геркулеса 1934 г., неожиданно обнаружил, что эта звезда — затменная переменная с периодом всего 4 ч 39 мин, т. е. двойная. Тут же была обнаружена двойственность другой бывшей Новой — UX Большой Медведицы (период 4 ч 43 мин). Была оценена масса новых — всего около 0,1M_☉. В 1956 г. Уокер зарегистрировал у звезды DQ Геркулеса колебания блеска с периодом 71 с, а пять лет спустя, после расчетов Э. Шацмана (Франция) и Р. Крафта (США), стало ясно, что упомянутая звезда — это действительно белый карлик, пульсирующий как цефеида. В 1956 г. Р. Крафт и Дж. Кроуфорд разработали гипотезу, объяснявшую механизм вспышки следующим образом. Вспыхивает белый карлик, но «провоцирует» вспышку ее соседка — красная звезда, первопричиной же всего является «стремление» этой последней стать красным гигантом. По мере расширения оболочки красной звезды начинается процесс перетекания вещества (а оно богато водородом!) к белому карлику. Вещество оседает на поверхность белого карлика, далее под давлением этих новых масс происходит разогрев подповерхностных слоев звезды, включение термоядерных источников энергии и — взрыв. Кстати, примерно такую же схему еще в 1952 г. предложил Л. Местел (Англия) для объяснения вспышек сверхновых.

В последние годы модель перетекания вещества от одной компоненты к другой расширена: вместо белого карлика второй компонентой может быть также нейтронная звезда или черная дыра. Тем самым, в частности, объясняется природа источников рентгеновского излучения. Кстати, как показал в 1965 г. В.Г. Горбацкий (СССР), «наматываясь» на вторую компоненту, газовая струя образует диск. Многие наблюдаемые явления нестационарности (колебания блеска как в видимом, так и в рентгеновском диапазоне) обусловлены как раз взаимодействием с диском потоков газа, движущихся в системе от одной компоненты к другой.

Сама же проблема возникновения систем двойных и кратных звезд также на протяжении многих десятилетий подвергалась неоднократно обсуждению. Еще в 1885—1887 гг. А. Пуанкаре и Дж. Дарвин разработали теорию, согласно которой вращающееся жидкое тело при определенных условиях может сперва принять форму эллипсоида вращения, далее трехосного эллипсоида и, наконец, грушевидной фигуры — «фигуры Пуанкаре», которая в дальнейшем может разорваться на две части. Позже по этой схеме «заселял» двойными звездами Галактику и Джинс.

Сегодня большинство астрономов исходят из предположения, что звезды формируются из фрагментов газопылевых облаков. Но такое облако уже может медленно вращаться. В процессе же сжатия момент количества движения фрагмента сохраняется, следовательно, линейная скорость вращения приэкваториальных точек у многих звезд должна быть очень большой. Между тем наблюдения говорят о противоположном: даже у звезд ранних спектральных классов она равна всего нескольким сотням км/с. Поэтому в 1946—1949 гг. английский астроном К. Эджворт предположил, что вначале из вращающейся газопылевой туманности образуется кольцо, которое в дальнейшем и распадается на отдельные звезды. В 1975 г. даже весьма активно обсуждались будто бы обнаруженные Й. Иссерштедтом (ФРГ) кольца звезд — эллипсоподобные образования с диаметром около 7 пк. Вскоре пришлось убедиться, однако, что это случайные, физически не связанные группы звезд, а в некоторых случаях просто оптические явления.

Уместно отметить и высказанную в 1947 г. В.А. Амбарцумяном гипотезу о D-телах. Несколько позже он писал об этом так: «Тела, из которых формируются в ассоциациях звезда, не являются ни звездами, ни диффузными туманностями. Можно с уверенностью утверждать, что это тела нового, неизвестного нам типа — новая форма материи, ее дозвездная стадия». По Амбарцумяну, плотность этого дозвездного вещества порядка плотности атомного ядра.

Исследования всех этих вопросов продолжаются...

О происхождении планетной системы. В 1900 г. американские ученые астроном Форест Рей Мультон (1872—1952) и геолог Томас Кроудер Чемберлин (1843—1928) опубликовали статью, в которой была дана резкая критика гипотезы Лапласа из-за присущего ей несоответствия в распределении моментов между Солнцем и планетами (с. 249). Пять лет спустя, в 1905 г., они же предложили свою гипотезу происхождения планетной системы, в которой орбитальный момент планет был привнесен извне. Мультон и Чемберлин предположили, что некогда в прошлом произошло сближение Солнца с какой-то другой звездой (эту идею еще в 1880 г. выдвинул малоизвестный астроном Бикертон). На поверхности Солнца образовалась громадная приливная волна, произошел выброс масс вещества, устремившегося вслед за проходящей звездой. В дальнейшем часть этого вещества разлетелась в межзвездном пространстве, часть упала на Солнце, из третьей же части, вращавшейся в одной плоскости вокруг Солнца, и образовались будто бы планеты. При этом вначале быстро охладившийся газ конденсировался в пылинки и более крупные твердые тела — планетезимали. Они-то как раз и стали теми «кирпичами», из которых «выросли» планеты.

Гипотеза эта, однако, имела уязвимые места. Как показал Джинс, небольшие газовые облака под действием газового давления, в миллион раз превосходившего силу взаимного притяжения частиц в телах планетезимальных размеров, должны были бы просто рассеяться в пространстве. Кроме того, гипотеза Мультона и Чемберлина не объяснила происхождение спутников планет, как и ориентацию их орбит в пространстве.

В 1917 г. Джинс предложил свою гипотезу, в принципе повторяющую предыдущую, однако математически, казалось, более обоснованную. По Джинсу, извержение длинной струи вещества от Солнца по направлению к звезде началось тогда, когда эта звезда сблизилась с Солнцем на расстояние, равное примерно 2,5 R_☉. И здесь момент количества движения струя получила от проходившей звезды. Форма струи была будто бы сигаровидной. Поэтому, дескать, самые крупные планеты расположены в середине планетного ряда. Дальше струя разбилась на сгустки, достаточно большие, чтобы конденсироваться в планеты. Охлаждаясь, вещество планет вскоре перешло в жидкое состояние. При этом сначала орбиты планет были сильно вытянутыми, превращение же их в почти круговые происходило из-за торможения в остатках первоначальной газовой струи. А между тем, двигаясь по своей эллиптической орбите, каждая из планет приближалась к Солнцу и подвергалась его приливному воздействию. Из поверхностей планет происходили извержения вещества (жидкости!), из которого будто бы и образовались спутники.

Джинс посчитал и вероятность прохождения звезды вблизи Солнца. Она оказалась ничтожно малой: 10⁻¹² — один случай на тысячу миллиардов звезд. Отсюда следовало, что наша планетная система единственная в Галактике...

Слабым местом гипотезы был вопрос о вращении планет вокруг оси. Приходилось говорить об «обратном падении» на планету части вещества, исторгнутого при образовании-спутников. Но для объяснения, скажем, вращения Юпитера необходимо было предположить, что масса упавшего вещества равна примерно 1/15 массы планеты, т. е. она в 400 раз больше массы всех ее спутников, вместе взятых!

В 1929 г. английский астроном и геофизик Хэролд Джеффрис (род. 1891 г.) несколько усовершенствовал гипотезу Джинса, предположив, что произошло не тесное сближение звезды с Солнцем, а касательное столкновение. Но в 1935 г. Рессел в небольшой популярной книге «Солнечная система и ее происхождение» нанес гипотезе Джинса—Джеффриса (так ее в то время называли) смертельный удар. Рессел подсчитал, что удельный момент количества движения (т. е. момент, приходящийся на единицу массы) у звезды был примерно в десять раз меньше, чем у планет... Это в гипотезе Джинса. При касательном столкновении, о котором говорил Джеффрис, ситуация была еще хуже: чем меньше расстояние, на котором звезда «проскальзывает» около Солнца, тем меньше удельный момент. Чтобы увеличить его хотя бы в 10 раз, необходимо было увеличить расстояние или массу звезды в 100 раз! Но — если увеличить расстояние, то не будет извержения вещества из Солнца. Увеличить же массу звезды также нельзя — звезд со столь большими массами не бывает...

К тому же, как писал Рессел: «Середина ленты (состоящая из равных частей солнечного и звездного вещества) оставалась бы в этой точке без движения, одинаково притягиваемая Солнцем и звездою...».

Но какая-то гипотеза всегда должна быть! И Рессел предлагает следующее: «...перед встречей Солнце было двойной звездой и имело спутника значительно меньше себя, который вращался вокруг него на расстоянии, сравнимом с расстоянием больших планет. Столкновение с проходящей звездой (или, может быть, тесное сближение) разбило этот спутник на осколки, которые развились в теперешние планеты».

В следующем, 1936 г. уже упоминавшийся английский астроном Р. Литлтон путем расчетов как будто нашел начальные условия, при которых «проходящая звезда, столкнувшись или почти столкнувшись с первоначальным спутником Солнца, выбросит его за пределы влияния Солнца и сама тоже улетит в бесконечность». Но тут же обнаружилось, что на вырывание струи нужна в 40 раз большая энергия, чем на выбрасывание звезды-спутника Солнца в межзвездное пространство. Следовательно, и то, и другое одновременно происходить не может!

По-видимому, катастрофические гипотезы необходимо было хотя бы на время оставить и возвратиться к небулярным. Так и поступил в 1943 г. Карл Вейцзекер. Новым в его гипотезе было предположение о роли вихревых движений в туманности, из которой образуются планеты и их спутники. Через шесть лет Койпер пришел к убеждению об общности процессов, в результате которых возникают двойные звезды и звезды с системами планет. Исходным в обоих случаях является сжатие плотного облака межзвездного газа и определенная роль турбулентных, вихревых движений. По Койперу, значительную часть своей массы (до 99%) планеты под воздействием корпускулярного излучения Солнца могли потерять раньше, чем они успели окончательно сформироваться.

В 1946 г. Х. Альвен, заложивший основы космической электродинамики и, в частности, разработавший представление о «вмороженности» в плазму магнитных полей, объяснил перенос момента количества движения в Солнечной системе взаимодействием между магнитным полем Солнца и заряженными частицами в туманности, из которой образуются планеты. Ф. Хойл сделал следующий шаг, предположив, что Солнце и планеты возникли из одной туманности, но Солнце образовалось в недрах ее несколько раньше. В процессе вращения туманность сплющивалась, превращаясь в диск. Так как первоначальная туманность обладала магнитным полем, то постепенно происходила передача момента количества движения от Солнца к диску: Солнце стало вращаться гораздо медленнее, тогда как диск ускорялся.

В 1944 г. в «Докладах АН СССР» были опубликованы две статьи советского математика, геофизика и астронома О.Ю. Шмидта (1891—1956), которыми было положено начало исследований в СССР по проблеме образования планет из твердых частиц вращающегося газопылевого облака. Шмидт предположил, что это облако было захвачено Солнцем при его обращении вокруг центра Галактики. Проблема захвата в системе трех тел (третье тело — звезда — уносило с собой избыток энергии облака, благодаря чему становился возможным переход его с параболической орбиты на эллиптическую) была исследована самым тщательным образом Н.Н. Парийским и Г.Ф. Хильми. В принципе захват оказался возможным, хотя вероятность такого процесса была невелика.

Большим шагом вперед было предложенное О.Ю. Шмидтом деление проблемы происхождения Солнечной системы на три части, разработка которых может производиться в значительной степени независимо: 1) объяснение происхождения Солнца и способа формирования допланетного облака, 2) разработка теории образования планет в процессе эволюции газопылевого облака и 3) установление геофизических, геохимических и геологических следствий теории образования планет.

В процессе разработки теории первая часть гипотезы О.Ю. Шмидта — захват туманности — была заменена представлением об образовании планет из того же газопылевого облака, что и Солнце. Математическое же обоснование О.Ю. Шмидтом ряда других вопросов планетной космогонии (например, распределения планет по расстояниям от Солнца, направления осевого вращения планет и др.) остается в силе. Работы О.Ю. Шмидта в СССР были успешно продолжены в названном его именем Институте физики Земли Б.Ю. Левиным, В.С. Сафроновым, Е.Л. Рускол и др. При построении теории учитываются и влияние магнитных полей и конвективно-турбулентных движений вещества прото планетного облака. Большую роль в изучении процесса формирования планет сыграли работы В.Г. Фесенкова (1889—1972), Л.Э. Гуревича, А.И. Лебединского (1913—1967) (СССР), А. Камерона (США), Р. Ларсона (Англия) и Е. Шацмана (Франция).

Примечательно, что еще в середине 50-х годов советский астроном С.К. Всехсвятский (1905—1984) предсказал бурную, все еще продолжающуюся вулканическую активность планет и их спутников и наличие колец у Юпитера и Урана. Как известно, кольцо Урана было открыто в 1977 г. при наземных фотоэлектрических наблюдениях покрытия Ураном звезды. В марте 1979 г. американский космический аппарат «Вояджер-1» зафиксировал извержение вулкана на спутнике Юпитера Ио. В 1981 г. «Вояджер-2» передал на Землю превосходные изображения системы колец Юпитера...

Читателю, интересующемуся проблемой происхождения планетной системы, мы рекомендуем статью «Происхождение Солнечной системы» В.С. Сафронова и А.В. Витязева, опубликованную в т. 24 сборника «Итоги науки и техники», серия астрономия (ВИНИТИ, 1983).