მთვარე ჩვენი პლანეტის თანამგზავრია, რომელიც უხსოვარი დროიდან იპყრობს მეცნიერებისა და უბრალოდ ცნობისმოყვარე ადამიანების თვალებს. ძველ სამყაროში ასტროლოგებმა და ასტრონომებმა მას შთამბეჭდავი ტრაქტატები მიუძღვნეს. მათ პოეტებიც არ ჩამორჩნენ. დღეს ამ თვალსაზრისით ცოტა რამ შეიცვალა: მთვარის ორბიტა, მისი ზედაპირისა და ინტერიერის თავისებურებებს ასტრონომები გულდასმით სწავლობენ. ჰოროსკოპების შემდგენლებიც მას თვალს არ აშორებენ. თანამგზავრის გავლენას დედამიწაზე ორივე სწავლობს. ასტრონომები სწავლობენ, თუ როგორ მოქმედებს ორი კოსმოსური სხეულის ურთიერთქმედება თითოეულის მოძრაობასა და სხვა პროცესებზე. მთვარის შესწავლის დროს საგრძნობლად გაიზარდა ცოდნა ამ სფეროში.
წარმოშობა
მეცნიერთა აზრით, დედამიწა და მთვარე დაახლოებით ერთსა და იმავე დროს ჩამოყალიბდა. ორივე სხეული 4,5 მილიარდი წლისაა. არსებობს რამდენიმე თეორია თანამგზავრის წარმოშობის შესახებ. თითოეული მათგანი განმარტავს მთვარის გარკვეულ მახასიათებლებს, მაგრამ ტოვებს რამდენიმე გადაუჭრელ კითხვას. გიგანტური შეჯახების თეორია დღეს ყველაზე ახლოს არის სიმართლესთან.
ჰიპოთეზის მიხედვით, მარსის ზომით მსგავსი პლანეტა ახალგაზრდა დედამიწას შეეჯახა. დარტყმა იყო ტანგენციალური და გამოიწვია ამ კოსმოსური სხეულის მატერიის უმეტესი ნაწილის კოსმოსში გაშვება, ისევე როგორც გარკვეული რაოდენობის ხმელეთის „მასალა“. ამ ნივთიერებისგან წარმოიქმნა ახალი ობიექტი. მთვარის ორბიტალური რადიუსი თავდაპირველად სამოცი ათასი კილომეტრი იყო.
გიგანტური შეჯახების ჰიპოთეზა კარგად ხსნის თანამგზავრის სტრუქტურისა და ქიმიური შემადგენლობის ბევრ მახასიათებელს, მთვარე-დედამიწის სისტემის მახასიათებლების უმეტესობას. თუმცა, თუ თეორიას ავიღებთ საფუძვლად, ზოგიერთი ფაქტი მაინც გაუგებარი რჩება. ამრიგად, სატელიტზე რკინის დეფიციტი მხოლოდ იმით შეიძლება აიხსნას, რომ შეჯახების მომენტისთვის ორივე სხეულზე მოხდა შიდა ფენების დიფერენციაცია. დღემდე არ არსებობს არანაირი მტკიცებულება, რომ მსგავსი რამ მოხდა. და მაინც, მიუხედავად ასეთი კონტრარგუმენტებისა, გიგანტური ზემოქმედების ჰიპოთეზა მთელ მსოფლიოში უმთავრესად ითვლება.
პარამეტრები
მთვარე, ისევე როგორც სხვა თანამგზავრების უმეტესობას, არ აქვს ატმოსფერო. ნაპოვნია მხოლოდ ჟანგბადის, ჰელიუმის, ნეონის და არგონის კვალი. ამიტომ, განათებულ და ბნელ ადგილებში ზედაპირის ტემპერატურა ძალიან განსხვავებულია. მზიან მხარეზე ის შეიძლება გაიზარდოს +120 ºС-მდე, ხოლო ბნელ მხარეს -160ºС-მდე..
დედამიწასა და მთვარეს შორის საშუალო მანძილი 384000 კმ-ია. თანამგზავრის ფორმა თითქმის სრულყოფილი სფეროა. განსხვავება ეკვატორულ და პოლარულ რადიუსებს შორის მცირეა. ისინი არიან 1738,14 და 1735,97 კმ, შესაბამისად.
მთვარის სრული რევოლუცია დედამიწის გარშემოსჭირდება 27 დღეზე ცოტა მეტი. დამკვირვებლისთვის ცაზე თანამგზავრის მოძრაობა ფაზების ცვლილებით ხასიათდება. ერთი სავსე მთვარედან მეორემდე დრო გარკვეულწილად აღემატება მითითებულ პერიოდს და შეადგენს დაახლოებით 29,5 დღეს. განსხვავება ჩნდება იმის გამო, რომ დედამიწა და თანამგზავრი ასევე მოძრაობენ მზის გარშემო. მთვარე უნდა გაიაროს ერთზე ცოტა მეტი წრე, რათა დაუბრუნდეს საწყის მდგომარეობას.
დედამიწა-მთვარე სისტემა
მთვარე არის თანამგზავრი, რომელიც გარკვეულწილად განსხვავდება სხვა მსგავსი ობიექტებისგან. მისი მთავარი თვისება ამ თვალსაზრისით არის მისი მასა. იგი შეფასებულია 7,351022 კგ, რაც დედამიწის იგივე პარამეტრის დაახლოებით 1/81-ია. და თუ მასა თავისთავად არ არის რაღაც უჩვეულო სივრცეში, მაშინ მისი ურთიერთობა პლანეტის მახასიათებლებთან ატიპიურია. როგორც წესი, თანამგზავრულ-პლანეტის სისტემებში მასის თანაფარდობა გარკვეულწილად მცირეა. მხოლოდ პლუტონსა და ქარონს შეუძლიათ დაიკვეხნონ მსგავსი თანაფარდობით. ამ ორმა კოსმოსურმა სხეულმა რამდენიმე ხნის წინ დაიწყო ორი პლანეტის სისტემის დახასიათება. როგორც ჩანს, ეს აღნიშვნა მოქმედებს დედამიწისა და მთვარის შემთხვევაშიც.
მთვარე ორბიტაზე
თანამგზავრი ახორციელებს ერთ ბრუნს პლანეტის ირგვლივ ვარსკვლავებთან შედარებით ყოველ თვეში, რომელიც გრძელდება 27 დღე 7 საათი და 42,2 წუთი. მთვარის ორბიტა ელიფსური ფორმისაა. სხვადასხვა პერიოდში თანამგზავრი მდებარეობს პლანეტასთან უფრო ახლოს, ან მისგან შორს. დედამიწასა და მთვარეს შორის მანძილი იცვლება 363104-დან 405696 კილომეტრამდე.
სატელიტური ტრაექტორიითკიდევ ერთი მტკიცებულება უკავშირდება ვარაუდის სასარგებლოდ, რომ დედამიწა თანამგზავრთან ერთად უნდა ჩაითვალოს ორი პლანეტისგან შემდგარ სისტემად. მთვარის ორბიტა არ მდებარეობს დედამიწის ეკვატორული სიბრტყის მახლობლად (როგორც ეს არის ტიპიური თანამგზავრების უმეტესობისთვის), არამედ პრაქტიკულად პლანეტის ბრუნვის სიბრტყეში მზის გარშემო. კუთხე ეკლიპტიკასა და თანამგზავრის გზას შორის არის 5º-ზე ოდნავ მეტი.
მთვარის ორბიტაზე დედამიწის გარშემო გავლენას ახდენს მრავალი ფაქტორი. ამ მხრივ, თანამგზავრის ზუსტი ტრაექტორიის დადგენა ადვილი საქმე არ არის.
ცოტა ისტორია
თეორია, რომელიც ახსნის, თუ როგორ მოძრაობს მთვარე, ჩაეყარა 1747 წელს. პირველი გამოთვლების ავტორი, რომელმაც მეცნიერები დააახლოვა თანამგზავრის ორბიტის თავისებურებების გაგებასთან, იყო ფრანგი მათემატიკოსი კლარაუ. შემდეგ, შორეულ მეთვრამეტე საუკუნეში, მთვარის რევოლუცია დედამიწის ირგვლივ ხშირად წარმოადგინეს ნიუტონის თეორიის წინააღმდეგ არგუმენტად. უნივერსალური გრავიტაციის კანონის გამოყენებით გაკეთებული გამოთვლები მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდა თანამგზავრის აშკარა მოძრაობისგან. Clairaut-მა გადაჭრა ეს პრობლემა.
ეს საკითხი შეისწავლეს ისეთმა ცნობილმა მეცნიერებმა, როგორებიც არიან დ'ალმბერტი და ლაპლასი, ეილერი, ჰილი, პუზეუ და სხვები. მთვარის რევოლუციის თანამედროვე თეორია ფაქტობრივად დაიწყო ბრაუნის ნაშრომით (1923). ბრიტანელი მათემატიკოსისა და ასტრონომის კვლევამ ხელი შეუწყო გამოთვლებსა და დაკვირვებებს შორის შეუსაბამობის აღმოფხვრას.
არ არის ადვილი ამოცანა
მთვარის მოძრაობა შედგება ორი ძირითადი პროცესისგან: ბრუნვა მისი ღერძის გარშემო და ცირკულაცია ჩვენი პლანეტის გარშემო. არც ისე რთული იქნებოდა თანამგზავრის მოძრაობის ახსნილი თეორიის გამოყვანა თუმის ორბიტაზე გავლენას არ ახდენდა სხვადასხვა ფაქტორები. ეს არის მზის მიზიდულობა და დედამიწის ფორმის მახასიათებლები და სხვა პლანეტების გრავიტაციული ველები. ასეთი გავლენები არღვევს ორბიტას და მთვარის ზუსტი პოზიციის პროგნოზირება კონკრეტულ პერიოდში რთული ამოცანა ხდება. იმისათვის, რომ გავიგოთ, რაშია საქმე აქ, მოდით შევჩერდეთ თანამგზავრის ორბიტის რამდენიმე პარამეტრზე.
აღმავალი და დაღმავალი კვანძი, აფსიდების ხაზი
როგორც უკვე აღვნიშნეთ, მთვარის ორბიტა მიდრეკილია ეკლიპტიკისკენ. ორი სხეულის ტრაექტორია იკვეთება წერტილებში, რომელსაც ეწოდება აღმავალი და დაღმავალი კვანძები. ისინი განლაგებულია ორბიტის მოპირდაპირე მხარეს სისტემის ცენტრთან, ანუ დედამიწასთან შედარებით. წარმოსახვითი ხაზი, რომელიც აკავშირებს ამ ორ წერტილს, მოიხსენიება როგორც კვანძების ხაზი.
თანამგზავრი ყველაზე ახლოს არის ჩვენს პლანეტასთან პერიგეის წერტილში. მაქსიმალური მანძილი ჰყოფს ორ კოსმოსურ სხეულს, როდესაც მთვარე თავის აპოგეაზეა. ამ ორი წერტილის დამაკავშირებელ ხაზს აფსიდების წრფე ეწოდება.
ორბიტის დარღვევები
თანამგზავრის მოძრაობაზე დიდი რაოდენობის ფაქტორების გავლენის შედეგად, ფაქტობრივად, ეს არის რამდენიმე მოძრაობის ჯამი. განვიხილოთ ყველაზე შესამჩნევი გაჩენილი არეულობა.
პირველი არის კვანძის ხაზის რეგრესია. მთვარის ორბიტის სიბრტყისა და ეკლიპტიკის გადაკვეთის ორი წერტილის დამაკავშირებელი სწორი ხაზი ერთ ადგილზე არ ფიქსირდება. ის ძალიან ნელა მოძრაობს თანამგზავრის მოძრაობის საპირისპირო (ამიტომ ეძახიან რეგრესიას) მიმართულებით. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, მთვარის ორბიტის სიბრტყებრუნავს სივრცეში. მას 18,6 წელი სჭირდება ერთი სრული როტაციისთვის.
აფსიდების ხაზიც მოძრავია. აპოცენტრისა და პერიაფსისის დამაკავშირებელი სწორი ხაზის მოძრაობა გამოიხატება ორბიტალური სიბრტყის ბრუნვით იმავე მიმართულებით, როგორც მთვარე მოძრაობს. ეს ხდება ბევრად უფრო სწრაფად, ვიდრე კვანძების ხაზის შემთხვევაში. სრულ შემობრუნებას 8, 9 წელი სჭირდება.
გარდა ამისა, მთვარის ორბიტა განიცდის გარკვეული ამპლიტუდის რყევებს. დროთა განმავლობაში იცვლება კუთხე მის სიბრტყესა და ეკლიპტიკას შორის. მნიშვნელობების დიაპაზონი არის 4°59'-დან 5°17'-მდე. ისევე, როგორც კვანძების ხაზის შემთხვევაში, ასეთი რყევების პერიოდია 18,6 წელი.
საბოლოოდ, მთვარის ორბიტა იცვლის თავის ფორმას. ის ოდნავ იჭიმება, შემდეგ ისევ უბრუნდება თავდაპირველ კონფიგურაციას. ამავდროულად, ორბიტის ექსცენტრიულობა (წრისაგან მისი ფორმის გადახრის ხარისხი) იცვლება 0,04-დან 0,07-მდე, ცვლილებებისა და თავდაპირველ მდგომარეობაში დაბრუნებას 8,9 წელი სჭირდება.
ეს არც ისე მარტივია
ფაქტობრივად, ოთხი ფაქტორი, რომელიც გასათვალისწინებელია გამოთვლების დროს, არც ისე ბევრია. თუმცა, ისინი არ ამოწურავენ თანამგზავრის ორბიტის ყველა დარღვევას. სინამდვილეში, მთვარის მოძრაობის თითოეულ პარამეტრზე მუდმივად მოქმედებს მრავალი ფაქტორი. ეს ყველაფერი ართულებს თანამგზავრის ზუსტი ადგილმდებარეობის პროგნოზირების ამოცანას. და ყველა ამ პარამეტრის აღრიცხვა ხშირად ყველაზე მნიშვნელოვანი ამოცანაა. მაგალითად, მთვარის ტრაექტორიის გამოთვლა და მისი სიზუსტე გავლენას ახდენს მასზე გაგზავნილი კოსმოსური ხომალდის მისიის წარმატებაზე.
მთვარის გავლენა დედამიწაზე
ჩვენი პლანეტის თანამგზავრი შედარებით მცირეა, მაგრამ მისი გავლენა კარგიაშესამჩნევად. ალბათ ყველამ იცის, რომ ეს არის მთვარე, რომელიც ქმნის მოქცევას დედამიწაზე. აქ დაუყოვნებლივ უნდა გავაკეთოთ დათქმა: მზეც იწვევს მსგავს ეფექტს, მაგრამ გაცილებით დიდი მანძილის გამო, ვარსკვლავის მოქცევის ეფექტი ნაკლებად შესამჩნევია. გარდა ამისა, ზღვებსა და ოკეანეებში წყლის დონის ცვლილება ასევე დაკავშირებულია თავად დედამიწის ბრუნვის თავისებურებებთან..
მზის გრავიტაციული გავლენა ჩვენს პლანეტაზე დაახლოებით ორასჯერ მეტია ვიდრე მთვარე. თუმცა, მოქცევის ძალები, პირველ რიგში, დამოკიდებულია ველის არაერთგვაროვნებაზე. დედამიწისა და მზის გამყოფი მანძილი ასწორებს მათ, ამიტომ ჩვენთან ახლოს მთვარის ეფექტი უფრო ძლიერია (ორჯერ უფრო მნიშვნელოვანი, ვიდრე მნათობის შემთხვევაში).
მოქცევის ტალღა იქმნება პლანეტის იმ მხარეს, რომელიც ამჟამად ღამის ვარსკვლავისკენ არის მიმართული. მოპირდაპირე მხარეს ასევე მოქცევა. თუ დედამიწა სტაციონარული იქნებოდა, მაშინ ტალღა გადაადგილდებოდა დასავლეთიდან აღმოსავლეთისკენ, რომელიც მდებარეობს ზუსტად მთვარის ქვეშ. მისი სრული რევოლუცია დასრულებულიყო 27 კენტ დღეში, ანუ სიდერალურ თვეში. თუმცა დედამიწის ბრუნვის პერიოდი თავისი ღერძის გარშემო ოდნავ ნაკლებია 24 საათზე, შედეგად, ტალღა პლანეტის ზედაპირზე აღმოსავლეთიდან დასავლეთისკენ გადის და ერთ ბრუნს 24 საათსა და 48 წუთში ასრულებს. ვინაიდან ტალღა გამუდმებით ხვდება კონტინენტებს, ის წინ მიიწევს დედამიწის მოძრაობის მიმართულებით და აჭარბებს პლანეტის თანამგზავრს მის პერსპექტივაში.
მთვარის ორბიტის წაშლა
მოქცევის ტალღა იწვევს წყლის უზარმაზარი მასის მოძრაობას. ეს პირდაპირ გავლენას ახდენს თანამგზავრის მოძრაობაზე. შთამბეჭდავი ნაწილიპლანეტის მასა გადაადგილებულია ორი სხეულის მასის ცენტრების დამაკავშირებელი ხაზიდან და იზიდავს მთვარეს თავისკენ. შედეგად, თანამგზავრი განიცდის ძალის მომენტს, რაც აჩქარებს მის მოძრაობას.
ამავდროულად, კონტინენტები, რომლებიც მოქცევის ტალღაზე მოძრაობენ (ისინი უფრო სწრაფად მოძრაობენ, ვიდრე ტალღა, რადგან დედამიწა ბრუნავს უფრო მაღალი სიჩქარით, ვიდრე მთვარე), განიცდიან ძალას, რომელიც ანელებს მათ. ეს იწვევს ჩვენი პლანეტის ბრუნვის თანდათანობით შენელებას.
ორი სხეულის მოქცევის ურთიერთქმედების, აგრეთვე ენერგიის და კუთხური იმპულსის შენარჩუნების კანონების მოქმედების შედეგად, თანამგზავრი გადადის უფრო მაღალ ორბიტაზე. ეს ამცირებს მთვარის სიჩქარეს. ორბიტაზე ის უფრო ნელა იწყებს მოძრაობას. მსგავსი რამ ხდება დედამიწასთან დაკავშირებით. ის ანელებს, რის შედეგადაც თანდათან იზრდება დღის ხანგრძლივობა.
მთვარე დედამიწას წელიწადში დაახლოებით 38 მმ-ით შორდება. პალეონტოლოგებისა და გეოლოგების კვლევები ადასტურებს ასტრონომების გამოთვლებს. დედამიწის თანდათანობითი შენელებისა და მთვარის მოცილების პროცესი დაიწყო დაახლოებით 4,5 მილიარდი წლის წინ, ანუ ორი სხეულის ჩამოყალიბების მომენტიდან. მკვლევართა მონაცემები მხარს უჭერს ვარაუდს, რომ ადრე მთვარის თვე უფრო მოკლე იყო და დედამიწა ბრუნავდა უფრო სწრაფი სიჩქარით.
მოქცევის ტალღა ხდება არა მხოლოდ ოკეანეების წყლებში. მსგავსი პროცესები ხდება როგორც მანტიაში, ასევე დედამიწის ქერქში. თუმცა, ისინი ნაკლებად შესამჩნევია, რადგან ეს ფენები არც ისე ელასტიურია.
მთვარის რეცესია და დედამიწის შენელება სამუდამოდ არ მოხდება. საბოლოო ჯამში, პლანეტის ბრუნვის პერიოდი თანამგზავრის რევოლუციის პერიოდს გაუტოლდება. მთვარე ერთ ზონაზე „მოიქცევა“.ზედაპირები. დედამიწა და თანამგზავრი ყოველთვის ერთი და იგივე გვერდით იქნებიან ერთმანეთისკენ. აქვე მიზანშეწონილია გავიხსენოთ, რომ ამ პროცესის ნაწილი უკვე დასრულებულია. ეს არის მოქცევის ურთიერთქმედება, რამაც გამოიწვია ის ფაქტი, რომ მთვარის ერთი და იგივე მხარე ყოველთვის ჩანს ცაში. სივრცეში არის სისტემის მაგალითი, რომელიც ასეთ წონასწორობაშია. მათ უკვე უწოდებენ პლუტონს და ქარონს.
მთვარე და დედამიწა მუდმივ ურთიერთქმედებაში არიან. შეუძლებელია იმის თქმა, რომელ სხეულს აქვს მეტი გავლენა მეორეზე. ამავე დროს, ორივე ექვემდებარება მზეს. სხვა, უფრო შორეული, კოსმოსური სხეულებიც მნიშვნელოვან როლს თამაშობენ. ყველა ასეთი ფაქტორის გათვალისწინება საკმაოდ ართულებს ჩვენი პლანეტის ორბიტაზე თანამგზავრის მოძრაობის მოდელის ზუსტად აგებას და აღწერას. ამასთან, დაგროვილი ცოდნის უზარმაზარი რაოდენობა, ისევე როგორც აღჭურვილობის მუდმივი გაუმჯობესება, შესაძლებელს ხდის მეტ-ნაკლებად ზუსტად განვსაზღვროთ თანამგზავრის პოზიცია ნებისმიერ დროს და იწინასწარმეტყველოთ მომავალი, რომელიც ელის თითოეულ ობიექტს ინდივიდუალურად და დედამიწა-მთვარის სისტემას, როგორც მთლიანი.
