С самого детства из школьных учебников мы выносим непреложную истину: Солнце находиться в центре нашей планетной системы, а планеты послушно вращаются вокруг него. Однако современная астрономия заставляет нас взглянуть на эту картину гораздо глубже. Так ли это на самом деле? Давайте разберемся в этом увлекательном космическом вопросе.
Что говорит классическая астрономия?
Если ответить на вопрос коротко и с оглядкой на школьную программу, то ответ, да. Солнце является главным, крупнейшим и определяющим объектом нашей системы.
На долю этой звезды, относящейся к типу жёлтый карлик (G2V), приходится примерно 99,8% всей массы Солнечной системы. Оно представляет собой почти идеальную сферу, состоящую из горячей плазмы и магнитных полей. Именно его колоссальная гравитация удерживает восемь планет — Меркурий, Венеру, Землю, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, а также миллионы астероидов и комет на своих орбитах. В этом бытовом и макроскопическом смысле Солнце безусловно образует центр нашей системы.
Уточнение ошибки Коперника: истинный центр масс
Но если мы заглянем в строгую физику и небесную механику, то обнаружим, что Солнце не является точным, фиксированным центром Солнечной системы. Это заблуждение, которое можно назвать «ошибкой Коперника», хотя для своего времени гелиоцентрическая система была величайшим прорывом.
Современные приборы и расчеты позволили установить удивительный факт: центр Солнечной системы не фиксирован и не всегда находится внутри Солнца. На самом деле все планеты и само Солнце вращаются вокруг общего центра масс, который ученые называют барицентром.
Что такое барицентр и как он работает?
Представьте себе качели-балансир. Если на одном конце сидит тяжелый взрослый, а на другом легкий ребенок, то чтобы качели уравновесились, точку опоры придется сдвинуть ближе к взрослому. В космосе работает схожий принцип гравитационного баланса.
Поскольку Солнце невероятно массивно, барицентр Солнечной системы находится очень близко к центру звезды. Однако масса планет, особенно таких гигантов, как Юпитер и Сатурн, достаточно велика, чтобы «утягивать» барицентр за собой. В результате:
- Когда планеты-гиганты выстраиваются в одну линию по одну сторону от Солнца, их суммарная гравитация вытягивает барицентр за пределы солнечной поверхности.
- В такие моменты Солнце буквально «вращается вокруг пустоты» — невидимой точки в космосе, совершая сложные волнообразные движения.
Точность до толщины человеческого волоса
Вычислить точное положение барицентра крайне важно для современной науки, в частности для регистрации гравитационных волн (в чем уже преуспели интерферометры LIGO и Virgo, а в будущем, возможно, и обсерватория NANOGrav).
Совсем недавно астрономам удалось установить положение центра тяжести Солнечной системы с невероятной точностью — до 100 метров! Чтобы понять масштаб этого достижения, ученые привели отличную аналогию: если бы Солнце было размером с футбольное поле, то 100 метров были бы сравнимы с толщиной человеческого волоса.
Ответ на этот вопрос зависит от того, насколько глубоко мы рассматриваем систему:
- В бытовом и общеобразовательном смысле — ДА. Солнце — это центр Солнечной системы, её энергетическое и гравитационное ядро, вокруг которого выстраиваются орбиты всех остальных тел.
- В строгом астрофизическом смысле, НЕТ. Ни Солнце, ни планеты не вращаются строго вокруг центра Солнца. Все объекты системы, включая саму нашу звезду, вращаются вокруг общего барицентра, который постоянно смещается и периодически покидает пределы Солнца.
Космос всегда сложнее и удивительнее, чем кажется на первый взгляд. Понимание того, что даже наше могучее Солнце подчиняется законам физики и «танцует» вокруг невидимой точки вместе с планетами, делает картину Вселенной еще более величественной.