Фаетон, або планета Ольберса — назва гіпотетичної планети, яка нібито існувала раніше між Марсом і Юпітером, а потім розпалася й утворила пояс астероїдів.

У XVIII столітті астрономи Йоганн Тіціус і Йоганн Боде виявили, що відстані відомих тоді планет від Сонця підпорядковуються закону геометричної прогресії (ця закономірність була названа правилом Тіціуса — Боде). Однак у цій послідовності було одне «незайняте» місце — була відсутня планета, яка мала б розташуватися між Марсом і Юпітером, на відстані приблизно 2,8 а. о. від Сонця.

Історія дослідження

Англійський астроном Вільям Гершель у 1781 році відкрив планету Уран, причому відстань планети від Сонця дуже мало відрізнялася від величини, яку передбачала формула Тіціуса. Ця обставина підвищила довіру науковців XVIII століття до правила Тіціуса, і в 1796 році на конгресі в Готі було вирішено почати пошук відсутньої планети. Для цього була створена група з 24 астрономів, яка здобула популярність у пресі як «Загін небесної поліції».

Планету виявив в першу новорічну ніч 1801 року Джузеппе Піацці, директор обсерваторії в Палермо (Сицилія). Слід відзначити, що у Піацці була зовсім інша мета, він хотів скласти точну карту зоряного неба в області сузір'я Тельця. Звіряючись із зоряним каталогом Волластона (як з'ясувалося пізніше, в каталозі була допущена друкарська помилка), астроном ніяк не міг виявити одну з зірок. Несподівано він помітив зореподібний об'єкт, який повільно пересувався по небу. Коли вирахували орбіту космічного тіла, виявилося, що вона рухається разюче точно на тій відстані від Сонця, яку передбачила формула Тіціуса. Планету назвали Церерою, на честь богині — покровительки Сицилії. Проте вона виявилася дуже маленькою, як на планету. У 1802 році Генріх Ольберс відкрив ще один астероїд на близькій орбіті — (Палладу).

Після цього Ольберс припустив, що ці малі планети є уламками вже неіснуючої великої планети. Оскільки уламки планети, згідно з законами небесної механіки, повинні проходити через ту точку, де планета розпалася (2,8 а. о., або бл. 420 млн км), то, зробивши розрахунки, Ольберс висловив припущення, де можна шукати нові астероїди. У 1804 році в передбаченому ним місці відкрили Юнону, а в 1807-му сам Ольберс відкрив Весту.

Надалі було виявлено цілий пояс астероїдів, розташований якраз там, де повинна була перебувати гіпотетична планета. За однією з гіпотез, вона зруйнувалася під впливом потужної гравітації Юпітера. Тобто планета була «розірвана» гравітаційними полями Марса та Юпітера.

Зауважимо, що сучасники Г. Ольберса (В. Гершель, Лавер, П. Лаплас) висловлювали інші припущення про походження астероїдів, однак найбільшою популярністю користувалася все ж таки точка зору Ольберса, яка найкращим чином пояснювала всі відомі на той час факти.

Проте подальше вивчення астероїдів показало, що ця гіпотеза, скоріш за все, неправильна. Розрахунки, зроблені для того, щоб визначити, як рухалися астероїди в минулому, показали, що вони ніколи не були частиною однієї планети.

До 40-х років XX століття каталоги астероїдів із зазначенням їх орбіт містили близько півтори тисячі об'єктів. Використовуючи методи небесної механіки, теоретично можна повернути події назад, зібрати астероїди разом і визначити приблизну орбіту батьківської планети. Таку роботу зробив московський астроном А. Н. Чибісов. Його висновок однозначний: виходячи з сучасних даних про рух астероїдів, неможливо визначити ні область, де розірвалася планета, ні орбіту, якою вона рухалася до вибуху. Азербайджанський астроном Г. Ф. Султанов підійшов до цього питання з іншого боку. Він розрахував, як мають розподілитися у просторі уламки під час розриву планети. Отримані дані порівняв із поточним розподілом астероїдів.

Аргументом також слугувала мала сумарна маса астероїдів, і практична неможливість формування великого об'єкта типу планети в області Сонячної системи, що відчуває сильні гравітаційні збурення від Юпітера. Порівняння теоретичних розподілів уламків по великій півосі орбіт, величині константи інтеграла Якобі, значення моменту імпульсу щодо перпендикуляра до площини орбіти Юпітера з аналогічними розподілами для малих планет дозволило показати, що походження астероїдів внаслідок розпаду однієї гіпотетичної планети вкрай малоймовірне. Таким чином, Головний пояс астероїдів є не зруйнованою планетою, а планетою, яка так і не змогла сформуватися через гравітаційний вплив Юпітера і, меншою мірою, інших планет-гігантів.

Але цим Г. Ф. Султанов не обмежився. Він виконав новий ретельний аналіз, вже на основі іншого припущення, що колись на місці астероїдів рухалася не одна планета, а кілька первинних великих тіл.  З обмеженого завдання трьох тіл «Сонце — Юпітер — первинне тіло», вдалося з'ясувати, які з елементів орбіт у процесі еволюції залишаються майже незмінними. Потім було проведено статистичні підрахунки розподілу астероїдів за цими елементами. Як виявилося, астероїди поділяються на 12 груп-родин астероїдів, у яких значення стійких елементів близькі один до одного. Це свідчило про спільність походження астероїдів кожної групи. Справді, оскільки виявлені стійкі елементи орбіт астероїдів майже змінюються з допомогою тяжіння Юпітера, то елементи мали приблизно те саме значення, як і тепер, й у ті далекі часи, коли астероїдне кільце тільки зароджувалося. Очевидно, кожне сімейство астероїдів походить з одного первинного тіла.

Залишилося невирішеним питання про походження первинних тіл.

Остаточно гіпотезу Ольберса довелося відкинути після того, як стали відомі фізичні характеристики астероїдів. До кінця 1970-х років, коли було виконано широку програму досліджень з використанням сучасної апаратури, стала проявлятися фізична природа тіл у поясі астероїдів. З'ясувалися цікаві факти. Виявилося, наприклад, що малі планети відрізняються одна від одної своїми оптичними властивостями. У кільці астероїдів можна виділити як мінімум дві групи об'єктів — світлі і темні. Але, що найдивніше, частка темних об'єктів зростає зі збільшенням відстані від Сонця. І навпаки: що ближче до Сонця, то вищий відсоток світлих тіл.

Сучасна наука і критика Подальші дослідження показали, що гіпотеза малоймовірна.

Мала маса поясу. Сумарна маса астероїдів становить лише ~4 % маси Місяця, чого недостатньо для існування великої планети.Krasinsky, G. A. et al. (2002). Hidden Mass in the Asteroid Belt. Icarus, 158: 98–105. Різнорідність. Астероїди поділяються на різні спектральні типи (C, S, M), що вказує на різне походження.DeMeo, F. E.; Carry, B. (2014). Solar System evolution from compositional mapping of the asteroid belt. Nature, 505: 629—634. Гравітаційні резонанси. Область між Марсом і Юпітером зазнає сильних збурень від Юпітера, які не дозволили матеріалу акреціювати у планету.Morbidelli, A.; Nesvorný, D. (2020). The Evolution of the Asteroid Belt. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 48: 593—620. Гіпотеза Grand Tack. Сучасні моделі вказують, що під час міграції Юпітер і Сатурн «розігнали» протопланетний диск, залишивши пояс астероїдів як зону нестабільності.Walsh, K. J. et al. (2011). A low mass for Mars from Jupiter's early gas-driven migration. Nature, 475: 206—209. Уся речовина астероїдів між Марсом і Юпітером могла б скласти планету, лише меншу за Плутон, діаметром ~1280 км. Це була б планета з розрідженою атмосферою, без сильної магнітосфери. Можливо, в корі Фаетона містилася б рідка вода.

Порівняння з іншими гіпотетичними планетами Фаетон часто згадується разом з іншими «зниклими планетами»:

Вулкан (планета) — гіпотетична планета, ближча до Сонця, ніж Меркурій. Планета X — планета за орбітою Нептуна. Нібіру — планета з дуже витягненою орбітою, що виходить за орбіту Нептуна.

Фаетон у науковій фантастиці

Гіпотетична колишня п'ята планета згадується в художній літературі щонайменше з кінця 1800-х роківСтейблфорд, Браян; Ленгфорд, Девід (2023). «Астероїди». У: Клют, Джон; Ленгфорд, Девід; Слейт, Грем (ред.). Енциклопедія наукової фантастики (4-те видання). Отримано 06.10.2023.. Гіпотеза надихнула численні твори наукової фантастики, де планету часто називають «Бодія» на честь Йоганна Елерта БодеБлейлер, Еверетт Франклін; Блейлер, Річард (1998). «Науково-фантастична Сонячна система». У кн.: Наукова фантастика: роки Гернсбека: повний огляд жанрових журналів з 1926 по 1936 рік. Видавництво Кентського державного університету. С. 539. ISBN 978-0-87338-604-3.. У цих історіях вона зазвичай схожа на Землю та населена людьми, часто розвиненими людьми, а іноді й предками людей на ЗемліBleiler, Everett Franklin; Bleiler, Richard (1998). «Motif and Theme Index». Science-Fiction: The Gernsback Years: A Complete Coverage of the Genre Magazines from 1926 Through 1936. Kent State University Press. pp. 627—628. ISBN 978-0-87338-604-3. (Мотив: «П'ята планета Боде», «Bodia» — гіпотетична планета між Марсом і Юпітером, яка розпалася й утворила пояс астероїдів; у фантастиці зазвичай зображується як землеподібна та населена людьми.). У кількох творах 1940-1950-х років ця ідея використовувалася для попередження про небезпеку ядерної зброїHampton, Steven (Summer 2000). Lee, Tony (ed.). «Momentos of Creation: Asteroids & Comets in SF». The Planets Project: A Science Fictional Tour of the Solar System. The Zone. No. 9. pp. 6–7. ISSN 1351-5217.. Найранішим прикладом є роман «І планета вибухнула...» (1946), натхненний першим бойовим застосування ядерної зброї в 1945 році.

Відтоді ця концепція використовувалася неодноразово, висуваючи руйнування Фаетона як антивоєнне попередження, хоча траплялися і природні причини катастрофи. Георгій Мартинов у трилогії «Зореплавці» (1955—1960) описує як земляни знаходять сховище інформації фаетонців, які перед руйнування своєї планети з природних причин евакуювалися до іншої зоряної системи. «Стріла часу» (1960) Олеся Бердника пропонує версію, що Фаетон зруйнувався внаслідок планів його еліти «перезапустити» цивілізацію шляхом штучного катаклізму. В його ж повісті «Катастрофа» (1962) розширено епізод зі «Стріли часу» про знахідку уламка Фаетона і описано, що Марс був його супутником. Олександр Казанцев у «Фаетах» (1968—1971) описує термоядрену війну на Фаетоні та долю двох експедицій, відправлених на Марс і Землю.

Микола Руденко в романі «Син Сонця — Фаетон» (2002) зобразив як руйнування Фаетона стало основою міфу про потоплення Атлантиди.

У серіалі «Зоряний шлях: Дивні нові світи» (сезон 4, епізод 1), планету між Марсом і Юпітером мільйони років тому населяли розумні комахи, що воювали з марсіанами. Руйнування їхньої планети стає причиною вимирання життя на Марсі та крейда-палеогенового вимирання на Землі.

Примітки

Посилання http://www.ldolphin.org/unruh/planet/