Обратное вращение планет: почему Венера и Уран движутся «неправильно»

Обратное вращение планет кажется нарушением привычных законов космоса. Большинство планет Солнечной системы вращается вокруг своей оси в одном направлении, но Венера и Уран заметно отличаются от остальных.

Венера медленно вращается с востока на запад, а Уран настолько сильно наклонён, что словно катится по своей орбите на боку. Учёные предполагают, что такое необычное движение связано с событиями, происходившими в первые миллионы лет существования Солнечной системы.

Однако слово «неправильно» в данном случае условно. Законы физики эти планеты не нарушают. Их вращение просто отличается от направления, которое считается обычным для большинства планет.

Как обычно вращаются планеты

Солнечная система сформировалась около 4,6 миллиарда лет назад из огромного облака газа и пыли. Под действием гравитации вещество сжималось и образовало вращающийся протопланетный диск.

В центре диска возникло Солнце, а из оставшегося вещества постепенно сформировались планеты, их спутники, астероиды и другие небесные тела.

Поскольку весь диск вращался в одном направлении, большинство планет сохранило это движение. Если смотреть на Солнечную систему со стороны северного полюса Солнца, планеты обращаются вокруг него против часовой стрелки.

Большинство планет также вращается вокруг своей оси против часовой стрелки. Такое направление называют прямым, или проградным.

Но Венера и Уран стали исключениями.

Что такое обратное вращение планет

Обратное вращение планет, или ретроградное вращение, означает, что планета вращается вокруг своей оси в направлении, противоположном движению большинства других планет системы.

Такое движение необходимо отличать от ретроградной орбиты. Планета может вращаться вокруг собственной оси в обратном направлении, но продолжать обращаться вокруг Солнца так же, как остальные планеты.

Все восемь планет Солнечной системы движутся вокруг Солнца в одном основном направлении. Отличие Венеры и Урана связано именно с вращением вокруг их осей.

Существует также видимое ретроградное движение. Иногда наблюдателю с Земли кажется, что Марс или другая планета временно движется назад среди звёзд. На самом деле направление её орбиты не изменяется. Такой эффект возникает из-за движения Земли и другой планеты с разными скоростями.

Почему Венера вращается в обратную сторону

Венера является самым известным примером планеты с обратным вращением. Она обращается вокруг Солнца в том же направлении, что и Земля, но вокруг своей оси вращается с востока на запад.

Если бы плотные облака позволяли наблюдать небо с поверхности Венеры, Солнце там восходило бы на западе и заходило на востоке.

Вращение Венеры чрезвычайно медленное. Один полный оборот вокруг оси занимает приблизительно 243 земных дня. Для сравнения: один оборот Венеры вокруг Солнца продолжается около 225 земных дней.

Получается, что звёздные сутки на Венере длиннее её года. Однако промежуток между одним восходом Солнца и следующим составляет около 117 земных дней. Разница возникает из-за сочетания вращения планеты вокруг оси и её движения по орбите.

Точная причина такого медленного обратного вращения до сих пор не установлена.

Могло ли столкновение изменить Венеру

Одна из известных гипотез предполагает, что в далёком прошлом Венера столкнулась с крупным небесным телом. Сильный удар мог изменить наклон оси или направление её вращения.

В молодой Солнечной системе столкновения происходили значительно чаще, чем сегодня. Планеты формировались из многочисленных каменных и ледяных тел, двигавшихся по ещё неустойчивым орбитам.

Подобное столкновение, вероятно, произошло и с молодой Землёй. Согласно распространённой научной модели, выброшенное после него вещество впоследствии образовало Луну.

Однако у учёных нет прямых доказательств того, что обратное вращение Венеры появилось именно в результате одного мощного удара. Это только одна из возможных причин.

Как атмосфера могла замедлить Венеру

Венера окружена чрезвычайно плотной атмосферой, состоящей преимущественно из углекислого газа. Давление возле её поверхности примерно в 90 раз выше земного.

Гравитационное воздействие Солнца на планету и её плотную атмосферу могло постепенно изменять скорость вращения. Солнечный нагрев создаёт в атмосфере приливные волны, которые также способны воздействовать на движение планеты.

Некоторые модели предполагают, что ранняя Венера могла вращаться в прямом направлении, но постепенно замедлилась, остановилась и начала вращаться обратно.

Учёные рассматривают сразу несколько процессов: столкновения, солнечные приливы, взаимодействие атмосферы с поверхностью и внутреннее строение планеты. Пока неизвестно, какой из них сыграл главную роль.

Почему Уран словно лежит на боку

Уран отличается от Венеры другим видом необычного вращения. Его ось наклонена примерно на 98 градусов относительно плоскости орбиты.

Для сравнения: наклон земной оси составляет около 23,4 градуса. Благодаря этому на Земле меняются времена года, но наша планета продолжает вращаться почти вертикально.

Уран же выглядит так, будто его опрокинули на бок. При принятом астрономами определении направления оси его вращение также считается обратным.

Один оборот вокруг своей оси Уран совершает приблизительно за 17 часов. При этом полный путь вокруг Солнца занимает около 84 земных лет.

Что могло опрокинуть Уран

Самое известное объяснение необычного положения Урана связано с мощным столкновением. На раннем этапе формирования Солнечной системы в планету могло врезаться крупное тело размером с Землю.

Удар мог изменить наклон оси и оставить Уран в положении, которое мы наблюдаем сегодня.

Однако эта гипотеза вызывает дополнительные вопросы. Вокруг Урана обращаются многочисленные спутники и кольца, расположенные примерно в плоскости его экватора. Это означает, что вся система каким-то образом приобрела похожий наклон.

Существуют модели, предполагающие не одно огромное столкновение, а несколько последовательных ударов. Рассматривается и возможность того, что ось Урана постепенно изменилась под влиянием гравитационного взаимодействия с другими молодыми планетами.

Точного ответа у науки пока нет. Исследования внутреннего строения, колец и спутников Урана могут помочь восстановить его историю.

Какие сезоны существуют на Уране

Сильный наклон оси создаёт на Уране необычные времена года. Во время движения планеты по орбите один из её полюсов может быть направлен почти прямо на Солнце.

Поскольку год на Уране длится около 84 земных лет, каждый сезон продолжается приблизительно 21 год. В определённые периоды одно полушарие получает солнечный свет в течение многих лет, а другое остаётся в продолжительной темноте.

Позже положение меняется. Солнце начинает освещать противоположное полушарие.

Несмотря на необычное положение планеты, Уран не получает много тепла. Он находится далеко от Солнца и остаётся одним из самых холодных миров Солнечной системы.

Бывает ли обратное движение у спутников

Ретроградное движение встречается не только у планет. Некоторые спутники обращаются вокруг своих планет в направлении, противоположном вращению самой планеты.

Известный пример — Тритон, крупнейший спутник Нептуна. Он движется по обратной орбите. Учёные считают, что Тритон мог сформироваться не рядом с Нептуном, а был захвачен его гравитацией.

Обратные орбиты имеют и многие небольшие внешние спутники планет-гигантов. Такие спутники часто движутся по вытянутым и сильно наклонённым траекториям.

Их необычные орбиты помогают учёным понять, как планеты захватывали небольшие небесные тела и как менялась Солнечная система.

Могут ли планеты изменить направление вращения

Теоретически направление вращения планеты может измениться. Для этого необходимо сильное внешнее воздействие или очень длительное влияние гравитационных и приливных сил.

Крупное столкновение способно быстро изменить скорость и наклон вращения. Приливное взаимодействие со звездой или спутником действует медленнее, но за миллиарды лет также может заметно повлиять на планету.

Например, Луна постепенно замедляет вращение Земли. Продолжительность земных суток очень медленно увеличивается, хотя изменения слишком малы, чтобы человек мог заметить их в повседневной жизни.

Полное изменение направления вращения крупной планеты требует особых условий. Поэтому подобные случаи встречаются редко и сохраняют сведения о далёком прошлом планетной системы.

Существуют ли необычно вращающиеся экзопланеты

За пределами Солнечной системы обнаружены тысячи планет. Многие из них находятся очень близко к своим звёздам и испытывают сильное приливное воздействие.

Некоторые экзопланеты, вероятно, постоянно обращены к звезде одной стороной. Такое состояние называется приливным захватом. На одном полушарии там может сохраняться вечный день, а на другом — вечная ночь.

Определить направление вращения далёкой планеты значительно труднее, чем установить параметры её орбиты. Астрономы изучают изменение света, движение облаков и особенности атмосферы.

Необычное движение атмосферы само по себе не всегда означает обратное вращение поверхности. Мощные ветры могут двигаться вокруг планеты быстрее и даже в другом направлении, чем вращается находящееся под ними небесное тело.

Почему обратное вращение важно для науки

Направление и скорость вращения сохраняют информацию о формировании планеты. Сильный наклон оси может указывать на древнее столкновение, а медленное вращение — на продолжительное воздействие звезды, атмосферы или спутников.

Изучая обратное вращение планет, учёные пытаются восстановить события, происходившие миллиарды лет назад. Венера помогает исследовать влияние плотной атмосферы и солнечных приливов, а Уран — последствия столкновений и гравитационного взаимодействия молодых планет.

Венера и Уран вращаются необычно не потому, что нарушают законы природы. Напротив, их движение показывает, насколько разнообразными могут быть результаты действия одних и тех же физических законов.