Строение вселенной

НЕБЕСНЫЕ ГОСТИ — КОМЕТЫ

Необычные небесные гости косматого вида, называемые кометами, редко рассматривались как счастливое предзнаменование. Большей частью религиозная пропаганда объявляла их предвестниками ужаса и всяких несчастий. Появлению комет приписывалось возникновение войн и эпидемий. Под влиянием таких суеверных страхов один современник зарисовал в старинной книге комету и то, что он в ней от страха увидел. Ему мерещились в комете десятки отрубленных голов с окровавленными бородами, кинжалы и сабли. В наше время ученые, чуждые суеверных страхов, наблюдая кометы, не видят в них никаких отрубленных голов, а изучают физическое строение комет и фотографируют их.

Уже давно было доказано, что все небесные тела притягиваются друг к другу и что планеты обращаются вокруг Солнца под действием взаимного тяготения. Почти три века назад доказали, что и кометы движутся в мировом пространстве по определенному пути, огибая Солнце и повинуясь его тяготению. Их путь в мировом пространстве можно точно определить, наблюдая видимое положение комет среди звезд, по отношению к которым они медленно перемещаются день ото дня.

Наблюдая одну из ярких комет, еще в конце XVII века точно вычислили путь, по которому она двигалась вокруг Солнца. Такие же расчеты проделали для комет, наблюдения над которыми были записаны в старинных книгах. Сравнивая пути в мировом пространстве, описанные разными кометами, заметили, что одна комета, наблюдавшаяся семьдесят пять лет назад, и другая, наблюдавшаяся сто пятьдесят лет назад, двигались по одному и тому же пути. Так пришли к заключению, что это одна и та же комета, периодически приближающаяся к Земле и Солнцу и становящаяся невидимой, когда она по своему пути, то-есть по своей орбите, уходит от них далеко. Очевидно, путь этой кометы очень вытянутый, и полный оборот по нему комета совершает за семьдесят пять лет. Учеными было предсказано, что эта комета, названная впоследствии кометой Галлея, снова приблизится к Земле и к Солнцу через семьдесят пять лет, в 1758 году.

Это открытие блестяще подтвердилось, и комета действительно вернулась в назначенный год. Ее появление ожидалось уже задолго и ни для кого не явилось неожиданностью. Стало ясно, что кометы не могут предвещать никаких несчастий, что они являются небесными телами, которые, подобно планетам, повинуются определенным законам природы, что ничего чудесного и сверхъестественного в их появлении нет.

В XVIII веке теория движения небесных тел была уже настолько развита, что ученые указали даже месяц, когда комета Галлея пройдет на кратчайшем расстоянии от Солнца. В своем предсказании они ошиблись всего лишь на три недели.

При последнем своем появлении, в 1910 году, комета Галлея приблизилась к Солнцу всего лишь на три дня позднее, чем ожидали. Так развитие науки позволяет заранее рассчитывать движение комет и определять их видимое место на небе все точнее и точнее. Несомненно, что в 1985 году, когда комета Галлея появится снова, она будет в назначенном учеными месте в точно определенный час.

Позднее ученые открыли еще много комет, периодически возвращающихся к Земле и к Солнцу и удаляющихся от них на некоторое время очень далеко. На большом расстоянии от Солнца кометы светятся очень слабо, но они продолжают свой путь, и мы, хотя и не видим их, всегда можем сказать, в какой части солнечной системы они сейчас находятся.

Известно уже более полусотни комет с периодом обращения меньше ста лет. Быстрее всего вокруг Солнца и по наиболее короткому пути обращается комета Энке-Баклунда. Каждые три с половиной года она приближается к Солнцу. До настоящего времени наблюдалось уже более сорока ее возвращений. Кстати сказать, целый ряд возвращений кометы Галлея в далеком прошлом можно было установить по записям в старинных русских, китайских и других летописях. Например, появление кометы в 1066 году было описано в русских и грузинских летописях.

Некоторые ученые специально посвятили себя поискам новых комет. Целые вечера просиживали они за телескопом, обшаривая небо. Иногда их терпеливый труд долго не вознаграждался, но бывало, что одному из астрономов удавалось за один вечер открыть сразу две кометы. Комета получала имя того, кто ее открыл. Много комет открыли русские ученые.

Каждый год открывают по нескольку комет, иногда более десятка.

Как выглядят кометы?

На такой вопрос нельзя ответить коротко. Кометы — это небесные хамелеоны, и вид их различен. Но даже одна и та же комета меняет свой вид в зависимости от того, на каком расстоянии от Солнца она находится.

Вдалеке от Солнца комета видна как маленький светлый туманный кружочек, более яркий в середине и размытый по краям. Подобные светлые туманные пятна в большом числе видны на небе и называются туманностями. Они находятся всегда в одних и тех же местах неба среди звезд и занесены в списки; положение каждой из них на небе и ее вид хорошо известны ученым. Кометы же отличаются от туманностей по их перемещению среди звезд. Довольно медленно комета перемещается среди звезд и каждый день видна уже на новом месте неба.

Когда комета приближается к Солнцу, то туманное пятнышко, каким она представляется, вытягивается по направлению к Солнцу, а яркость ее становится все больше и больше. Большинство комет, открываемых в настоящее время, остаются такими в течение всего времени их оборота вокруг Солнца. Тогда они наблюдаются только в телескоп и невооруженным глазом невидимы. Это так называемые телескопические кометы. Но бывают и более яркие кометы, у которых с приближением к Солнцу из туманного пятнышка протягивается в сторону, противоположную Солнцу, светлый луч, называемый хвостом кометы. Иногда он бывает совершенно прямой, а иногда изогнутый. Эта изогнутая форма хвоста некоторых комет давала раньше повод суеверным людям сравнивать кометный хвост с изогнутой саблей и заставляла их видеть в комете что-то ужасное.

Хвост кометы всегда направлен прочь от Солнца, как будто Солнце упрямо отталкивает кометный хвост. В самом деле это так. Солнце притягивает к себе ядро кометы (самую плотную, среднюю ее часть) и заставляет ее обращаться вокруг себя, но хвост кометы оно, наоборот, отталкивает. Ядро кометы видно как слабо мерцающая звездочка в середине головы. В телескоп и на фотографии можно видеть, как из ядра кометы по направлению к Солнцу выбрасываются струйки светящегося вещества, как они загибаются потом назад и, сливаясь позади кометы, образуют ее хвост. Явления, происходящие в кометах, подробнее всего были изучены замечательным русским астрономом Ф. А. Бредихиным и его последователем — лауреатом Сталинской премии С. В. Орловым.

Знаменитый русский ученый П. Н. Лебедев доказал, что хвосты комет направляются прочь от Солнца, потому что они состоят из очень мелких частиц. Такие мелкие частицы, совершенно невидимые глазом, как и всякие другие, притягиваются к Солнцу, но в то же время на них действует давление света.

Давление света действует, как и притяжение, на все тела, но для маленьких частиц давление солнечного света больше, чем их притяжение к Солнцу. Потому такие частицы, выделившиеся из ядра кометы, в конечном счете Солнцем отталкиваются. Давление света действует на поверхность частиц, оно зависит от ее размера, а притяжение зависит от веса частиц. У маленьких частиц при их малом весе поверхность сравнительно велика. Чтобы яснее себе это представить, сравним то, о чем мы сейчас говорили, с падением разных предметов на землю. Когда предмет падает вследствие притяжения его землей, то его движение тормозит сопротивление воздуха, которое тем больше, чем больше поверхность тела. Поэтому самый маленький гвоздик падает на землю гораздо быстрее, чем большая пушинка, имеющая большую поверхность. Точно так же человек с парашютом весит немного больше, чем без парашюта, но с открытым парашютом он опускается на землю медленно, потому что сопротивление воздуха для большой поверхности парашюта очень велико. Так световое давление по сравнению с тяготением для маленьких частиц кометного хвоста гораздо больше, чем для ядра кометы.

Хорошо известно, что голова и хвост кометы состоят из очень разреженных газов, которые выделяются из кометного ядра при его нагревании Солнцем. Чем ближе к Солнцу ядро кометы, тем сильнее оно нагревается и тем больше газов из него выходит. Когда этого газа выделяется достаточно много, то образуется заметный хвост.

В больших и ярких кометах, кроме газа, в голове и хвосте находится еще много мельчайшей пыли, которая образуется от столкновения твердого кометного ядра с небольшими камешками, носящимися в мировом пространстве. Такие камешки, ударяясь о твердое кометное ядро, частично разрушают его и создают много мелкой пыли, которая подхватывается солнечными лучами и уносится в хвост кометы.

Вещество, заключенное в кометном ядре, постоянно уносится в хвост и рассеивается оттуда в мировое пространство. Хвост, тянущийся за кометой на расстояние иногда столь же громадное, как расстояние от Земли до Солнца, несколько похож на струю дыма, тянущегося за бегущим паровозом. И этот дым образуется за счет все нового и нового выбрасывания частиц, рассеивающихся в пространстве.

Но из каких же газов состоит хвост кометы?

Это окись углерода, или угарный газ, какой образуется в комнате, если мы закроем печку раньше, чем прогорело топливо. Голова кометы состоит из паров углерода и газа, который называется циан.

Суеверные люди всего боятся.

Когда они узнали, что кометы не могут быть причиной войн или болезней и что с этой стороны комет бояться нечего, они стали бояться столкновения Земли с кометой. Они думают, что комета в своем беге вокруг Солнца может наскочить на земной шар и разбить его вдребезги. Служители церкви охотно поддерживают такие страхи.

Действительно, комет в мировом пространстве очень много. По выражению одного ученого, комет в мировом пространстве столько же, сколько рыб в океане. Кроме полусотни комет с коротким периодом обращения вокруг Солнца, нам известны сотни комет с такими длинными периодами обращения, что до сих пор наблюдалось лишь по одному появлению таких комет. Однако размеры небесных тел так малы по сравнению с расстоянием между ними, что столкновение Земли с кометой может происходить чрезвычайно редко. И представьте себе, что такие случаи уже были.

Например, в 1910 году 19 мая Земля прошла через хвост кометы Галлея, а многие этого и не подозревали. Некоторые люди страшно боялись предстоящего столкновения Земли с хвостом кометы Галлея и ожидали, что наступит конец света. В царской России на улицах и в церквах служили молебны для отвращения ожидаемых ужасов.

Земля погрузилась в хвост кометы Галлея, пробыла в нем несколько часов и вышла из него как ни в чем не бывало. Даже ничтожной примеси кометных газов в воздухе не было обнаружено, потому что газы, из которых состоит комета, чрезвычайно разрежены.

С каждым своим возвращением к Солнцу комета светится слабее — это показал киевский ученый С. К. Всехсвятский.

Но что будет, если Земля столкнется с ядром кометы, которое, по — видимому, твердое?

Наблюдалось не раз, что кометные ядра легко разрушаются. Например, в прошлом столетии комета Белого на глазах у наблюдателей распалась на две части. Из нее получились две кометы, бежавшие друг за другом вокруг Солнца. Через шесть лет обе кометы снова вернулись к Солнцу, но уже светящимися. С тех пор они пропали. В 1877 году, в ноябре, Земля должна была столкнуться с ядром исчезнувшей кометы Белого. В эту ночь наблюдался дождь падающих звезд. Падающие звезды — это мелкие камешки, влетающие из мирового пространства в земную атмосферу и испаряющиеся в ней, не долетев до Земли. Они испаряются благодаря сопротивлению воздуха, который тормозит их движение и нагревает их, так что они превращаются в пар. Мелкие камешки, часть которых, столкнувшись с Землей, произвела явление падающих звезд, — вот все, что осталось от кометы Белого. Ядра других комет тоже представляют собой небольшую кучку мелких камней, столкновение которых с Землей не страшно.

Падающие звезды, наблюдаемые нами, — это осколки распавшихся комет. Каким образом происходит этот распад ко — метных ядер, недавно выяснил казанский астроном А. Д. Дубяго. Проведенное автором этой книжки изучение кометных ядер показало, что кучка камней, из которых состояло ядро большой и яркой кометы Галлея, если их собрать вместе, составляет всего лишь 60 километров в поперечнике. Это гораздо меньше размеров земного шара. И так как это ядро — не один большой кусок, а множество очень мелких, то его столкновение с Землей совсем не страшно, но даже и это столкновение очень мало вероятно.

Видим мы комету иногда большой, яркой и даже страшной на вид, но вещества-то в ней почти никакого и нет.

Это «видимое ничто» — вот как можно назвать кометы.