Внуки Солнца

«Тихие звезды»

При желании каждый человек может без труда наблюдать невооруженным глазом различные небесные объекты: Солнце, Луну, звезды, планеты, метеоры — «падающие звезды». Даже полет искусственного спутника Земли — явление для нас нередкое. Стоит лишь не полениться и, гуляя по вечерам, временами поглядывать на небо.

А вот комету большинство обитателей Земли не видели никогда. Тому причиной два фактора. Во-первых, появление на небе достаточно ярких комет — явление действительно редкое. Во-вторых, комета в отличие, например, от метеора не проносится по небесному своду, привлекая к себе внимание, а устраивается среди звезд и ведет себя настолько «тихо», что заметить ее могут лишь астрономы-профессионалы или очень дотошные любители. Но и тех и других в мире очень мало. Может быть, вы, дорогие читатели, пополните их ряды?

Как же выглядит комета на небе?

В отличие от мерцающих звезд и четко очерченных планет комета выглядит как туманное светящееся пятнышко. Это пятнышко называют головой кометы. Если кометы очень яркие и их без труда можно наблюдать невооруженным глазом, то они всегда имеют светящиеся длинные хвосты. Именно поэтому их назвали «кометы», что в переводе с греческого означает «хвостатые звезды» (рис. 9).

Как выглядят слабые кометы, едва различимые глазом пли практически невидимые, можно установить, анализируя их фотографии, полученные с помощью больших телескопов. Эти кометы также имеют едва заметные короткие хвостики. Однако все кометы, и яркие, и слабые, когда уходят очень далеко от Солнца, выглядят как едва заметные туманные пятнышки с размытыми краями. Хвосты на таких огромных расстояниях не удается различить даже на фотографиях.

Рис. 9. Комета Мркоса 1957 V. Хорошо видны хвосты кометы

Удивительно, что хвост кометы практически всегда направлен в сторону, противоположную Солнцу. Поэтому когда комета из межпланетного пространства приближается к нашему светилу, то движется она головой вперед, как всякое создание, имеющее голову и хвост. А вот когда, обогнув Солнце, комета удаляется от него, то хвост движется впереди головы. Комета как бы подобострастно пятится, не смея показать «спину» всесильному владыке.

Голова или, как ее еще называют, кома — самая яркая часть кометы. Внутри ее предполагается твердое ядро. Размеры ядра по космическим масштабам просто ничтожны — километры или десятки километров. Сравните, например, с диаметром Луны — почти 3500 километров, или с диаметром Земли — около 13 000 километров. Мы ужо не говорим о диаметре Солнца — почти 1 400 000 километров!

И вот такая крошка оказывается окруженной огромной газопылевой оболочкой, которая может достигать в поперечнике более 100 тысяч километров, а хвост может растягиваться па многие миллионы километров. Однако массы комет невелики: они не превышают одной миллионной доли массы Земли.

Предполагается, что на больших расстояниях от Солнца кометы представляют собой голые ядра, т. е. глыбы твердого вещества, состоящего из обыкновенного водяного льда и льда из метана и аммиака. В лед вморожены каменные и металлические пылинки и песчинки.

При приближении к Солнцу этот очень грязный лед начинает испаряться, создавая вокруг ядра огромную газопылевую оболочку. Под действием давления солнечного спета часть газов оболочки отталкивается в сторону, противоположную Солнцу, образуя хвост. У некоторых комет эти процессы протекают настолько интенсивно, что оболочка и хвост достигают чудовищных размеров. Так, па-пример, диаметр оболочки сверхгигантской кометы Холмса в 1882 году был равен 1,5 миллиона километров, а длина ее хвоста достигала 300 миллионов километров!

За обозримое прошлое человечества было открыто много комет. Каждая из них имеет свои особенности и, конечно, достойна нашего с вами внимания. Мы постараемся более или менее подробно познакомиться с некоторыми из них и прежде всего с кометой Галлея.

Кстати, иногда можно слышать, что эту комету открыл великий итальянский ученый Галилео Галилей. Это неверно. Комета названа по имени английского астронома, дипломата и переводчика Эдмунда Галлея.

305 лет назад 26-летний астроном Галлей обнаружил на небе очень интересную комету, которая за несколько дней сильно увеличила свой блеск. При этом хорошо был заметен длинный хвост. Галлей тщательно провел наблюдения кометы, старался не пропустить ни одного вечера. Это оказалось как нельзя кстати, поскольку комета очень быстро угасала, становясь недоступной для дальнейших наблюдений.

На свидание с Солнцем

К этому времени уже были обнаружены несколько сотен комет и предполагалось, что таинственные небесные странницы приходят к нам из далеких безвестных глубин межзвездного пространства, совершая удивительное «паломничество». Они торжественно подходят к Солнцу на расстояние в несколько десятков или сотен миллионов километров, «приветствуют» его и затем пускаются в обратный путь. При этом чем дальше кометы уходили от Солнца, тем сильнее ослабевал их блеск, пока совсем не пропадал. Так заканчивался каждый вояж.

Куда направлялись таинственные визитеры: искать ли другие солнца, или возвращались в какой-то давно обжитый «дом», скрытый от нашего взора далекими километрами космических расстояний? Долгое время это оставалось загадкой. Большинство астрономов предполагали, что каждая комета приходит к Солнцу лишь один раз и затем навсегда покидает его окрестности.

Однако эта мысль утвердилась не сразу. Еще Аристотель — могучий авторитет среди научного мира, задумываясь о природе комет, выдвинул гипотезу, что кометы имеют земное происхождение. Они, якобы, порождаются в атмосфере Земли, «висят» на сравнительно небольшой высоте, медленно проплывая по небу. Предполагалось, что кометы появлялись неспроста, они предшествовали различным бедствиям, которые обрушивались на людей: войнам, голоду, наводнениям, засухе и т. п. Поскольку в человеческой истории такие испытания не были редкостью, то, зачастую, действительно в год, когда появлялась какая-нибудь комета, происходили памятные события. Это еще больше укрепляло в людях убеждение, что кометы проходят достаточно близко от места бедствия.

Удивительно, что точка зрения Аристотеля господствовала около двух тысячелетий, и никакие попытки поколебать ее не давали положительного результата. Хотя некоторые ученые склонны были думать, что кометы все-таки приходят из каких-то далеких, неведомых нам глубин космического пространства. Только в конце XVI века идея Аристотеля была опровергнута. Как же это произошло?

Давайте проделаем маленький и доступный эксперимент. Возьмите карандаш, расположите его вертикально и па расстоянии вытянутой руки смотрите па него, попеременно закрывая то левый, то правый глаз. Вы заметите, что карандаш будет «прыгать» то влево, то вправо относительно предметов, находящихся за карандашом, например относительно розетки на стене. Это происходит потому, что глаза расположены на определенном расстоянии друг от друга, и, когда вы закрываете попеременно то один, то другой глаз, вы смотрите на карандаш из разных точек пространства. Такое кажущееся смещение называется параллаксом. Если же карандаш отнести на большое расстояние от глаз, то параллакс не будет заметен. Получается, что близко расположенный предмет имеет большой параллакс, а удаленный предмет имеет очень маленький параллакс, практически незаметный.

Так вот, в конце XVI века астрономы наблюдали яркую комету с двух наблюдательных пунктов, очень удаленных друг от друга. Оба пункта действовали, как «два глаза». Если бы комета находилась в атмосфере, т. е. недалеко от наблюдателей, то должен был бы наблюдаться параллакс: с одного пункта комета должна быть видна на фоне одних звезд, а с другого — на фоне других. Однако наблюдения показали, что никакого параллакса не было, и, значит, комета находилась гораздо дальше, чем даже Луна. Земная природа комет была опровергнута, что сделало их еще более таинственными. Одна тайна сменилась другой, еще более заманчивой и недоступной.

У многих астрономов сложилось мнение, что кометы приходят к нам из межзвездных глубин, т. е. не являются членами нашей Солнечной системы. Мало того, в какой-то момент даже предполагалось, что кометы приходят к Солнцу по прямолинейным траекториям и по таким же прямолинейным траекториям уходят от него.

Любопытно, что эта «прямолинейная версия» появилась, когда Кеплер уже доказал, что все планеты движутся вокруг Солнца по замкнутым эллиптическим орбитам.

Что ж, в этом состоит еще одна прелесть науки: иногда самые, казалось бы, очевидные идеи проходят мимо внимания ученых, пока вдруг кто-то из них, наиболее внимательный и смелый, не сделает решающего шага. Хотелось бы, чтобы вы, дорогой читатель, оказались среди них.

В те далекие времена считалось, что все доселе наблюдавшиеся кометы пришли из межзвездного пространства и туда же вернулись опять.

О чем говорит орбита?

Трудно сказать, сколько времени продолжалось бы такое положение, если бы не одно важнейшее событие в истории человечества.

Гениальный естествоиспытатель, великий физик и математик Исаак Ньютон завершил выдающийся научный труд, связанный с анализом движения планет вокруг Солнца, и сформулировал закон всемирного тяготения: сила взаимного притяжения между двумя телами прямо пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Иными словами, чем массивнее тела и чем меньше расстояние между ними, тем сильнее они притягиваются друг к другу.

Согласно этому закону природы все планеты движутся вокруг Солнца не произвольным образом, а строго по определенным орбитам. Орбиты эти представляют собой замкнутые линии. Напомним, что замкнутыми линиями являются, например, окружность, эллипс, т. е. линии у которых начала сливаются с концами.

Орбиты планет являются эллипсами. Правда, эти эллипсы не очень сильно вытянуты. Например, орбита, по которой движется наша Земля, является почти круговой.

Галлей обратился к Ньютону с предложением рассмотреть, как должны двигаться кометы в соответствии с законом всемирного тяготения. Напомним, что бытовало представление, что кометы движутся к Солнцу и от него по прямолинейным траекториям.

По-видимому, Ньютон посчитал просьбу Галлея серьезной, поскольку с большой охотой приступил к исследованиям. Согласно результатам этих исследований, кометы в зависимости от различных условий должны описывать около Солнца либо эллипс, либо параболу, либо гиперболу.

Чтобы представить себе, как выглядит парабола (если вы не помните этого из курса средней школы), нарисуйте карандашом вытянутый эллипс, затем половину его сотрите резинкой, а две торчащие линии продолжите до края листа и представьте себе, что эти линии так и уходят в бесконечность, никогда не пересекаясь. Параболу также можно изобразить с помощью гибкого прутика ивы. Возьмите прутик двумя руками за оба конца и аккуратно, чтобы не сломать, согните его до положения, когда концы прутика станут параллельными, и после этого слегка раздвиньте — получится парабола. Теперь раздвигайте концы прутика до тех пор, пока не образуется почти прямой угол. Это будет гипербола (рис. 10).

Рис. 10. Схематические изображения возможных орбит тел Солнечной системы (точных окружностей не бывает; например, орбита Земли — эллипс, но очень близкий к окружности)

Таким образом, вы видите, что в отличие от эллипса и парабола, и гипербола не являются замкнутыми линиями: их концы никогда не соединяются с началами.

Итак, согласно Ньютону, кометы движутся либо по эллиптическим, либо по параболическим, либо по гиперболическим орбитам, причем в фокусе каждой орбиты находится Солнце. Фокус кривой — это некоторая точка F, лежащая в плоскости этой кривой. Фокусы у парабол, гипербол и эллипсов расположены вблизи закруглений этих кривых. Очевидно, что у параболы и гиперболы имеется по одной такой точке, в ней и находится Солнце, а у эллипса таких точек две, и Солнце находится в одной из них.

Мы говорим об этом столь подробно, чтобы дать вам некоторую информацию к размышлению. Если вы сейчас отложите книжку и немного поразмышляете, то сами

Убедитесь, какой важный метод исследования открыл Ньютон. Астрономам достаточно вычислить орбиту кометы, и эта орбита сама «скажет», вернется ли комета к Солнцу, или навсегда покинет его.

Легко сообразить, что если орбита окажется параболической или гиперболической, т. е. незамкнутой, то комета, имеющая такую орбиту, уже никогда не вернется.

Совсем другое дело, если орбита окажется эллиптической. Поскольку эллипс — линия замкнутая, комета должна обязательно вернуться в ту точку пространства, в которой ее уже наблюдали с Земли. Когда же это произойдет? Тогда, когда комета сделает один оборот вокруг Солнца.

А сколько для этого понадобится времени? Например, Земля совершает один оборот вокруг Солнца за каждые 365 дней, т. е. за год. А Юпитер, который отстоит от Солнца намного дальше, чем Земля, совершает один оборот за 4329 дней, т. е. почти за 12 земных лет.

Сколько же времени нужно комете, движущейся по эллипсу, чтобы сделать один оборот? Это зависит от различных параметров эллипса, в частности от расстояния между его фокусами. Чем меньше это расстояние, тем быстрее комета совершит оборот вокруг Солнца.

Надо сказать, что вычислить орбиту кометы по данным наблюдений — задача очень трудная. Это прекрасно понимал Ньютон, и поэтому первую орбиту он рассчитал сам.

В те далекие времена не было ни вычислительных машин, ни микрокалькуляторов, ни даже арифмометров. Все вычисления делались вручную. Для этого составлялись специальные громоздкие таблицы, а сами вычисления могли продолжаться долгие месяцы, а иногда и годы.

Орбита кометы, которую рассчитал Ньютон, оказалась эллиптической, и он сделал вывод, что комета должна вернуться.

Каменистые тропы науки

Вдохновленный научным подвигом Ньютона, Галлей стал собирать сведения о ранее наблюдавшихся кометах. Это было, конечно, очень непростое дело. Нужно было разыскать древние летописи, рукописи астрономов из различных стран, в которых приводились координаты комет на небе и достаточно точные данные о времени каждого наблюдения.

Галлею удалось собрать данные о многих кометах, и он приступил к труднейшей и изнурительной работе — вычислению их орбит.

К 1705 году Галлей рассчитал орбиты 20 комет, которые наблюдались после 1337 года. Но неутомимый ученый не остановился на этом. Он с великим усердием принялся анализировать результаты своего уникального труда. Каково же было его удовлетворение, когда он установил, что у комет 1607 и 1682 годов орбиты оказались удивительно похожими друг па друга.

Неужели это одна и та же комета? Если это так, то один оборот она делает за 75 лет, т. е. эта комета должна была наблюдаться и за 75 лет до 1607 года. И действительно, Галлей выяснил, что по такой же точно орбите двигалась и комета 1531 года!

Вы уже, наверное, угадали следующий шаг Галлея? Да, раз последнее наблюдение этой кометы состоялось в 1682 году, значит очередное ее появление должно произойти через 75 лет. Именно Галлеем было предсказано, что в 1758 году комета вновь вернется к Солнцу.

Галлей не дожил до дня своего триумфа. Он скончался в 1742 году в возрасте 86 лет.

Надо сказать, что пути в науке никогда не бывают гладкими. Наоборот, они просто усеяны трудностями, противоречиями, разочарованиями, и преодолеть их не всякому под силу. Не минула чаша сия и Галлея. Еще анализируя кометные орбиты, он обратил внимание, что возвращение кометы иногда происходит не точно через 75 лет, а с разницей в несколько месяцев и даже в один год. В чем дело, ни Галлей, ни его современники точно сказать не могли. Поэтому Галлей, предсказывая появление кометы в 1758 году, не мог назвать месяц, когда комета будет хорошо видна с Земли.

И вот наступил 1758 год. Астрономы приникли к окулярам своих телескопов, надеясь первыми обнаружить комету и известить мир о том, что пришла пора взглянуть на чудо научного предсказания и воздать должное незабвенному Галлею. Но напрасны были их ожидания. 1758 год проходил, а комета не появлялась.

Что же случилось? Предсказание Галлея было ошибкой, или комета опаздывала?

Как всегда, общество разделилось на два лагеря. Большая часть скептически настроенных людей, для которых безвозмездный труд астрономов казался чудачеством, если не сказать глупостью, откровенно смеялись над наивностью одураченной публики. Люди более образованные и особенно астрономы очень хотели, чтобы предсказание Галлея сбылось. Но… комета не появилась.

Что могло задержать ее в пути? По-видимому, влияние больших планет Юпитера и Сатурна — к такому мнению пришли многие ученые. Что же оставалось делать? Ждать? Ведь методов учета влияния планет на движение комет еще не было.

И вот за эту труднейшую задачу берется французский математик Алексис Клеро. По-видимому, Клеро самому пе удалось бы справиться с огромной вычислительной работой, которую требовала разработка метода, но ему мужественно помогли французский астроном Жозеф Лаланд и жена известного в Париже механика и конструктора часов Николь Лепот. Несмотря на эту помощь Клеро работал чрезвычайно интенсивно, отказывая себе в полноценном сне и отдыхе, и подорвал свое здоровье. Не щадили себя и его помощники, особенно мадам Лепот. Лаланд впоследствии вспоминал, что без ее энтузиазма, самопожертвования, веры в успех нечего было и начинать это безнадежно трудное дело.

Главная трудность заключалась в том, что нужно было рассчитывать расстояния между кометой и Юпитером и Сатурном па протяжении 150 лет для несметного множества точек на орбите кометы. Ведь в каждой из этих точек сила притяжения, которая действовала на комету со стороны Юпитера и Сатурна, непрерывно менялась.

Целых шесть месяцев работали Клеро, Лаланд и Лепот, что называется, не разгибая спины. По их еще не законченным данным становилось ясно, что комета в пути, что скоро ее можно будет обнаружить.

Чтобы объявить результат работы хоть на несколько дней раньше, чем комета будет обнаружена на небе, «могучая тройка» решила провести заключительные расчеты по более грубому методу. И 15 ноября 1758 года па заседании Парижской академии наук был объявлен результат: комета подойдет к Солнцу на ближайшее расстояние (эта ближайшая точка называется перигелием) 13 апреля 1759 года. Из-за применения более грубого, но ускоренного метода погрешность может составлять 30 суток в ту или другую сторону.

Общество вновь всколыхнулось. Астрономы бросились к своим телескопам. Поскольку до прохождения перигелия оставалось совсем немного времени, комету, пусть еще очень слабенькую, можно увидеть на пути к Солнцу.

Поистине, пути науки неисповедимы! Лучшие астрономы того времени обшаривали каждый уголок небесного свода, но удача прошла мимо них, как вода через решето. Первым комету увидел никому не известный немецкий крестьянин по фамилии Палич, который в ночь под рождество 25 декабря 1758 года не танцевал и не пел вокруг елки, а внимательно всматривался в звездное небо, отыскивая небесную странницу.

Предсказание Галлея сбылось.

Через перигелий комета прошла 13 марта 1759 года — только на 32 дня раньше, чем предсказали Клеро, Лаланд и Лепот. Если вы помните, это произошло из-за того, что метод расчета был на конечной стадии упрощен. Общественность понимала, что победа была полной.

Земля ныряет в хвост кометы

Комету наблюдали очень тщательно, стараясь получить как можно более точные данные о ее положении среди звезд и отмечая моменты времени с максимально возможной точностью, чтобы использовать полученные сведения для расчета ее следующего появления уже в XIX веке.

Комета получила имя Галлея в честь ее первооткрывателя.

Следующее появление кометы происходило, когда возможности ученых неизмеримо выросли по сравнению с наблюдениями 1758–1759 годов. Ведь 75 лет даже для темпов развития науки XVIII–XIX веков — срок немалый. Были изобретены новые, более светосильные телескопы, создана такая мощная область науки как небесная механика, благодаря которой данные о появлении кометы рассчитывались с учетом влияния не только Юпитера и Сатурна, но и всех остальных известных тогда планет: Меркурия, Венеры, Земли, Марса и Урана. Мало того, была вычислена дата прохождения перигелия, что, как мы видели, является чрезвычайно трудной задачей, а также предвычислен путь кометы на небе среди звезд. Это означало, что еще задолго до сближения кометы с Солнцем ее можно обнаружить на небе не путем долгого и «слепого» поиска, как это сделал Палич в 1758 году, а с помощью телескопа, наведенного в точку на небе, вычисленную теоретически. Именно так она была обнаружена 6 августа 1835 года.

В сентябре 1835 года известный русский астроном Василий Яковлевич Струве наблюдал очень редкое явление — комета заслонила собой далекую звезду. Если у кометы есть плотное крупное ядро, то оно должно на некоторое время заслонить от нас свет звезды. По времени «затмения» звезды можно было оценить размеры ядра кометы. Именно этого ожидал с нетерпением Струве.

Однако все произошло иначе. Звезда светила сквозь центральную часть кометы с той же силой, что и через периферийные части. На основании этих наблюдений были сделаны очень важные выводы о том, что, во-первых, вещество в голове кометы сильно разрежено и, во-вторых, что у кометы либо вовсе отсутствует твердое ядро, либо ядро имеет ничтожные размеры.

Удивлению астрономов не было предела. Природа комет стала еще загадочнее. Их даже стали называть «видимое ничто».

Прошло еще 75 лет. За этот период арсенал астрономов неизмеримо вырос. Появились новые телескопы, были выстроены прекрасные обсерватории, была открыта еще одна планета Нептун и ее влияние на движение кометы тоже было учтено.

Но, пожалуй, главным отличием от наблюдений 1835 года было применение фотографии в астрономических наблюдениях. Комету можно было не только увидеть глазом, но и сфотографировать на крупнейших телескопах.

Итак, начало XX века. Газеты всего мира пестрят сообщениями о предстоящем появлении кометы Галлея. Ученые ждали комету с нетерпением, а многие обыватели — со страхом. Эти чувства усугублялись предсказаниями астрономов о том, что комета должна пройти между Землей и Солнцем и своим хвостом накрыть Землю, т. е. наша планета должна будет несколько часов двигаться через хвост кометы.

18 мая 1910 года Земля «нырнула» в кометный хвост. Ученые, тщательно подготовившись к этому уникальному моменту, вели активные геофизические наблюдения. Постоянно брались на анализ пробы воздуха, в различных точках на планете измерялась интенсивность свечения неба, однако никаких аномалий зарегистрировано не было. Стало ясно, что, если бы газетчики и журналисты широко не оповестили читателей о том, что ожидает Землю в ближайшее время, ни один человек не заметил бы, что Земля прошла через хвост кометы.

В тот же день, 18 мая 1910 года, произошло еще одно важное событие. Как вы помните, в это время комета проходила между Землей и Солнцем. Расстояние до кометы составляло 23 миллиона километров. Комета проходила на фоне солнечного диска, поэтому опять представилась уникальная возможность обнаружить ее ядро. Наблюдательные возможности позволяли обнаружить ядро, если оно имеет в поперечнике не менее 30 километров. В этом случае по диску Солнца должна была пройти темная точка. Но ожидания и в этот раз оказались тщетными. Ядро вновь обнаружить не удалось.

В 1910-году комета очень хорошо была видна невооруженным глазом. Ее хвост простирался по небосводу на расстояние до 60 поперечников полной Луны. Было проведено большое количество наблюдений, получено около 500 фотографий головы и хвоста кометы, а также около 100 фотографий с изображением ее спектров.

Очевидцами следующего появления кометы Галлея стали мы с вами. Кстати, это было ее 30-е появление, отмеченное в анналах истории. Комета прошла перигелий 9 февраля 1986 года. Однако подготовка к встрече с ней началась задолго до ее появления.

Вы, наверное, помните, что каждая новая встреча с кометой отличалась от предыдущей. За 75 лет астрономия уходила далеко вперед, и поэтому каждый раз наблюдения были все совершеннее.

Так, появление кометы 1758 года было впервые предсказано. В 1835 году был предвычислен даже путь кометы среди звезд, что позволило обнаружить ее задолго до приближения к Солнцу. В 1910 году астрономы имели в своем распоряжении такое мощное средство наблюдения, как астрономическая фотография. Как же собирались встретить знаменитую комету ученые в конце XX века?

Расчеты показали, что, к великому сожалению, условия видимости кометы в момент ее самого близкого расположения к Солнцу будут самые худшие за все последние 2000 лет! Напомним, что условия видимости зависят от взаимного расположения Земли, кометы и Солнца.

Так вот, в феврале 1986 года это расположение оказалось очень неблагоприятным. Было известно, что Земля и комета будут расположены по разные стороны от Солнца. Комета будет проецироваться на дневное небо рядом с Солнцем и, конечно, видна не будет.

Тем не менее было ясно, что надо сделать все возможное, чтобы получить как можно больше информации.

Место встречи изменить нельзя

На 18-й Генеральной ассамблее Международного астрономического союза в Греции в 1982 году была утверждена Международная программа наблюдений кометы Галлея. Большое место в реализации этой программы было отведено советским ученым. Поэтому в нашей стране была разработана советская программа наземных исследований кометы Галлея (СОПРОГ). В наблюдениях по этой программе приняли участие все ведущие астрономические учреждения страны.

Кроме того, было принято решение исследовать комету не только всеми возможными на Земле средствами, но и направить к комете космические аппараты.

Вы, конечно, понимаете, что любой космический эксперимент — задача во всех звеньях чрезвычайно сложная. Это касается разработки проекта, конструирования аппарата и различных приспособлений, создания специальной научной аппаратуры, управления полетом, передачи информации на Землю и многого другого.

До сих пор космические миссии направлялись только к очень крупным телам Солнечной системы: к Луне, планетам Венере, Марсу, Юпитеру, Сатурну. Кометы же очень резко отличаются от них и своими размерами, и строением вещества.

Главная задача, которую предполагалось решить с помощью космических миссий к комете Галлея, — это исследовать ее ядро и околоядерную область. Для этого надо было, чтобы аппарат прошел достаточно близко от ядра. Он должен был «найти» комету, навести на нее необходимые приборы, произвести исследования и передать результаты на Землю. Задача осложнялась еще и тем, что скорость, с которой космический аппарат и комета должны пролететь друг относительно друга, должна быть фантастической: 80 километров в секунду! Итак, всю исследовательскую программу надо выполнить без сучка и задоринки за несколько минут.

Конечно, предприятие было рискованное. Ученые должны были дать гарантию, что эти несколько минут будут плодотворными и что подготовка, на которую уйдут годы, будет оправдана.

Но посудите сами, как нелегко дать такую гарантию! Надо исключительно точно рассчитать траекторию полета космического аппарата, чтобы он, пролетев больше сотни миллионов километров, оказался в данное время в данной точке пространства. Не раньше и не позже. Именно в этом месте и ни в каком другом. Вот уж поистине, место встречи изменить нельзя!

При подлете к комете аппарат должен так сориентироваться, чтобы исследовать именно комету, а не какой-либо другой участок космического пространства. Мало того, все приборы должны быть в полном рабочем состоянии, несмотря на беспрецедентный космический полет, с оптических приборов должны автоматически сняться защитные крышки, телекамеры должны увидеть именно кометное ядро, а полученная многообразная информация должна поступить именно на Землю, а не в какую-нибудь другую область Солнечной системы.

Мы не имеем возможности поведать о тех горячих дискуссиях, которые предшествовали разработке уникального проекта. Достаточно сказать, что в такой развитой в научном и техническом отношении стране как США ученым так и не удалось добиться осуществления очень интересного проекта космического исследования знаменитой кометы. В 1981 году, когда американские ученые еще надеялись на то, что их правительство выделит средства на мирный научный эксперимент, они через крупный астрономический журнал обратились к населению страны с просьбой организовать добровольный сбор средств в поддержку космического эксперимента. Ученые подчеркивали, что если эксперимент не состоится, то следующая возможность исследовать комету Галлея представится лишь в 2061 году! Конгресс США достаточно долго дебатировал этот вопрос, но эксперимент так и не был финансирован.

В конце концов реальными оказались пять миссий: две советские «Вега-1» и «Вега-2», «Джотто», осуществленная на средства нескольких западноевропейских стран, и две маленькие японские станции «Суисей» и «Сакигаке».

Организатором и руководителем советского проекта стал академик Р. 3. Сагдеев. Проект получил название «Вега» (сокращенно от «Венера — Галлей»). Как видно из названия, объектом исследования была не только комета Галлея, но и планета Венера.

Проект предполагал три этапа исследований:

1) многостороннее изучение атмосферы и поверхности Венеры с помощью специальных аппаратов, осуществляющих автоматическую посадку на далекую планету;

2) детальное изучение закономерностей перемещения атмосферных масс Венеры с помощью аэростатов, запущенных с космического аппарата;

3) пролет мимо ядра кометы Галлея.

Именно этот третий этап был наиболее сложным, ответственным и необычным. Аналогов такому эксперименту в истории космических исследований еще не было.

В подготовке к эксперименту принимали, активное участие ученые нескольких стран. Так, специальную поворотную платформу, на которой размещались оптические приборы, разработали советские и чехословацкие специалисты, уникальный прибор для ориентации платформы на исследуемый объект разработан советскими, венгерскими и французскими учеными. Специальный прибор для измерения температуры ядра был изготовлен во Франции. Прибор для получения спектров излучения впутренних областей головы кометы совместно разрабатывали и изготовили советские, болгарские и французские специалисты.

Кроме того, активное участие на различных стадиях разработки проекта принимали ученые из Австрии, ГДР, Польши, ФРГ.

15 декабря 1984 года автоматическая межпланетная станция «Вега-1» отправилась с космодрома Байконур в далекое путешествие. Ровно через шесть дней стартовала и «Вега-2». Их путь лежал к «сестре» Земли — планете Венера.

Лишь в июне 1985 года обе «Веги» достигли Венеры и выполнили серию необходимых экспериментов. Затем, совершив сложный маневр, станции направились к месту встречи с кометой Галлея.

Как уже говорилось, основной задачей станций было исследование ядра кометы. Поскольку скорость полета была очень большой, решено было осуществить пролет мимо ядра кометы обеих станций на расстоянии около 10 000 километров. Подходить ближе было опасно, так как ядро окружено облаком пыли. Пылинки, ударяясь со скоростью 80 километров в секунду о различные части исследовательских приборов, могли вывести эти приборы из строя еще до подлета к ядру. Так и случилось с одной из зарубежных станций, пролетевшей значительно ближе к ядру.

6 марта 1986 года станция «Вега-1» прошла мимо ядра кометы Галлея на расстоянии 8900 километров, а 9 марта «Вега-2» прошла на расстоянии 8000 километров.

Можно представить себе, какое волнение испытывали создатели проекта, когда 6 марта 1986 года наступило мгновение пролета «Веги-1» мимо ядра кометы. Ведь сигнал со станции из-за огромного расстояния поступил не сразу, а лишь через несколько минут. Эти минуты ожидания стоили, наверное, создателям не меньше, чем долгие месяцы полета.

Наконец на специальных телеэкранах появилось изображение: анализ эксперимента века начался.

Какое оно — ядро?

Даже сейчас, через многие месяцы, обработка данных, полученных в результате космического эксперимента и наземных наблюдений, продолжается. Пока можно обсуждать лишь предварительные результаты.

Прежде всего можно сказать, что ядро кометы — это монолитное тело вытянутой формы, имеющее длину около 18, ширину около 12 и толщину около 8 километров. По виду оно похоже на большую картофелину. Поверхность ядра — черного цвета и напоминает хлебную корку.

Ежесуточно ядро выбрасывает из своих недр несколько миллионов тонн водяного пара и газов и около миллиона тонн пыли. Это говорит о том, что корка имеет пористое строение, а внутри ядра содержится большое количество льда. Под воздействием солнечного излучения лед под коркой нагревается и испаряется через поры. При этом очень часто водяного пара скапливается так много, что он разрывает плотную корку и устремляется наружу. Проявление таких «кометных вулканов» было неоднократно зарегистрировано и при наблюдениях с Земли. После каждого извержения «рана» быстро зарастала новой коркой.

Рис. 11. Отрыв плазменного хвоста кометы Галлея (снимок получен С. И. Герасименко на 40-сантиметровом астрографе Цейса в Гиссарской обсерватории 6 января 1986 г.)

Благодаря космическому эксперименту ученые впервые увидели кометное ядро, которое оказалось очень похожим на спутники Марса Фобос и Деймос, а также на малые спутники Сатурна и Урана. А это свидетельствует о том, что на заре формирования Солнечной системы кометные ядра могли образовываться в сравнительной близости от Солнца приблизительно в районе между орбитами планет-гигантов Юпитера и Нептуна. В дальнейшем ядра будущих комет могли быть выброшены гравитационным полем планет на окраины Солнечной системы. Как уже отмечалось, космический эксперимент успешно дополняли разносторонние наземные наблюдения и наблюдения с искусственных спутников Земли (рис. 11).

Рис. 12. Башня 1-метрового телескопа Цейса высокогорной обсерватории Санглок Института астрофизики АН ТаджССР

Так, советская астрофизическая станция «Астрон», которая уже пять лет несет научную вахту в космосе, вела систематические наблюдения кометы Галлея почти восемь месяцев с декабря 1985 года по июль 1986 года. При этом был исследован газовый состав головы кометы, сфотографировано несколько сотен спектров, был получен ответ на вопрос, как быстро теряет свою массу кометное ядро в зависимости от расстояния до Солнца. Оказалось, что каждый раз, когда комета сближается с Солнцем (через каждые 75 лет), ядро кометы теряет 370 миллионов тонн своей массы. Это не так уж много, если учесть, что по современным оценкам масса ядра кометы Галлея составляет примерно 10 миллиардов тонн.

Однако через несколько десятков сближений кометы с Солнцем ее ядро полностью потеряет запас льда и превратится в «высохшую комету», похожую на астероид. Тогда ядро уже не будет иметь светящейся головы и хвоста, а будет выглядеть как очень слабенькая звездочка, найти которую на небе можно будет только в очень мощный телескоп (рис. 12, 13).

Рис. 13. 1-метровый телескоп Цейса высокогорной обсерватории Санглок Института астрофизики АН ТаджССР, с помощью которого велись наблюдения кометы Галлея

Кометы, которые нам удается наблюдать, приходят к нам с далеких окраин Солнечной системы. По сегодняшним представлениям более 100 миллиардов кометных ядер населяют эти окраины, которые отстоят от Земли в 10 тысяч раз дальше, чем Солнце.

Как уже было сказано, есть предположение, что кометные ядра образовались в одно время со всей Солнечной системой и поэтому могут являть собой образцы того первичного вещества, из которого- впоследствии образовались планеты и их спутники. Свои первозданные свойства ядра могли сохранить благодаря «постоянному месту жительства» вдали от Солнца и больших планет, оказывающих огромное влияние на ближайшее окружение.

Гран мерси, мсье Мессье!

Еще в XVIII веке кометный бум привлекал внимание не только астрономов-любителей, но и профессионалов. Их очень сильно занимал вопрос, почему кометы открываются случайно? Нельзя ли выявить закономерность их появления, что называется, во времени и пространстве? Такую задачу поставил перед собой французский астроном Ж. Мессье.

Обнаружив новую комету, он собрался провести ее наблюдение по собственной специально разработанной программе. И что же из этого вышло? Мессье волновало одно обстоятельство: его комета была абсолютно неподвижна! Все доселе наблюдаемые кометы приходили и уходили, а это, точно окопавшаяся долговременная огневая точка, была привязана к определенной «звездной местности».

Изрядно огорчившись, Мессье, тем не менее, продолжал поиски нормальных комет. Это занятие в те времена считалось весьма престижным, поскольку обыватель, да и не только он, действительно верил, что появление кометы — знак беды, поэтому открытие злосчастной небесной гостьи — это своего рода прогноз приближающихся испытаний.

Открыв новую комету, Мессье никому об этом не сообщил. Несколько ночей подряд он взирал на свою комету, и снова удивление вместе с яростью постепенно овладевали им. Комета даже не пыталась шелохнуться. Прикованная невидимыми цепями, она стояла на месте, как пограничный столб, не проявляя никаких признаков движения. Она была мертва.

Встревоженный Мессье обратился к своим коллегам, живущим в разных местах, и получил совпадающие ответы: оказывается, и в их наблюдательной практике случались подобные казусы, кометы ни в какую не хотели сниматься с насиженных мест. Причем одна из открытых Мессье комет была уже известна.

Становилось очевидным, что задаче планомерного поиска комет природа создала естественные помехи, и если эти помехи не устранить, то кометный энтузиазм может быстро перегореть.

И вот Мессье вместо благородной и престижной деятельности, связанной с поиском хвостатых звезд, занялся рутинной работой по выявлению па небесном своде этих мешающих, неподвижных, подделывающихся под кометы объектов. Долгое время его телескоп обшаривал потаенные уголки ночного неба, «выуживая» туманные объекты. В результате Мессье составил замечательный каталог, включающий в себя 103 лжекометы. Этот каталог существует и теперь. Им широко пользуются. Но не исследователи комет, а исследователи галактик, туманностей н звездных скоплений!

Мессье оказал неоценимую услугу астрономам. Под номером 1 в его каталог занесена знаменитая Крабовидная туманность. Этот газовый «краб» является остатком взрыва сверхновой звезды, наблюдавшейся на Земле 945 лет назад, в 1054 году. Под номером 31 числится, по-видимому, хорошо известная вам Туманность Андромеды — одна из ближайших к нам галактик, масса которой составляет приблизительно 300 миллиардов солнечных масс. По отношению к Солнцу эта галактика несется в пространстве с немалой скоростью — 180 километров в секунду! Однако благодаря чудовищному расстоянию, около 700 килопарсеков, на небе она кажется абсолютно неподвижной…

После того как Мессье составил каталог «ложных» комет, ему удалось открыть 13 настоящих комет!

Под носом у Солнца

Читая о восстановлении биографии кометы Галлея, вы, возможно, задались вопросом: «А что, путь, по которому прошел Эдмунд Галлей, больше никто не повторил?» Подобные повторения были.

Немецкий астроном Иоганн Энке, что называется, повторил Галлея дважды. Вначале им была использована идея предшественника — определить параллакс Солнца по наблюдениям из разных точек земного шара прохождения Венеры по диску Солнца. При этом Энке получил поразительно точный по тем временам результат: 8,5 угловой секунды. Сравните с сегодняшней оценкой: 8,79 угловой секунды! А ведь определение Энке было проведено 220 лет назад!

А 170 лет назад немецкий астроном сделал второй шаг «по Галлею», а именно, после утомительных исследований он пришел к заключению, что кометы, открытые в 1786 году французом Мешеном и в 1819 году его соотечественником Понсом, являются одной кометой, причем кометой с уникально маленькой орбитой. Один оборот вокруг Солнца эта таинственная незнакомка делает всего за 3,3 года!

По примеру Галлея Энке стал «раскручивать картину назад» и убедительно доказал, что и кометы, наблюдавшиеся в 1795 и 1805 годах, — это также «одно и то же лицо», а именно комета 1819 года.

Предугадать дальнейшие действия Энке нетрудно. Он предсказал появление своей кометы в 1822 году, что блестяще подтвердилось. Она наблюдалась и была названа кометой Энке.

Последствия всей этой работы трудно переоценить. Комета Энке загадала исследователям загадку, далекую от разрешения даже в наше время. Это загадка о происхождении комет, поселившихся на всю жизнь «под носом» у Солнца. Через некоторое время стало известно, что комета Энке — не единственная короткопериодическая комета. И этот факт не дает покоя астрономам. Если происхождение долгопериодических комет еще как-то удается объяснить (мы позже поговорим об этом подробнее), то «сломанные копья» по поводу родословных короткопериодических комет пока сваливаются в штабели на заднем дворе науки, хотя недостатка во всякого рода гипотезах не ощущается.

Второй особенностью кометы Энке является ее удивительная активность. Несмотря на частые визиты к раскаленному Солнцу, она проявляет необычайно высокую живучесть и пока нет никаких признаков ее скорого исчезновения. Несомненно, одна из самых впечатляющих страниц кометной истории будет вписана именно этой кометой!

Если у вас хватит терпенья долистать эту книгу до конца, то с этим поразительным феноменом природы вы еще встретитесь, читая о Тунгусском явлении 1908 года.

В 1987 году очень дружный интернациональный коллектив исследователей — Н. А. Беляев, А. Н. Пушкарев (CCCP) и Л. Кресак, Э. Питтих (ЧССР) выпустили в свет крупную работу, посвященную 128 короткопериодическим кометам: «Каталог короткопериодических комет».

Как видите, рассказать о всех кометах просто нет возможности, поэтому мы с вами познакомимся лишь с несколькими.

Не щекочите Великое светило

Одна комета чрезвычайно памятна автору этих строк. 21 октября 1965 года мы, несколько сотрудников Института астрофизики, на перекладных спешили в аэропорт города Душанбе, покинув Гиссарскую обсерваторию в большом расстройстве. Автомобиль, на котором мы должны были ехать в аэропорт, заглох у обсерваторских ворот. Заглох намертво…

Очутившись с опозданием в аэропорту, мы застали там лишь темный шлейф отработанных газов, тянувшийся за взлетающим самолетом.

Надо же, как бывает! От охватившего огорчения и досады хотелось плакать…

А «Ил-18», набирая высоту, уходил все выше и выше за громоздящиеся друг на друга облака. Самолет был специально арендован Институтом астрофизики Академии наук Таджикской ССР для проведения наблюдений кометы Икейя — Секи, которая в это время максимально приблизилась к Солнцу. Это был редкий случай, когда астрономы всего мира устремились наблюдать комету средь бела дня. На случай облачной погоды и был арендован самолет в душанбинском аэропорту…

Комета была открыта двумя японскими астрономами-любителями Каору Икейя и Цумоту Секи. Когда рассчитали ее орбиту (а это сделали достаточно быстро), то выяснилось, что комета относится к группе комет, «царапающих» Солнце, т. е. проходящих сквозь солнечную корону. Такие кометы наблюдались еще с 1668 года, причем формы их орбит как две капли воды походили друг на друга. Говорить о том, что наблюдалось возвращение одной и той же кометы (как в случаях с кометами Галлея и Энке), было нельзя: кометы появлялись задолго до того, как первая из них совершала полный оборот вокруг Солнца. Было высказано предположение, что несколько тысяч лет назад очень крупная комета, подойдя близко к Солнцу, «царапнула» его, но, «не рассчитав своих возможностей», развалилась на части, И теперь эти части так и движутся в кильватере друг друга, растягиваясь вдоль орбиты. И поскольку эти субкометы продолжают упрямо «царапать» пли по крайней мере «щекотать» Великое светило, их, по-видимому, постигает участь «мамаши»: они тоже разваливаются «на глазах».

Прохождение кометы Икейя — Секи вблизи Солнца в 1965 году успешнее всего удалось пронаблюдать японским астрономам: они очень удачно «заказали» хорошую погоду и воспользовались ею без малейших потерь.

Надо сказать, что проблема «царапающих» комет еще находится в гипотетическом состоянии, и до ее окончательного решения так же далеко, как и до самих комет. Так что на вашу долю, дорогие читатели, кое-что останется.

Рис. 14. Комета Веста

Кстати, в 1976 году наши юные астрономы-любители, посещавшие секцию астрофизики Малой академии наук города Душанбе, имели возможность наблюдать одну из самых ярких комет конца XX века, комету Веста (Уэста) (рис. 14). Те ребята, которым удалось наблюдать комету несколько раз, смогли проследить ее перемещение на фоне звезд. Комета наблюдалась утром перед восходом Солнца, и было хорошо заметно, что веерообразный хвост направлен вверх от горизонта, т. е. прочь от Солнца. Некоторым даже удалось получить фотографии этой красивой кометы. Надо сказать, что фотопортрет кометы Веста — это редкий сувенир.

Комету открыли в 1975 году, когда она была чрезвычайно слаба и абсолютно не представляла интереса для астрономов-любителей. Ее просто не было видно. А когда к марту следующего года она «разгорелась» почти до яркости Венеры, выяснилось, что вездесущие средства массовой информации просто «прохлопали» такой лакомый кусок. Следствием этого и явилась вынужденная пассивность армии любителей, поскольку многие из них даже не подозревали о редком феномене. В этом смысле можно было завидовать белой завистью летчикам и особенно морякам, стоявшим на вахтах. На их служебных постах просто было невозможно не заметить яркое светило с «павлиньим» хвостом, украсившее знакомую звездную роспись ночного неба.

Впрочем, главными виновниками оказались, конечно, астрономы, не давшие своевременно «пищи для пера» журналистам, умеющим в мгновение ока оповестить мир о действительных и мнимых чудесах.

Если триумф кометы Веста прошел, так сказать, в тени общественного мнения, то одной из ее предшественниц достались и огонь, и вода, и медные трубы, правда, в обратном порядке.

Речь идет о комете Когоутека (1973 год). Предполагалось, что при подходе к Солнцу она по яркости будет конкурировать с кометой Галлея образца 1910 года. Широкая реклама, предшествовавшая появлению кометы, дала импульс к оживлению любительских наблюдений во многих странах.

Но главным было предположение, что комета Когоутека должна столкнуться с Солнцем. К сожалению, многое из того, что ожидалось, не подтвердилось в действительности. Столкновения не произошло, хотя комета сблизилась с Солнцем на очень опасное для себя расстояние, да и прогнозы о ее яркости оказались слишком оптимистическими. Короче говоря, среди астрономов-любителей и просто людей, возбужденных разговорами о комете Когоутека, наблюдалось полнейшее разочарование.

Однако с точки зрения профессиональных астрономов комета дала просто неоценимые сведения. Это произошло прежде всего благодаря тому, что впервые комету исследовали не только с помощью наземных средств, по и с привлечением космических методов. Была открыта огромная внешняя оболочка кометы, состоящая из нейтрального водорода, размеры которой превышали диаметр Солнца!

Трудно себе вообразить, что крошечное кометное ядро способно сформировать такую огромную атмосферу, кстати совершенно невидимую с поверхности Земли. Напомним, что. поперечники кометных ядер не превышают десятка километров, а поперечник Солнца составляет 1400 000 километров!

Комета Когоутека оказалась героиней кинофильма. Ее расположение в пространстве было таково, что видна она была лишь вблизи горизонта, да и то очень быстро скрывалась из поля зрения. Решено было наблюдать ее по цепочке: каждая более западная обсерватория вела наблюдения вслед за своей восточной соседкой. Совершенно ясно, что в пределах одной страны такая цепочка была бы далеко не полной, поэтому программа носила международный характер. В итоге результаты последовательных единичных наблюдений были смонтированы в одну киноленту, просмотр которой выявил динамическую картину «взаимоотношений» головы и хвоста кометы.

Результаты «липнут» к результатам!

Так что же такое кометы? Есть ли у них свой пояс в Солнечной системе?

Мы уже упоминали, что на первых порах серьезного изучения комет никому не приходила в голову мысль, что они принадлежат Солнечной системе. Наоборот, считалось, что таинственные незнакомки проникают в «наш двор» из самых далеких глубин космического пространства. В самом конце XVIII века Лаплас отстаивал идею о том, что небесные странницы, случайно приближаясь к периферии Солнечной системы, попадают в цепкие гравитационные «лапы» планет-гигантов и подтягиваются ими поближе к Солнцу.

Возможно ли такое? По-видимому, да. На многочисленных примерах «из жизни» астероидов мы давно уже убедились в широчайших возможностях такого космического гиганта как Юпитер.

Однако в начале XIX века Лагранж представил определенные свидетельства того, что кометы никогда не бороздили межзвездное пространство. Их истинное место рождения — большие планеты с обилием вулканов. Именно в процессе вулканической деятельности в пространство выбрасываются многочисленные обломки породы, содержащие большое количество различных газов. Устремившись с огромной скоростью из вулканического пекла в межпланетное пространство, эти обломки остывают и продолжают жить по законам небесной механики, обращаясь вокруг Солнца, словно крошечные планеты или астероиды.

Возможно ли такое? Наверное, да, ответите вы. А вот известный исследователь комет киевский астроном С. К. Всехсвятский очень энергично отбрасывал неопределенное «наверное». Он высказывался в пользу категоричного «да»!

Но все оказалось не так просто. Не все «вулканические кометы» могли оторваться от своих «родителей» и начать самостоятельную, а порой и разгульную жизнь. Уж слишком могучим полем тяготения обладают большие планеты. Находилось и еще множество других аргументов против гипотезы Всехсвятского. Он не мог не считаться с ними. Тем не менее в идее о вулканическом происхождении комет он был более чем уверен. Только источником комет стали не сами планеты-гиганты, а их спутники, значительно менее массивные и, следовательно, с меньшим гравитационным полем. Такой вариант гипотезы Лагранжа также не нашел широкой поддержки, поскольку имелись обоснованные сомнения в реальности действующих вулканов на «мертвых» спутниках планет.

Развивая свою модель, С. К. Всехсвятский пришел к выводу, что у всех планет-гигантов должны существовать кольца, подобные кольцам Сатурна. Однако одно дело — строить модели, решать уравнения, находить на бумаге убедительные подтверждения своим гипотезам, а другое — проверить все это на практике. А практика была такова, что никаких проявлений вулканизма на планетах-гигантах и тем более на их спутниках не регистрировалось, а кольца имелись только у Сатурна и то скорее не как закономерность, а как уникальное исключение.

И вдруг начинается эпоха, когда «результаты липнут к результатам». В 1977 году при наблюдении покрытия Ураном звезды открываются пять колец Урана. В 1979 году с помощью автоматической станции «Вояджер-1» открываются кольца Юпитера. Что за чудеса!? Тот же «Вояджер» фотографирует 8 действующих вулканов на крупнейшем спутнике Юпитера Но.

Что будет дальше и как эти и, наверняка, последующие открытия скажутся на биографиях комет, покажет время. Не исключено, что кто-нибудь из вас, дорогие читатели, будет разгадывать эту прекрасную тайну.

Хранилище кометных ядер

Гипотезы захвата комет из межзвездного пространства и их вулканического происхождения весьма немирно сосуществовали рядом, не желая уступить друг другу пальму первенства. Однако в 1950 году они были сильно потеснены одной старой идеей в новом оформлении.

Еще в 1932 году один из выдающихся астрономов, обладающий удивительной интуицией, способный буквально на пальцах получать глубокие результаты, эстонец Эрнст Эпик высказал идею о возможной концентрации большого количества облаков кометных и метеорных тел, «подчиняющихся» Солнцу, несмотря на то, что размещались они на расстоянии четырех световых лет от него.

В 1950 году голландский астроном Ян Оорт, исследуя ряд долгопериодических комет, обнаружил, что их афелии (наиболее удаленные от Солнца точки орбит) концентрируются вблизи границы Солнечной системы. Конечно, можно было бы посчитать этот результат малопримечательным, тем более что количество комет было совсем небольшим — 19. Однако Оорт увидел за этим явление большого масштаба. Он возродил к жизни идею Эпика о хранилище кометных ядер на «задворках» Солнечной системы. Из его исследований вытекало, что зона, оккупированная кометами, простирается в поясе от 30 до 100 тысяч астрономических единиц от Солнца.

Кстати, сам Оорт полагал на первых порах, что кометы образовались в процессе взрыва Фаэтона! Взрыв, по его мнению, был настолько силен, что большая часть мелких осколов была заброшена так далеко, что попала под косвенное влияние соседних звезд, да так и осталась на окраинах Солнечной системы.

И хотя красивая гипотеза о Фаэтоне оказалась несостоятельной, идея забрасывания вещества из внутренних областей Солнечной системы во внешние в дальнейшем получила подтверждение.

Сегодня механизм образования облака Эпика — Оорта выглядит приблизительно так. В эпоху гравитационного «склеивания» планет из газопылевого облака формировалось большое количество сгустков вещества или так называемых зародышей. Однако не все зародыши обрастали веществом с одинаковой скоростью. Некоторые значительно опережали своих ближайших и дальних соседей. Так, будущие планеты-гиганты, не набрав еще массы Земли или Марса, начали проявлять свой агрессивный «характер». Все, что эти планеты не в силах были поглотить, они выталкивали своим гравитационным полем далеко от своих «участков». Главной помехой в этой выталкивающей деятельности было Солнце, старавшееся удержать даже любую мелочь на ее исконных орбитах. Но чем дальше от Солнца формировалась планета-гигант, тем легче ей было проявить самостоятельность и по-своему вершить судьбы более мелких тел. Поэтому основным поставщиком кометных ядер в облако Эпика — Оорта был Нептун. Поскольку Нептун расположен очень далеко от Солнца, то все его окружение живет в состоянии вечного холода и, следовательно, содержит большое количество летучих веществ, которые не могли удержаться в более близких к Солнцу телах. Именно содержание таких веществ и характерно для комет, которые удалось выудить из далекого облака.

Как же они выуживаются оттуда? Тело, заброшенное, скажем, Нептуном в облако, существует там до тех пор, пока что-нибудь не уменьшит его скорость обращения вокруг Солнца. Этим «что-нибудь» могут быть возмущения со стороны соседних звезд. Конечно, если возмущение не уменьшит, а увеличит скорость кометного ядра, то ядро может покинуть Солнечную систему навсегда.

Итак, планеты забросали всю периферию Солнечной системы кометными ядрами, а соседние звезды, вмешиваясь в «чужие дела», изредка возвращают их к Солнцу. Приближаясь к Солнцу, ядра начинают испаряться, обрастают комами, формируют хвосты.

Описанная вкратце модель Оорта — разумеется, не окончательное решение вопроса о происхождении комет и особенно о способах забрасывания их внутрь планетной системы.

Зачем нужна Немезида?

Поскольку достаточно большое количество звезд «живут» попарно одной семьей, предполагается, что и у нашего Солнца может быть спутник или спутница — звезда с массой около 0,01 массы Солнца. Она очень слабо светится, поэтому обнаружить ее с Земли не удается. Назвали ее Немезидой. Немезида в греческой мифологии — фигура серьезная. Это богиня возмездия: она карает всякого, кто нарушает общественные, моральные, этические нормы. Вам, наверное, не раз приходилось видеть ее изображение: суровая женщина с весами в одной руке и мечом в другой. Иногда взамен или в дополнение к этим орудиям у нее появляются уздечка и плен.

Большую часть времени космическая Немезида проводит вдали от «дома», поэтому с кометным облаком не соприкасается. Однако какой бы самостоятельной она никазалась, закон тяготения требует двигаться по определенной орбите. Таким образом, при каждом обороте Немезида возвращается в окрестность Солнца и «в сердцах» швыряет в своего «старшего брата» горстью кометных ядер из облака Эпика — Оорта.

Вот почему спутник Солнца назван таким нелестным именем. В этом виноваты кометы. Ведь древние воспринимали их появление как знамение несчастий, а значит какой-то расплаты. Неважно, какой и за что.

Совсем недавно появилась еще одна возможная версия. Помните правило Тицпуса — Боде? Оно Указывает на каком расстоянии от Солнца должны располагаться планеты. Так вот, это правило вовсе не ограничивает планетную систему девятью членами. Пожалуйста, пустьбудет десять, одиннадцать, двенадцать и так далее. А раз так, то не поискать ли нам заплутонную планету? Пока она не найдена, не хватает мощности наблюдательных средств. Но в ее существование верят. Мало того, предполагается, что расположена она приблизительно в 12 миллиардах километров от Солнца и имеет массу всего в 5 раз больше массы Земли.

В соответствии с законами небесной механики планета раз в 30 миллионов лет «окунается» в кометное облако и, «отряхнувшись», сбрасывает часть кометных «капель» внутрь Солнечной системы.

Между прочим, и Немезида, и десятая планета появились на свет неспроста. Установлено, что приблизительно раз в 30 миллионов лет на Земле происходят катастрофические события, причины которых все чаще стараются найти на небе. Так вот, кометы в этом смысле находятся под большим подозрением. Не они ли мутят воду? Причем мутят в самом прямом смысле слова: падают на Землю и учиняют разгром не меньший, чем может сделать астероид (помните трагедию динозавров?).

Но вероятность столкновения кометы с Землей чрезвычайно мала. Чтобы это могло произойти, надо, чтобы в эпоху возможного столкновения число комет резко возросло. Вот почему понадобились и Немезида, и десятая планета.

Как далеки мы от истины, установить будет очень трудно, хотя с развитием космической техники, новейшей технологии обработки материалов не исключено появление сверхчувствительных приемников излучения в различных диапазонах длин волн. Скажем, десятую планету можно будет зарегистрировать в инфракрасной области.

Еще одна головоломка

А могут ли кометы, постепенно потеряв весь свой газовый запас, превратиться в некое подобие астероидов? Вспомните, сколько астероидов обитает на отшибе, вдали от своего пояса. Разве исключено, что это просто «высохшие» кометные ядра?

Кстати, в разговорах о периодических катастрофах, влияющих на развитие биологической жизни на Земле, упоминались и астероиды, и кометы.

Наверное, окончательный ответ можно будет получить, посадив на подозреваемый астероид исследовательский космический аппарат (а это, по-видимому, будет опять делом ваших рук).

И все-таки поговорить о физическом строении комет, а точнее кометных ядер, стоит. Можно определить кометное ядро как ком очень грязного льда или снега, который, приближаясь к Солнцу, нагревается, и испаряющийся газ увлекает за собой пыль и более крупные комочки грязи. Комочки грязи достаточно долго летят рядом с ядром, а пыль отталкивается давлением солнечного света, и из нее формируется пылевой хвост кометы. Испаряющийся газ, часто ионизованный, также уносится в хвост. Гонят его туда потоки чрезвычайно горячего газа, мчащегося от Солнца со скоростью до 400 километров в секунду. Ежеминутно Солнце покидают 60 миллионов тонн такого газа. Это так называемый солнечный ветер (предсказанный, кстати, С. К. Всехсвятским и его учениками). Солнечный ветер формирует ионные хвосты у комет.

Итак, кометы лихо транжирят свое вещество. До каких пор это будет происходить? Возможны, по-видимому, следующие варианты.

1. Соотношение летучих компонент и пыли таково, что при последнем выбросе газа рассеются и последние пылинки ядра. Комета исчезнет, оставив после себя рой метеорных частиц.

2. Летучие вещества испарятся полностью, но останется остов, своеобразная кометная «пемза». Такой остаток ядра и окажется «высохшей» кометой, а точнее пористым астероидом.

3. Внутри кометного ядра имеется прочная астероидоподобная сердцевина, укутанная обычным кометным веществом. Это вещество постепенно удалится, образовав кому и хвост кометы. Когда же сердцевина полностью обнажится, комета «погаснет» и превратится в обычный астероид.

Этот последний вариант самый важный. Хорошо бы, конечно, посадить на ядро кометы специальный космический аппарат, который смог бы проникнуть в его недра и подтвердить наличие астероида внутри кометы. Однако это опять же дело будущего, а пока вопрос решается косвенным путем.

Давно замечено, что многие кометы делятся на части. Помните семейство «царапающих» Солнце комет? Кстати, упомянутая нами комета Веста тоже раскололась на четыре части в 1976 году.

Совершенно ясно, что если бы у таких комет была астероидоподобная сердцевина, то после раскола отдельные части кометы вели бы себя иначе, чем их «родительница» или другие неразделившиеся кометы малого размера.

К большому сожалению, ничего особенного отделившиеся куски собой не представляют, а продолжают оставаться обычными кометами. Скорее можно сделать вывод, что они дробятся, потому что состоят из обычного кометного вещества. Если бы внутри каждого из них находился астероид, то развалить их на куски было бы сложнее.

Конечно, можно попытаться решить эту головоломку путем сравнения внешнего вида комет и астероидов, а также их орбит. Но и на этом пути не все так гладко, как хотелось бы. Мы уже с вами говорили о влияниях Юпитера и других планет-гигантов на различные малые тела. Поэтому сегодняшняя орбита кометы или астероида — вовсе «не паспорт», а только временное «удостоверение личности». Чтобы провести действительное сравнение орбит двух тел, необходимо тщательно исследовать эволюцию этих орбит, а она очень сложна. Тем не менее такие работы выполнялись. Они свидетельствуют, что «высохшие» кометы поселяются среди астероидов группы Аполлона и Амура, приближающихся к Земле достаточно близко.

А, например, астероиды Гидальго и Хирон вообще движутся по кометным орбитам. Не в свою область забрались и знаменитые «троянцы». И тем не менее ни об одном из указанных объектов пельзя твердо сказать, что в его родословной есть кометная «кровь».

Исследования свойств кометных ядер и астероидов путем тонких астрофизических методов также не дают пока однозначного ответа.

Нередко наблюдается еще одно интересное явление. У многих комет заметна асимметрия их активности, указывающая на то, что часть поверхности ядра не выбрасывает ни газа, ни пыли. Ага! Вот он, кусок астероида, торчащий из ядра! Если бы так было! На самом деле пассивные участки могут возникать вследствие образования экрана из пылевых частиц, не пропускающих солнечные лучи. Характерна в этом плане комета Энке. Будучи уже старой кометой, тысячи раз обернувшейся вокруг Солнца, выбросившей значительную массу вещества в пространство, она продолжает бушевать, но делает это достаточно однобоко: активным является одно полушарие, которое, по-видимому, экранировано облаком пыли.