Кометы

Комета - небесное тело, сравнительно с прочими, огромной величины, но редкое... сквозящее; иногда в ней заметно ядро, а окружная среда образует как бы хвост, бороду или космы; звезда с хвостом, косматая.

В. И. Даль. Толковый словарь живого великорусского языка. 1863 г

Комета - это ледяное небесное тело, движущееся по орбите в Солнечной системе, которое частично испаряется при приближении к Солнцу, в результате чего возникает диффузная оболочка из пыли и газа, а также один или несколько хвостов.

Земные наблюдения многих комет и результаты исследований кометы Галлея с помощью космических аппаратов в 1986г подтвердили гипотезу, высказанную впервые Ф. Уипплом в 1949г о том, что ядра комет представляют собой что-то вроде "грязных снежков" нескольких километров в поперечнике. По-видимому, они состоят из замерзших воды, двуокиси углерода, метана и аммиака с вмерзшей внутрь пылью и каменистым веществом. При приближении кометы к Солнцу лед под действием солнечного тепла начинает испаряться, а улетучивающийся газ образует вокруг ядра диффузную светящуюся сферу, называемую комой. Кома может достигать в поперечнике миллиона километров. Само по себе ядро слишком мало, чтобы его можно было непосредственно увидеть. Наблюдения в ультрафиолетовом диапазоне спектра, проведенные с космических аппаратов, показали, что кометы окружены огромными облаками водорода, размером во много миллионов километров. Водород получается в результате разложения молекул воды под действием солнечного излучения. В 1996г было обнаружено рентгеновское излучение кометы Хиякутаке, а впоследствии открыли, что и другие кометы являются источниками рентгеновского излучения.

Наблюдения в 2001г, проведенные с помощью высоко-дисперсионного спектрометра телескопа Subara, позволили астрономам впервые измерить температуру заледенелого аммиака в ядре кометы. Значение температуры в 28 + 2 градуса по Кельвину позволяет предположить, что комета LINEAR (C/1999 S4) сформировалась между орбитами Сатурна и Урана. Это означает, что теперь астрономы могут не только определять условия, в которых формируются кометы, но и находить место их возникновения.

Пыль и газ покидают ядро кометы с выбросами, образующимися на стороне, обращенной к Солнцу, а затем уносятся в направлении от Солнца. Электрически заряженные ионизированные атомы отбрасываются магнитным полем солнечного ветра, образуя прямые ионные хвосты (называемые также хвостами типа I, плазменными или газовыми хвостами). Неравномерность солнечного ветра заставляет ионный хвост структурироваться или даже вызывает его разрыв. Небольшие нейтральные частицы пыли не уносятся солнечным ветром, но мягко "сдуваются" от Солнца лучистым давлением. Пылевые хвосты (также называемые хвостами типа II), как правило, широкие и плоские. У кометы Хейла-Боппа был обнаружен третий хвост, не относящийся к указанным выше типам, состоящий из атомов нейтрального натрия. Всегда направленные в сторону от Солнца, хвосты растут по мере приближения кометы к Солнцу и могут достичь длины ста миллионов километров. Большие частицы пыли разбрасываются вдоль орбиты кометы, образуя метеорные потоки.

Несмотря на свой внушительный вид, кометы содержат очень немного вещества, - возможно, всего одну миллиардную часть массы Земли. Их хвосты настолько неплотны, что за один проход вокруг Солнца теряется лишь пятисотая часть массы ядра. Некоторые кометы являются короткопериодическими кометами и движутся по эллиптическим орбитам, полный оборот по которым занимает от 6 до 200 лет. Большинство же составляют долгопериодические кометы, орбиты которых настолько вытянуты, что период может измеряться многими тысячами лет. Орбиты короткопериодических комет лежат вблизи плоскости эклиптики, а орбиты длиннопериодических комет обычно не вписываются в основную плоскость Cолнечной системы.

Каждый год открывают с десяток новых комет. Теперь общепринято, что многие кометы рождаются в сферическом облаке, которое окружает солнечную систему на расстоянии, возможно, 50000 а.е. Этот "резервуар" кометных ядер называется облаком Оорта. Другие кометы, по-видимому, происходят из пояса Койпера, расположенного вне орбиты Нептуна. Короткопериодические кометы были захвачены планетарной системой в результате гравитационного нарушения их орбит, что могло быть результатом сближения с Юпитером.

Когда обнаруживается новая комета или вновь появляется потерянная ранее периодическая комета, она получает обозначение, состоящее из цифр года, сопровождаемых прописной буквой. Буква указывает на первую/вторую половину месяца открытия в текущем году, например A = 1-15 января, B = 16-31 января, ... Y= 16-31 декабря. Для короткопериодических комет добавляется префикс P/ , а для долгопериодических - префикс C/. Для периодических комет, которые исчезли или разрушились, используется префикс D/. Новые кометы называются по имени их первооткрывателей (если имеется несколько независимых сообщений об открытии, то разрешается присвоение не более трех имен). Несколько комет были названы по имени ученых, вычисливших их орбиты (например, Галлей и Энке), а также по имени обсерваторий или искусственных спутников, где открытие было по существу результатом усилий группы исследователей. Когда параметры короткопериодической кометы установлены окончательно, ей присваивается номер (например, 1P/Галлея).

Эта система обозначений и наименований комет была введена в 1995 г. До 1995 г. обозначение кометы состояло из года открытия, временно сопровождаемого строчной буквой, указывающей порядковый номер открытия кометы в текущем году. Впоследствии строчная буква заменялась на постоянное обозначение в виде римской цифры, соответствующей порядку прохождения кометой перигелия в соответствующем году.

Полномочия по наименованию комет закреплены за Международным астрономическим союзом. Его центр обобщает сообщения об открытиях и наблюдениях, сообщая информацию подписчикам.

                                    Задевающие Солнце

Кометы, у которых перигелийное расстояние настолько мало, что фактически они проходят через внешние слои Солнца. Около десяти долгопериодических комет с небольшим расстоянием перигелия (и другими сходными характеристиками орбит) образуют общепринятую группу "задевающих Солнце". Ее называют также группой Кройца по имени голландского астронома Генриха Кройца (1854-1907), который в 1888г одним из первых отметил подобие орбит некоторых самых ярких наблюдаемых комет.

За окрестностями Солнца постоянно ведет наблюдение космический телескоп SOHO (Solar and Heliospheric Observatory). Недавно с его помощью удалось зафиксировать явление, ранее казавшееся невозможным. 24 мая 2003г камера телескопа сфотографировала две кометы, которые выжили, пролетев сквозь раскаленную солнечную корону, температура которой составляет несколько миллионов градусов. Они прошли над поверхностью Солнца на расстоянии всего одной десятой его радиуса. Правда, при этом они лишились своих голов (в состав головы кометы входит ядро и кома - пыль и газ, выделившиеся из ядра). От этих двух комет остались одни хвосты, которые сейчас удаляются от Солнца. Конечно, эти хвосты выглядят очень тусклыми по сравнению с былым ярким ядром, но в телескоп SOHO они были видны. Хвост кометы состоит главным образом из пылевых частиц, ранее входивших в состав ядра, но оказавшихся в космосе после испарения скреплявшего их льда. Причем после вылета из ядра эта пыль была отброшена далеко в космос (на миллионы километров) под действием светового давления солнечного излучения.

Телескоп SOHO работает больше шести лет, и за это время он сфотографировал более 600 комет, движущихся к Солнцу по скользящей траектории. За это время было зафиксировано лишь три случая выживания безголовых комет (например, пара аналогичных комет была замечена в июне 1998 г.).

                           Классификация комет

Кометы делят на два основных класса в зависимости от периода их обращения вокруг Солнца.

Короткопериодическими называют кометы с периодами обращения менее 200 лет, а долгопериодическими - с периодами более 200 лет. Совсем недавно можно было наблюдать яркую долгопериодическую (с периодом около 4000 лет) комету Хейла-Боппа, которая впервые появилась в ближних окрестностях Солнца. Название кометы состоит из фамилий ученых, обнаруживших ее в июле 1995 г. Сейчас уже обнаружено около 700 долгопериодических комет, из которых примерно 30 имеют маленькие перигелийные расстояния и называются "царапающими" Солнце кометами. Примерно шестая часть всех известных долгопериодических комет - "новые", то есть они наблюдались только в течение одного сближения с Солнцем. Очевидно, что их расчетная орбита получается незамкнутой (параболической), поэтому их еще называют параболическими. Наклоны орбит долгопериодических комет по отношению к плоскости эклиптики распределены случайным образом.

Голландский астрофизик Ян Оорт, проанализировав распределение орбит известных в то время 19 долгопериодических комет, обнаружил, что большие полуоси их первичных орбит группируются к области, удаленной на расстояния более 200000 а.е. Оорт предположил, что Солнечная система окружена гигантским облаком кометных тел или ледяных планетезималей (по его оценке насчитывающим до 1011 тел), находящихся на расстояниях от 2o104 до 2o105 а.е. Если в 1950 г. Оорт исходил из предположения о том, что эти тела были "заброшены" на такие расстояния в результате взрыва гипотетической планеты (которая раньше якобы существовала на месте современного главного пояса астероидов), то уже в 1951 г. он перешел к представлениям, совпадающим с выводами представителей шмидтовской школы, которые показали, что в процессе роста планет-гигантов (в первую очередь Юпитера и Сатурна), при достижении ими достаточно большой массы их гравитационные возмущения становятся настолько сильными, что начинается массовый выброс ими более мелких первичных тел (планетезималей) из ближайших к их орбитам кольцевых зон. Этот процесс не только повлиял на пояс астероидов и планеты земной группы, но заодно мог создать на периферии Солнечной системы резервуар кометных тел, из которого они приходят сейчас Это кометное облако в дальнейшем стали называть "облаком Оорта".

Короткопериодических комет сейчас известно более 200. Как правило, их орбиты расположены очень близко к плоскости эклиптики. Все короткопериодические кометы являются членами разных кометно-планетных семейств.

Самое большое такое семейство принадлежит Юпитеру, - это кометы (их известно около 150), у которых афелийные расстояния (от Солнца до точки наибольшего удаления) близки к большой полуоси орбиты Юпитера равной 5,2 а.е. Периоды обращения вокруг Солнца комет семейства Юпитера заключены в пределах 3,3 - 20 лет (из них наиболее часто наблюдаемые - Энке, Темпеля-2, Понса - Виннеке, Фая и др.). У других крупных планет семейства комет существенно меньше: сейчас известно около 20 комет семейства Сатурна (Тутля, Неуймина-1, Ван Бисбрука, Гейла и др. с периодами обращения вокруг Солнца в 10-20 лет), всего несколько комет семейства Урана (Кроммелина, Темпеля-Тутля и др. с периодами обращения 28-40 лет) и около 10 - семейства Нептуна (Галлея, Ольберса, Понса-Брукса и др с периодами обращения 58-120 лет). Считается, что все эти короткопериодические кометы вначале были долгопериодическими, но в результате длительного гравитационного влияния на них больших планет они постепенно перешли на орбиты, связанные с соответствующими планетами и стали членами их кометных семейств.

Было показано, что преобладание по численности комет семейства Юпитера является следствием его значительно большего гравитационного влияния на эти тела по сравнению с другими планетами (в 10 раз превышающего влияние Сатурна и в 100 и более раз - гравитационное воздействие любой другой планеты). Из всех известных короткопериодических комет самый маленький период обращения вокруг Солнца у кометы Энке, входящей в семейство Юпитера, - 3,3 земных года. Эта комета наблюдалась максимальное количество раз при сближениях с Солнцем: 57 раз в течение примерно 190 лет. Но все же наиболее известной в истории человечества является комета Галлея, входящая в семейство Нептуна. Имеются записи о ее наблюдениях начиная с 467 г. до н. э. За это время она проходила вблизи Солнца 32 раза, учитывая, что период ее обращения вокруг Солнца равен 76,08 годам

          .

В марте 1986 г космические аппараты "ВЕГА-1 и ВЕГА-2" (СССР) и аппарат "Джотто" (Европейское космическое агентство), сблизились с кометой Галлея. В тот момент масса ядра кометы была близка к 6o1011 т. Тогда были получены и другие чрезвычайно интересные результаты. Было обнаружено, что ядро кометы Галлея представляет собой ледяную глыбу, напоминающую по форме стоптанный башмак Размер этого тела вдоль большой оси был равен примерно 14 км, а вдоль двух малых осей - примерно по 7,5 км. Ядро кометы вращается вокруг малой оси, проходящей через "каблук", с периодом равным 53 ч. Температура поверхности кометы на ее расстоянии 0,8 а.е. от Солнца была примерно равна 360 К или 87° по Цельсию.

Поверхность ядра кометы оказалась очень темной и отражает только 4% падающего на него света. Для сравнения напомним, что поверхность Луны в среднем отражает 7%, а поверхность Марса 16% падающего света. Скорее всего, ледяное тело кометы покрыто теплоизолирующим слоем из тугоплавких частиц (металлов, серы, кремния, их окислов и других соединений) о существовании которого предполагал Уиппл в своей модели. Там где лед тает, струи водяного пара, углекислого и других газов вместе с пылью вырываются из-под корки. Было подсчитано, что в момент прохождения перигелия комета за каждую секунду теряет около 45 т газообразных соединений и 5-8 т пыли. По оценкам запасов летучего вещества комете Галлея должно хватить на сотню тысяч лет. За это время она может еще совершить около 1300 оборотов вокруг Солнца, а затем, вероятно, пополнит число вымерших комет.

Это бывшие ядра комет, которые уже не проявляют никаких признаков кометной активности и по наблюдаемым характеристикам ничем не отличаются от астероидов. В конце концов, кометы разрушаются, некоторые из них порождают рой метеорных тел - ледяных и пылевых частиц, вращающихся по прежней орбите, и называемые метеорными потоками. В частности, считается, что "матерью" самого известного потока Персеид является комета Свифта-Туттля. Другой нашумевший в 1999-м и 1998-м годах - поток Леонид - порожден кометой Темпеля-Туттля.

При прохождении Земли через кометные хвосты не было замечено никаких, даже самых незначительных эффектов. Опасность для Земли могут представлять только кометные ядра.

"При въезде на Арбатскую площадь огромное пространство звёздного тёмного неба открылось глазам Пьера. Почти в середине этого неба над Пречистенским бульваром, окружённая, обсыпанная со всех сторон звёздами, но отличаясь от всех близостью к земле, белым светом и длинным, поднятым кверху хвостом, стояла огромная яркая комета 1812-го года, та самая комета, которая предвещала, как говорили, всякие ужасы и конец света..." - так, описанием знаменитой кометы 1811 г., заканчивается второй том "Войны и мира". Мы не ошиблись, именно 1811 г. Астрономы, указывая год кометы, имеют в виду не время её видимости, а год наибольшего сближения с Солнцем. А эта комета миновала перигелий ещё 12 сентября 1811 г. Но лучше всего она была видна к началу 1812 г., поэтому Лев Толстой был вправе так её назвать, тем более что в России комету задним числом стали считать пророчицей Отечественной войны 1812 года.

До наших дней дошло старинное увлечение - "ловля" комет. Как и рыбной ловлей, ей занимаются и стар и млад, люди разного звания и профессий. Ведь астрономов на Земле всегда было мало, а комет - как рыб в океане. Первым за ловлю комет всерьёз взялся в 1756 г. парижский чертёжник Шарль Мессье, за ним - сторож Марсельской обсерватории (а позднее её директор) Жан Понс. С тех времён и по сей день кометы ищут и находят главным образом энтузиасты. Славнейшие из них - Каролина Гершель, Вильгельм Биёла, Уильям Брукс, Джованни Донати, Минроу Хонда, Антонин Мркос, Уильям Бретфилд - известны каждому любителю астрономии, их имена носят открытые ими кометы. Ловцов комет можно встретить в густые вечерние сумерки, в час кометного "клёва", на западной городской окраине, когда они исследуют область потухающей зари. Всё их снаряжение - любительский телескоп или бинокль и звёздный атлас. Чтобы открыть комету, в первую очередь нужно знание созвездий и (особенно!) межзвёздных туманностей, а кроме того - терпение, везение и примерно тысяча часов поиска. Именно так Мессье открыл 14 комет, а Понс - 33. Больше него не открыл никто.

Толстовскую комету обнаружил ещё весной 1811 г. такой же "звездолов" - француз Оноре Фложерг. 26 марта, проведя очередное "прочёсывание" неба, он заметил светящееся дискообразное пятнышко со сгущением к центру и без хвоста. Именно так должна выглядеть далёкая комета. Фложерг сверился с каталогом межзвёздных туманностей, составленным Ш.Мессье: не попалась ли ему одна из них? Но в этой части неба никаких "обманок" отмечено не было. К третьему вечеру пятно заметно сместилось, и стало ясно, что открыта новая комета - далёкая и медленная. Летом, по мере приближения к Солнцу, у неё начал отрастать хвост. Особенно роскошным он стал к зиме 1811/12 гг. Не очень длинный, чуть больше Ковша Большой Медведицы, он был необыкновенно красив. Но комета уже уходила от Солнца и Земли, хвост сокращался, и она таяла в пространстве. Напоследок её видели бесхвостой туманностью уже далеко за кольцом астероидов летом 1812г., всего за неделю до Бородинского сражения. Ещё 30 веков будет лететь она прочь от Солнца и потом вспять, чтобы засиять снова где-то около 4280 г.

Аристотель ещё в IV в. до н. э. объяснил явление кометы следующим образом: лёгкая, тёплая, "сухая пневма" (газы Земли) поднимается к границам атмосферы, попадает в сферу небесного огня и воспламеняется - так образуются "хвостатые звёзды". Это явление "подлунное", атмосферное, не астрономическое. Авторитет Аристотеля был столь незыблем, что в науке вплоть до XVI столетия сохранялся этот "приземлённый" взгляд на природу комет. Поэтому астрономы кометами не занимались.

Датский астроном Тихо Браге вернул кометы в семью небесных тел. Он сравнил удалённость кометы 1577 г. с расстоянием до Луны способом базисных измерений. Этот строгий геометрический метод можно объяснить в буквальном смысле на пальцах. Выставим два указательных пальца между правым глазом и каким-нибудь далёким предметом так, чтобы предмет и дальний палец загораживались ближним. А теперь посмотрим левым глазом: оба пальца сместились вправо - ближний больше, дальний меньше. Так же поступил Браге. "Глазами" стали две удалённые обсерватории - в Дании и в Чехии, дальним сроком - звёзды, а "пальцами" - Луна и комета. При этом комета сместилась на фоне звёзд меньше, чем Луна. А это значит...

Значит, пора исследовать движение комет.

                                                  Движение комет

Комета - небесное тело, сравнительно с прочими, огромной величины, но редкое... сквозящее; иногда в ней заметно ядро, а окружная среда образует как бы хвост, бороду или космы; звезда с хвостом, косматая.

В. И. Даль. Толковый словарь живого великорусского языка. 1863 г

Комета 1680 г. вернула Исаака Ньютона к работе над законом тяготения. Год назад он доказал, что если некоему пробному телу придавать в поле тяготения Солнца разные начальные скорости в различных направлениях, то орбита, по которой будет дальше двигаться тело, окажется одной из четырёх форм: окружностью, эллипсом, параболой или гиперболой. Эти кривые называются коническими сечениями, потому что, рассекая конус плоскостью под разными углами, мы всегда получим одну из названных кривых. При этом если рассечь конус наобум, наверняка выйдет либо замкнутая фигура - эллипс, либо разомкнутая кривая - гипербола. Для того же чтобы получилась окружность или парабола, нужно плоскость сечения ориентировать определённым образом. Можно сказать, что окружность - это идеально круглый эллипс, а парабола - эллипс, вытянутый в бесконечность. Окружность и парабола как орбиты в чистом виде не встречаются, их используют в расчётах как приближения.

Итак, есть эллипсы - по ним движутся планеты, их спутники, может, ещё что-то. Есть гиперболы - дороги случайных встреч, орбиты "одноразового использования": прилетело что-нибудь откуда-то из межзвёздья к Солнцу, обернулось и улетело обратно. Какие же пути выбирают кометы? Со времён Тихо Браге это оставалось загадкой.

И вот в ноябре 1680 г. комета приходит как по заказу. Профессор Кембриджского университета Ньютон организует толковых студентов на утренние наблюдения. Сам по точкам вычерчивает её пространственный путь. 12 ноября комета пересекает орбиту Земли; 19 ноября - летит почти прямо на Солнце и вскоре скрывается в солнечных лучах. Теперь её ищут в лучах зари и вечером, и утром - куда пойдёт дальше? 12 декабря комета вновь засияла на утреннем небе и летит, словно отброшенная назад на 180°. Её хвост, по измерениям Ньютона, стал длиннее радиуса орбиты Земли. И пока при дворе Людовика XIV решают проблему, за кем из Бурбонов прилетела комета, Ньютон лично замеряет положение уходящей кометы: дальние точки - самые важные для надёжного построения орбиты. По точкам получалась парабола. Но в реальности это мог быть либо отрезок сильно вытянутого эллипса, либо очень крутая гипербола. Сам Ньютон склонялся к тому, что комета ушла по эллипсу, а значит, когда-то должна вернуться.

Через четыре года судьба привела в дом Ньютона Эдмунда Галлея, астронома, математика, капитана дальнего плавания и ловца комет.

- Сэр, по каким орбитам движутся кометы, если на них распространяется притяжение Солнца? - спросил Галлей.

- По эллипсам, близким к параболам, - ответил Ньютон и положил на стол чертёж.

- Каковы же периоды их обращения?

- А это ещё предстоит узнать, - сказал Исаак Ньютон.

По совету Ньютона из сотен кометных наблюдений разных лет Галлей выбрал две дюжины таких, для которых можно было построить хоть приблизительную орбиту с допущением (для простоты), что все кометы движутся по параболам. Вычислить 24 орбиты вручную, без компьютера, на основе подчас неаккуратных наблюдений - это многолетний труд. И вот (к счастью!) три кометные будто бы параболы - 1531, 1607 и 1682 гг. - почти ложатся в пространстве Солнечной системы одна в другую. То есть это не три, а одно небесное тело, возвращающееся каждые 75- 76 лет! Так была открыта первая периодическая комета -- комета Галлея. Галлей предсказал её новое появление в 1758 г., а поймали её немецкий астроном-любитель Георг Палич и Шарль Мессье. Это был триумф закона тяготения и начало строгого "паспортного режима" для комет.

С древнейших времён до наших дней замечено и описано уже около 2000 комет. За 300 лет после Ньютона вычислены орбиты более 700 из них. Общие результаты таковы. Большинство комет движется по эллипсам, умеренно или сильно вытянутым. Самым коротким маршрутом ходит комета Энке - от орбиты Меркурия до Юпитера и обратно за 3,3 года. Самая далёкая из тех, что наблюдались дважды, - комета, открытая в 1788 г. Каролиной Гершель и вернувшаяся через 154 года с расстояния 57 а.е. В 1914 г. на побитие рекорда дальности пошла комета Делавана. Она удалится на 170 000 а. е. и "финиширует" через 24 млн лет.

Хотя законы, управляющие движением планет и комет, одни и те же, их поведение и области обитания сильно различаются. Орбиты планет - эллипсы, близкие к окружностям. Орбиты комет - вытянутые эллипсы, почти параболы.Планеты движутся в плоскости тонкого диска в одном направлении. Пути комет - это настоящий клубок орбит, ориентированных в пространстве без порядка. Кометы ходят по ним одни - против, другие - по часовой стрелке (обратное движение).

Заметим, что две столь же несхожие звёздные "народности" населяют Галактику. Одни звёзды (и Солнце в их числе) живут в галактическом диске. Другие, более древние, с несколько иным химическим составом, образуют клубок вокруг центра Галактики и снуют вглубь-наружу, туда-обратно по вытянутым эллипсам. Странное сходство, заслуживающее размышления на досуге...

Движение планет устойчиво, они не меняют заметно своих орбит. Кометы, регулярно пересекая дороги больших планет, меняют орбиты. Обычно изменения незначительны, как у кометы Галлея, но если странница пролетит мимо гиганта ближе чем в полумиллиарде километров, величина и направление её орбиты могут измениться до неузнаваемости.

Особенно сильно влияние Юпитера. Набрасывая гравитационное лассо, он "одомашнивает" кометы, переводит их на короткие орбиты - от Солнца до Юпитера и обратно. Сегодня в табуне Юпитера около сотни хвостов. По десятку комет держат Сатурн и Нептун. Три кометы пасёт Уран. Есть ещё подозрительное стадо, гуляющее до границы 50-60 а. е. Стадо есть, а пастуха нет...

Но гиганты слепы, как Полифем. Порой и собственую комету прогонит навсегда, а иногда так поддаст пробегающей мимо, что та переходит на орбиту большей дальности, а то и вовсе бежит от Солнца по гиперболе - прочь и навсегда. В Солнечной системе есть кометы, движущиеся с гиперболической скоростью, но это не пришельцы, это "наши" кометы, вынужденные навсегда покинуть солнечную родину из-за того, что кому-то перешли дорогу.

                                 Комета крупным планом

Кометы - самые протяжённые тела Солнечной системы. У кометы 1811 г. одна голова по объёму в шесть-восемь раз превосходила Солнце. У кометы 1882 г. хвост был больше, чем расстояние от Солнца до Юпитера. Но при всех своих невообразимых размерах хвосты, состоящие из плазмы, газа и дыма, настолько разреженны, что на Земле такая среда считается вакуумом. Кометы - это видимое ничто. Но в сердцевине этого "ничто" есть нечто - твёрдое ядро кометы, с которого всё начинается.

Перенесёмся мысленно к ядру кометы, спешащей к Солнцу, и пройдём с ней часть пути. Пусть это будет ядро кометы Галлея - знаменитый "башмак" размером 16 х 8 км, каким его увидели на снимках "Беги" и "Джотто" в 1986 г.

Ядро состоит из льдов, внутри уплотнённых, а снаружи пористых, губчатых, пушистых. Пока до Солнца далеко, комета, промороженная до -260 °С, спит глубоким сном: ни головы, ни хвоста.

Основу льдов (более 80%) составляет вода, остальное - твёрдая углекислота, именуемая "сухим льдом", метановый, аммиачный лёд и другие замороженные газы. Вещество ядра достойно внимательнейшего изучения. В этом холодильнике могли сохраниться реликтовые органические вещества - первые кирпичики, из которых сложилась жизнь на Земле. Кометный лёд - грязноватый, перемешан с пылью и каменистым веществом. Когда пригреет, лёд начнёт испаряться, и, как на городских сугробах, на поверхности ядра останется корка загрязнения.

Корковая пыль в тысячи раз мельче той, что летом садится на подоконник. Пылинки не рассмотреть даже в лупу. Их триллион в кубическом миллиметре. Попадаются и частицы покрупнее песчинки, камешки. Из такого вот космического праха, из кометной пыли, камней и льдов, возможно, слепились и выплавились Земля и планеты почти 5 млрд лет назад.

На расстоянии 4,5 а. е. от Солнца, когда обогрев кометы достигает 1/20 нагрева Земли и температура верхнего слоя льда поднимается до -140 °С, открытые льды начинают испаряться. Не таять, а именно испаряться. Так улетучивается на холоде лёд из замёрзшего белья, так же в морозный день без таяния истончаются сугробы. Переход вещества из твёрдого состояния в газообразное, минуя стадию жидкости, называется возгонкой. День за днём процесс идёт всё заметнее. Сначала испаряются метан, аммиак, водород, циан, образуя прозрачную атмосферу - голову кометы. По мере приближения к орбите Марса возгоняется углекислота. Последней начинает испаряться вода, требующая большего тепла.

Атмосферные газы кометы не остаются неизменными. Кванты солнечного света, налетая на молекулы газа, ионизуют вещество, выбивая из атомов электроны. Но от Солнца идёт не только свет, а ещё и солнечный ветер. Это поток заряженных частиц, которые разбегаются во все стороны от дневного светила и несут с собой обрывки солнечного магнитного поля. Налетая на голову кометы, ветер подхватывает магнитными полями, как сетями, ионы кометного газа и мчит их прочь от Солнца на скорости 500-1000 км/с, образуя длинный и прямой, как луч прожектора, плазменный хвост. На незаряженные частицы газа солнечный ветер не действует. Эти частицы задерживаются у ядра, пополняя голову кометы.

Наконец, из-под коричневой корки начинают бить газовые фонтаны-гейзеры. Атмосфера всё шире, голова всё больше, и вот уже заметно её холодное люминесцентное свечение. Кометный газ светится так же, как краски-люминофоры и как разреженный газ в лампах дневного света.

Даже слабый напор газа подхватывает и вздымает ввысь громадные султаны пыли. В это время для земного наблюдателя голова кометы становится ярче, потому что пылевой туман отражает больше света, чем его излучают холодные прозрачные газы. Кванты света налетают на пылинки, и хотя их давление на пыль не так энергично и эффективно, как действие солнечного ветра на "окрошку" из атомов и молекул, но свет тоже гонит пылинки прочь от Солнца. Они образуют уже другой хвост - не прямой, как меч, а изогнутый, как сабля: пыль уходит из головы медленнее, и хвост волочится за ней по орбите, изгибаясь.

Вид комет разнообразен, но, рассматривая их на фотографиях или в натуре, всегда легко заметить: у этой хвост из ионов, у этой - пылевой, а у этой оба хвоста. Есть и другие фасоны хвостов, есть даже "бороды", но обо всём не расскажешь.

Войдя внутрь орбиты Земли, комета попадает в область сильного нагрева. Теперь гейзеры газа и пыли льются непрерывными струями в сторону Солнца. Ядро может терять 30-40 т пара ежесекундно! Но самое впечатляющее - это подкорковые взрывы. Как будто рвутся глубинные мины непонятной природы. Какие же силы и каким образом вдруг испаряют на глубине объём льда в пять шестнадцатиэтажных зданий и выбрасывают огромное количество газа на 20- 30 тыс. километров, откуда и ядро-то еле видно? Это главная загадка комет.

Очень близкое прохождение около Солнца грозит ядру развалом, разрывом на части, как уже не раз бывало. Но если комета благополучно миновала перигелий, она, побушевав ещё немного, "успокаивается" и застывает до очередной встречи с Солнцем.

                            Комета умерла. Да здравствует комета!

Комета - небесное тело, сравнительно с прочими, огромной величины, но редкое... сквозящее; иногда в ней заметно ядро, а окружная среда образует как бы хвост, бороду или космы; звезда с хвостом, косматая.

В. И. Даль. Толковый словарь живого великорусского языка. 1863 г

Комета Галлея "обтаивает" на каждом витке метров на 200. Когда около 100 тыс. лет назад Нептун её захватил, это было солидное космическое тело диаметром несколько сот километров. А сейчас остался окатыш, которого едва хватит до конца III тысячелетия.

Кроме испарения кометы крошатся. Взрывы выбрасывают из ядра сколы льда, смёрзшиеся глыбы, камешки, пыль. Этот мусор продолжает летать по орбите кометы, постепенно растягиваясь, как бегуны по кругу: самые быстрые догоняют отстающих. Так, еще при живой комете на её орбите образуется тор из метеорного вещества. Дважды в году, 4 мая и 22 октября, Земля сближается с орбитой кометы Галлея и несколько суток движется внутри этого тора. Кометные соринки врезаются в атмосферу и сгорают, вызывая явление метеорного потока.

Наконец, хорошо изучены случаи, когда ядро разваливается на части под действием притяжения Солнца или Юпитера при значительных сближениях с ними.

Бурная жизнь комет вблизи Солнца в десятки тысяч раз короче жизни Земли или Солнечной системы. Они как мотыльки-однодневки рядом с людьми: вчера одни, а сегодня уже новые. Странный, однако, этот "мотылёк": его вещество - древнейшее в планетной системе.

В сущности что мешает комете жить? Близость Солнца и планеты-гиганты. Значит, если льдину поместить подальше, чтобы в перигелии она не подходила к планетным орбитам, скажем, ближе чем на 50 а. е., а в афелии не забиралась в сферу притяжения соседних звёзд (200 000 а. е.), тогда комета могла бы существовать миллиарды лет.

Это далёкое царство Мороза (-270 °С), где живёт около ста миллиардов Снегурочек-невидимок, называется облаком Оорта. Это гипотетическая сферическая оболочка, окружающая Солнечную систему на расстоянии около 1 светового года (50000 а.е.), в которой содержатся миллиарды комет с общей массой, равной примерно массе Земли. Они тоже солнечная семья, их тоже тянет к Солнцу, но они живут по мудрой кометной пословице: "в десять раз дальше от Солнца - в сто раз безопаснее". Только изредка возмущающее сближение какой-нибудь звезды с Солнечной системой приводит к изменению их орбит, и кого-то случай направляет прямо в солнечный жар, в планетные жернова и... в сети ловцов комет.

 замечательные кометы

                                                Комета Галлея (комета 1P/Галлея)

Самая известная из всех периодических комет, которая движется по удлиненной элиптической орбите вокруг Солнца, возвращаясь к Земле каждые 75,5 лет. Из исторических записей следует, что комета Галлея наблюдается в течение более 2200 лет, начиная с 239г до н.э. Она наблюдалась 30 раз. Это связано с тем, что комета Галлея намного больше и активнее других периодических комет. Ни для одной другой кометы нет исторических записей, которые могли бы сравниться с кометой Галлея.

Эдмунд Галлей (1656-1742), в честь которого названа комета, не был ее открывателем, но он был первым, кто в 1705г понял связь между кометой, которую он наблюдал в 1682г, и некоторыми другими зарегистрированными появлениями комет, отделенными друг от друга интервалами в 76 лет. Он вычислил орбиты ряда комет, основываясь на недавно опубликованной теории Исаака Ньютона. Заметив подобие орбит комет, наблюдавшихся в 1531, 1607 и 1682гг, он предсказал возвращение кометы в 1758-59гг, которое действительно наблюдалось, но уже после его смерти. В следующий раз комета Галлея появится в 2061 г.

Перигелий орбиты кометы Галлея лежит на расстоянии 0,587 а.е. (между орбитами Меркурия и Венеры). Наиболее удаленная точка орбиты находится вне орбиты Нептуна на расстоянии 35,31 а.е. Орбита наклонена к основной плоскости солнечной системы на 162°, и комета движется по орбите в направлении, противоположном движению планет. Возвращение 1986г было очень неблагоприятным для наблюдения с Земли, но космические зонды, запущенные несколькими странами, провели успешные исследования кометы. Ближе всех к комете подошел европейский зонд "Джотто", который 14 марта 1986г прошел примерно в 605 км от ее ядра. Советские зонды "Вега-1" и "Вега-2" наблюдали ядро 6 и 9 марта 1986г с расстояний 8890 и 8030 км, и собранная ими информация была использована для корректировки курса "Джотто" на последнем участке. Были запущены также два маленьких японских зонда. Было сделано более 1500 снимков кометы. Результаты наблюдений окончательно подтвердили существование у кометы твердого ядра, вероятно, состоящего из льда и пыли. Оно имеет неправильную удлиненную форму, напоминающую картофелину, размерами 14 x7,5х7,5 км. Ядро темное, отражающее только 4% падающего солнечного света. Оно медленно вращается, совершая один оборот за 7,1 суток (с 3,7-суточной прецессией). На обращенной к Солнцу стороне измеренная температура достигала 350 K, что достаточно для таяния льда, и там наблюдались выбросы выбросы газа и пыли прорываются через темную оболочку, покрывающую ледяное ядро. С кометой Галлея связаны два метеорных потока (Эта-Аквариды и Ориониды).

                       Комета 1680 г.

Аля этой кометы Ньютон впервые в истории астрономии вычислил орбиту. Она оказалась первой "скребущей" кометой - прошла всего в 230 тыс. километров от поверхности Солнца. При удалении имела хвост протяжённостью 70°. В XIX в. немецкий астроном Иоганн Энке определил её период в 8810 лет.

                       Комета Энке (2P/Энке)

Периодическая комета, впервые замеченная французским астрономом Пьером Мешеном (1744-1804) в 1786 г. Она была повторно зафиксирована Каролиной Гершель в 1795 г., Жаном Луи Понсом и другими в 1805 г. и снова Понсом в 1818 г. Иоганн Ф. Энке (1791-1865) вычислил орбиту кометы, замеченной в 1818г, и установил связь с ее предыдущими появлениями. Сделанное им предсказание следующего появления этой кометы в 1822г успешно подтвердилось. Период обращения кометы по эллиптической орбите составляет 3,3 года и является самым коротким из известных. Радиус кометы 3,1км, а наибольшее приближение к Солнцу составляет 0,331а.е. С тех пор до 2001г было зарегистрировано 54 прохождения кометы через перигелий. Количество появлений этой кометы в небе можно, например, сравнить с 30 известными возвращениями кометы Галлея за огромный период времени - с 239 г. до н.э. до 1986 г.

В дальнейшем комета при каждом обороте достигала своего перигелия примерно на 2 часа раньше предсказанного времени; однако, с тех пор этот эффект постоянно уменьшается. Его можно объяснить "ракетным эффектом", т.е. ускорением, получаемым ядром кометы из-за испарения газов под влиянием солнечного излучения, а также результатом вращения и прецессии ядра. Так как она никогда не удаляется от Солнца дальше, чем на 4 астрономических единицы, едва выходя за пределы пояса астероидов, при современных методах наблюдения ее можно наблюдать непрерывно.

С кометой 2P/Энке связан метеорный дождь Таурид. Тунгусский метеорит (1908 г.), возможно, был обломком её ядра.

                            Комета 1811 г.

До наших дней остаётся самой большеголовой: её объём в шесть-восемь раз больше Солнца. Она описана Л. Н. Толстым в "Войне и мире" и К. Фламмарионом в повести "История кометы".

                           Комета Донати (C1858 L1)

Красивейшая комета последних веков. Обнаружена Джованни Б. Донати из Флоренции в 1858 г. На рисунках того времени она изображена с широким изогнутым пылевым хвостом и двумя узкими прямыми ионными хвостами. Из ее головы в течение нескольких недель регулярно выбрасывались "фонтаноподобные" оболочки. Комета вернётся в XXXIX в.

             Большая сентябрьская комета 1882 г.

Ярчайшая комета века, её одновременно заметили многие. В максимуме она светила как 60 полных лун, а днём была видна при солнечном свете. Это одна из "скребущих" комет. Она пролетела в полурадиусе Солнца от его поверхности на скорости 480 км/с. В телескоп с фильтром комету было видно вплоть до самого исчезновения на солнечном диске. Ядро прошло перед диском Солнца, но из-за малых размеров не было видно; после сближения с Солнцем распалось на две части. Обломки кометы вернутся около 2650 г.

               Комета Уэста 1976 г.

Одна из красивейших комет века. Имела протяжённый широкий хвост, напоминающий облачко в лучах утреннего Солнца. Голова светила как Венера. Ядро распалось на четыре части вскоре после прохождения перигелия.

                Комета Шумейкер-Леви (D/1993 F2)

Комета, которая врезалась в планету Юпитер в июле 1994 г. . Когда эта комета была впервые обнаружена на фотографиях 25 марта 1993 г. Каролин и Юджином Шумейкерами и Дэвидом Леви, она находилась на удлиненной орбите вокруг Юпитера с 2-летним периодом обращения и представляла собой цепочку, состоящую примерно из 20 отдельных фрагментов, растянувшихся на 200 тыс. километров. Расчеты показали, что она вращалась вокруг Юпитера с периодом в два года в течение нескольких десятилетий, но разделилась под действием приливных сил при близком подходе к Юпитеру в июле 1992 г. Эта встреча обусловила и изменение движения фрагментов, вызвав их столкновение с планетой. Они друг за другом ударились о поверхность Юпитера между 16 и 22 июля 1994 г. В результате ударов в атмосфере Юпитера появились большие темные облака, причем в инфракрасном свете были заметны и яркие вспышки. Темные облака наблюдались в течение нескольких месяцев, пока не были рассеяны ветрами и турбулентными движениями.

                       Комета Лекселя

Комета, открытая Шарлем Мессье 14 июня 1770г, но названная по имени Aндрея Ивановича (Андерса Иоганна) Лекселя (1740-1784), который исследовал ее орбиту и опубликовал результаты своих вычислений в 1772 и 1779гг. Он показал, что близкий подход кометы к Юпитеру в 1767г вызвал большое изменение ее орбиты, в результате чего комета приблизилась к Земле настолько, что стала видимой. Наименьшее расстояние до Земли было достигнуто 1 июля 1770г и составило 0,015 астрономических единицы (т.е. 2,244 миллиона километров). Это в шесть раз превышает расстояние до Луны. Когда комета находилась ближе всего, видимый размер ее комы был равен почти пяти диаметрам полной Луны. Это самым близким зарегистрированным подходом комет к Земле. Однако при следующем приближении к Юпитеру в 1779г орбита претерпела столь существенные изменения, что комета никогда больше не наблюдалась.

                      Комета Аренда-Ролана (C/1956 R1)

Яркая комета, обнаруженная в 1957г. Одно время казалось, что у нее образовывается "шип", направленный к Солнцу. Но это был оптический эффект, вызванный тем, что освещенные пылевые частицы, оставляемые кометой за собой, при пересечении Землей плоскости орбиты кометы становятся видимыми как бы "впереди" кометы.

                      Комета Беннета (C/1969 Y1)

Красивая комета, обнаруженная 28 декабря 1969 г. Дж. К. Беннетом (Южная Африка). Ее яркость достигла нулевой звездной величины в марте 1970 г., когда комета имела хвост длиной в 30°. Наблюдения, проведенные с Орбитальной геофизической обсерватории ("ОГО-5"), показали наличие обширного водородного облака, окружающего голову и хвост и простирающегося в направлении, параллельном хвосту, на 13 млн. км.

                       Комета Биелы (3D/Биелы)

Комета девятнадцатого века, известная тем, что перед полным исчезновением разделилась на две части. Комета была открыта в 1772г Монтенем из Лиможа. Когда она была вновь обнаружена австрийским майором Вильгельмом Йозефштадт фон Биелой 27.02.1826г, ее орбита была вычислена достаточно точно, так что удалось идентифицировать два ее предыдущих появления. Период оказался равным 6,6 года. При появлении кометы в 1846г она уже была разделена на две части. К 1852г две половины находились на расстоянии более двух миллионов километров, но двигались по одной и той же орбите. После этого их никогда не видели.

Отдельные световые явления отмечались как до, так и после разделения кометы. С кометой Биелы связан ноябрьский метеорный дождь ( Андромедиды).

                       Комета Де Чезо

Исключительно яркая комета, открытая независимо Клинкенбергом из Гарлема 9 декабря и Де Чезо из Лозанны 13 декабря 1743 г. Она достигла звездной величины -7 и породила веер хвостов. Всего было замечено одиннадцать отдельных хвостов.

                       Комета Делавана (C/1913 Y1)

Яркая комета, обнаруженная Делаваном из Ла-Платы (Аргентина) в декабре 1913г. Она оставалась видимой в течение многих месяцев в 1914 г.

                      Комета Джакобини-Циннера (21P/Джакобини-Циннера)

Периодическая комета, обнаруженная 20.12.1900г в Ницце (Франция) Джакобини, а 27.10.1913г Циннером. Период обращения вокруг Солнца - 6,52 лет. Ее диаметр составляет 6км. С этой кометой связан наблюдаемый иногда в октябре метеорный поток Драконид, образуемый при вхождении в атмосферу Земли мелкими частицами кометы, движущимися по той же самой орбите.

В 1985г Американский космический зонд "ISEE-3" (ISEE - Sun-Earth Explorer - Международный солнечно-земной зонд), первоначально запущенный в 1978г с другой целью, получил задание пройти через хвост кометы Джакобини-Циннера в рамках проекта "ICE" (ICE - International Cometary Explorer - Международный кометный зонд).

                       Комета Икея-Секи (C/1965 S1)

Исключительно яркая комета, открытая 18 сентября 1965 г. двумя японскими астрономами-любителями. Она была особенно заметна в южном полушарии после прохождения перигелия. Принадлежит к группе комет, известных как "задевающие Солнце". У таких комет очень небольшой перигелий, так что фактически они проходят сквозь внешние слои Солнца.

                        Комета Коджиа (C/1874 H1)

Яркая комета, обнаруженная Ж.Э. Коджиа из Марселя в 1874г. Комета быстро перемещалась к югу, образуя хвост длиной в 40°. Можно было заметить несколько "фонтаноподобных" оболочек, выбрасываемых из активных областей ее вращающегося ядра.

                         Комета Когоутека (C/1973 E1)

Комета, открытая в марте 1973г, за 9 месяцев до прохождения перигелия, когда она находилась вблизи орбиты Юпитера. Предположения о том, что эта комета должна оказаться достаточно красивой, не оправдались. Тем не менее она стала объектом обширной скоординированной программы профессионального наблюдения, которая включала и наблюдения с борта орбитальной лаборатории "Скайлэб". В ходе этих наблюдений было получено много новой информации о кометах, включая первое прямое доказательство присутствия силикатов в пылевом хвосте кометы. Период ее обращения около 80000 лет.

                   Комета Морхауза (C/1908 R1)

Комета, открытая в США в 1908г, которая первой из комет начала активно изучаться с применением фотографии. В структуре хвоста были замечены удивительные изменения. В течение дня 30 сентября 1908г эти изменения происходили непрерывно. 1 октября хвост оторвался, и его уже нельзя было наблюдать визуально, хотя фотография, сделанная 2 октября, показывает наличие трех хвостов. Разрыв и последующий рост хвостов происходили неоднократно.

                    Комета Теббутта (C/1861 J1)

Яркая комета, видимая невооруженным глазом, была открыта австралийским астрономом-любителем в 1861г. Земля прошла сквозь хвост кометы 30 июня 1861 г.

                     Комета Хейла-Боппа (C/1995 O1)

Одна из наиболее ярких комет XX в., выделяющаяся очень большим размером. Открыта Аланом Хейлом и Томасом Боппом (22 июля 1995г) и достигла перигелия 1 апреля 1997г при максимальной яркости около величины -1. По оценкам, ее ядро имеет в поперечнике 90 км, а эксцентриситет 0,914. Максимальна длина ее ионного хвоста составила 148 млн км, а период ее обращения составляет 2380 лет.

               Комета Шезо 1744 г.

Ярчайшая комета века - её голова была видна днем. Комета имела шесть хвостов. Возможно, это следствие периодических выбросов из ядра.

               Комета Хиякутаке (C/1996 B2)

Большая комета, которая по яркости достигла нулевой величины в марте 1996г и образовала хвост, протяженность которого оценивается по крайней мере в 7°. Ее видимая яркость в значительной степени объясняется близостью к Земле - комета прошла от нее на расстоянии менее 15 млн. км. Максимальное сближение с Солнцем 0,23 а.е, а ее диаметр около 5км.

                 Комета Швассмана-Вахмана 1 (29P/Швассмана-Вахмана 1)

Периодическая комета, открытая наблюдателями из Гамбурга в 1927 г. Она вращается по почти круговой орбите, проходящей между орбитами Юпитера и Сатурна, с периодом 16,1 года. Комету можно видеть каждый год во время противостояния. Имея обычно 18-ю звездную величину, комета в течение 27 дней может увеличить свою яркость на 4-8 звездных величин. Такие вспышки сопровождаются изменениями в ядре и коме.

                   Комета Хьюмасона (C/1961 R1)

Гигантская комета, открытая в 1961 г. Ее хвосты, несмотря на столь большое удаление от Солнца, все еще простираются в длину на 5 а.е., что является примером необычно высокой активности.