|
«Знак вопроса» 7/90 Виновница земных бед?
ВОЙЦЕХОВСКИЙ Алим Иванович
Кометы - загадка Солнечной системы
Кометы - самые эффектные и самые загадочные тела Солнечной системы, приходящие с ее окраин к нашему светилу и имеющие вид туманных пятнышек. Дело, однако, в том, что не любое туманное пятнышко - комета. Мы знаем, что так выглядит целый ряд астрономических объектов: планетарные и диффузные туманности, шаровые и рассеянные скопления, галактики. Когда комета находится далеко от Солнца, ее трудно отличить от этих неподвижных пятнышек - астрономических образований. Поскольку в это время комета очень незначительно меняет свое положение на небе от ночи к ночи, наблюдатель, чтобы заметить такие изменения, должен быть очень искусным.
Для того чтобы не путать туманности и галактики с кометами, французский астроном Шарль Мессье (1730-1817) составил специальный каталог статичных образований, содержащий более ста объектов и являющийся даже сегодня настольной книгой для астрономов - "вылавливателей комет". По мере приближения к Солнцу вид кометы преображается. Самая главная ее часть - ледяное ядро, состоящее, по современным представлениям, из замороженных газов сложного химического состава, водного льда, тугоплавкого минерального вещества в виде пыли и более крупных фрагментов,- прогревается и вокруг него возникает светящаяся оболочка, которая называется комой. Кома вместе с ядром составляет голову кометы. Голова кометы при движении по орбите принимает различную форму. Вдали от Солнца голова выглядит круглой и симметричной, что может быть объяснено слабым воздействием солнечного излучения на составные части головы, а ее очертания определяются изотропным (равнонаправленным) расширением кометного газа в межпланетном пространстве. Однако, приближаясь к Солнцу, такая "бесхвостая" голова постепенно становится овальной. Затем голова удлиняется, принимает форму цепной линии, а в противоположной от Солнца стороне из нее начинает развиваться длинный светящийся хвост.
Таковы основные части кометы, как они выглядят в видимом свете: ядро, кома и хвост (рис. 1). Массы ядер комет заключены в пределах от нескольких тонн (микрокометы) до нескольких сотен, а возможно, и тысяч миллиардов тонн. Столь же неопределенными являются геометрические параметры ядра. По мере приближения к Солнцу диаметр видимой головы вначале растет, достигая максимальных размеров в интервале гелиоцентрических расстояний от 0,9 до 1,6 а. е. (астрономическая единица - а. е. ~ 150 миллионов километров - среднее расстояние от Солнца до А Земли), а затем постепенно уменьшается с уменьшением гелиоцентрического расстояния. После прохождения кометой перигелия орбиты (точки наиболее близкого расстояния от Солнца) голова снова увеличивается и достигает максимальных размеров между орбитами Земли и Марса. Вытянутость кометного хвоста от Солнца объясняется действием на его газопылевые частицы как светового давления, так и солнечного ветра. В окрестностях Солнца хвосты комет тянутся на десятки миллионов километров, т. е. превосходят по своей протяженности все объекты Солнечной системы, включая и само наше светило. Такие протяженные хвосты наблюдаются у комет в течение нескольких лет. Форма кометных хвостов зависит от соотношения гравитационных сил и сил отталкивания, воздействующих на частицы хвоста.
Существует несколько классификаций форм кометных хвостов. Так, например, по одной из них, предложенной русским астрофизиком Ф. А. Бредихиным и развитой советским астрофизиком С. В. Орловым, различается пять типов хвостов (рис. 2): прямолинейные (1); почти прямолинейные и слегка отклоненные назад (в сторону, противоположную направлению движения кометы), (2); значительно изогнутые назад (3); прямые, но сильно отклоненные назад (4); аномальные, направленные к Солнцу. У некоторых комет (например, у кометы Аренда - Ролана 1957 г.), наблюдалось несколько хвостов разных типов. Нередко в тех или иных частях кометы можно наблюдать удивительные структуры. К ним прежде всего можно отнести галосы и лучи. Галосообразование заключается в появлении на фоне диффузного свечения комы системы расширяющихся концентрических светящихся колец, которые постепенно сливаются с фоном неба и становятся невидимыми. Галосы характерны обычно для голов ярких комет. Очень часто в кометных хвостах первого типа можно наблюдать тонкие прямые лучи, которые выходят под различными углами из ядра и составляют в совокупности лучистый хвост. Кроме того, в головах комет иногда наблюдают несколько сжимающих оболочек и периодические вспышки яркости. В то же время омегообразные изгибы и облачные образования характерны для хвостов ярких комет. Однако самыми активными процессами являются разделение ядер комет на отдельные фрагменты (до восьми), а также отрывы и сдвиги хвостов.
Название "комета" происходит от греческого слова "кометис", что в переводе на русский язык означает "волосатый". И в древние времена, и в средние века было принято изображать комету в виде головы с развевающимися волосами. Вполне понятно, что появление "огненной звезды" с распущенными "пылающими волосами", простирающимися иногда на полнеба, не могло не вселять ужас в сердца впечатлительных людей, которые от таких "рандеву" ничего хорошего не ждали. Кометы во все времена у многих народов считались вестниками несчастий и дурными знамениями. История человечества изобилует войнами, эпидемиями, изменениями климата, голодом, дворцовыми переворотами, так что почти всегда появлению кометы может сопутствовать какое-нибудь трагическое событие. Не отсюда ли возникла та волна предрассудков и пророчеств, которая связана с кометами?
Так, например, разве прошедшая рядом с Солнцем комета Перейры не возвестила убийства американского президента Кеннеди в Далласе в 1963 году?.. Появления комет не такие уж редкие события для астрономов. Каждый год появляется более десятка комет, из которых половина на поверку оказывается "старыми знакомыми", уже наблюдавшимися когда-то ранее, совершившими еще один полный оборот по орбите. Однако большинство из наблюдаемых комет - слабые туманные объекты, видимые только в крупные телескопы. Их мало кто замечает, и занимается ими лишь узкий круг астрономов-специалистов.
Комету же, видимую невооруженным глазом, наблюдают десятки астрономов и тысячи любителей. И уже совсем редко, два-три раза в столетие, появляется яркая комета с пышным хвостом, волнующая умы и поражающая воображение. Она привлекает всеобщее внимание. Кометы прилетают к нам во внутренние области Солнечной системы издалека. Но откуда? На этот вопрос ищут ответа с древних времен, но окончательно он еще не разрешен. Сегодня можно говорить о нескольких гипотезах происхождения комет, каждая из которых по-своему правомерна и каждая в чем-то уязвима. Еще во времена средневековья астрономы считали, что кометы рождаются при извержениях вулканов на Юпитере и Сатурне. Отметим, что древние мудрецы были не так уж наивны, поскольку гипотеза о вулканической природе комет в несколько измененном виде жива и сейчас. Многие современные ученые считают, что кометные ядра извергаются не только из недр самих планет-гигантов, но также из недр их спутников. Впервые эта гипотеза была предложена известным французским математиком Лагранжем, а в последние десятилетия развита киевскими учеными под руководством профессора С. К. Всехсвятского.
Интересно, что полеты американских космических кораблей вблизи Юпитера обнаружили вулканическую деятельность на ближайшем к Юпитеру спутнике И о. Конкурирующая гипотеза заключается в том, что кометы приходят к нам с периферии Солнечной системы, где на расстоянии 50-150 тысяч а. е. существует большое скопление безымянных невидимых комет. По имени голландского астронома Я. Оорта эта часть Солнечной системы называется облаком Оорта. Из него под действием сил притяжения со стороны звезд, находящихся близко к Солнечной системе, кометы медленно начинают свое движение к Солнцу. Через миллионы лет, постепенно разгоняясь, они врываются по параболической траектории в окрестности нашего светила, огибают его и уносятся вдаль. Однако, пролетая близко от одной из больших планет, из-за ее притяжения кометы могут изменить траекторию своего движения и, направившись в глубь Солнечной системы, стать периодическими. Ядро
Возможно, что облако Оорта образовалось одновременно с планетами - около 4,5-5,0 миллиардов лет назад. В этом случае исследования комет помогут узнать о свойствах вещества, пришедшего с далеких окраин Солнечной системы и, может быть, присутствовавшего при ее рождении. Третья гипотеза, выдвинутая советским академиком В. Г. Фесенковым и американским астрономом Ф. Уиплом, говорит о межзвездном происхождении комет. Не исключено, что облако Оорта было захвачено после образования Солнечной системы и по сей день регулярно обменивается кометами с межзвездной средой. Это происходит благодаря захвату большими планетами, например Юпитером или Сатурном, блуждающих между звездами комет. Однако эта гипотеза не объясняет частого появления комет в Солнечной системе. Впрочем, полученные в последнее время доказательства того, что вещество комет по своему изотопному составу близко к веществу Солнечной системы, делает эту гипотезу особенно уязвимой.
Существуют также и другие гипотезы о происхождении комет, не получившие столь широкого распространения как три вышеперечисленные. Здесь уместно вспомнить высказывание академика Б. П. Константинова, который предложил в 1960 году гипотезу об антивещественной природе комет. Исходя из модели симметричной Вселенной (равноправия существования вещества и антивещества), Константинов считает, что во Вселенной возможен обмен между звездными системами из вещества и антивещества на уровне макроскопических объектов, таких, как астероиды, кометы и метеориты. И в первую очередь, по мнению Константинова, такими макротелами являются кометы, поведение которых существенно отличается от поведения других небесных тел в Солнечной системе (яркие вспышки, колоссальные ускорения в хвостах и т. д.).
И все же ни одна из приведенных гипотез не нашла всеобщего согласования и поддержки у астрономов, так как не смогла объяснить большинства особенностей строения, состава и движения комет. Именно поэтому вопрос об их происхождении до настоящего времени считается нерешенным. Впрочем, нет-нет да и высказываются совсем экзотические гипотезы. Некоторые авторы считают, что отдельные кометы являются кораблями-разведчиками иных цивилизаций, которые вот уже более 1000 лет собирают информацию о Солнечной системе и, в частности, о нашей планете.
Кстати, имеющиеся сведения о кометах этой гипотезе не противоречат. Так, например, в движении некоторых комет обнаружены явления, не объяснимые притяжением их известными телами Солнечной системы. Одни из комет испытывают вековые ускорения движения, другие, наоборот, замедления. Спрашивается, по какой причине безжизненное тело в безвоздушном пространстве меняет свою скорость? Далее. Всякий раз, находясь рядом с Солнцем, комета значительную часть своего вещества расходует на образование хвоста. Но, исчезнув с небосвода, через некоторое время появляется вновь и вновь! Какова причина такого постоянства? Где же закон сохранения вещества? Очевидно, где-то в космической бездне кометы претерпевают неизвестные и непонятные нам сегодня изменения... Когда комета движется далеко от планет и Солнца, но находится в его гравитационном поле, ее первичная орбита, согласно закону всемирного тяготения, должна представлять собой одну из кривых, получающихся при пересечении прямого кругового конуса плоскостью,- окружность, эллипс, параболу или гиперболу, в фокусе которых находится Солнце.
Но как только комета входит в зону планет, ее орбита по действием гравитационных возмущений этих небесных тел трансформируется в орбиту, которую нельзя представить ни одним классическим коническим сечением. Особенно значительно влияние на движение комет Юпитера и Сатурна, во время сближения с которыми орбиты их могут изменяться до неузнаваемости. Кометы, являющиеся "членами" Солнечной системы, называются периодическими. Они движутся вокруг нашего светила по вытянутым эллиптическим орбитам, которые могут быть как угодно ориентированы в пространстве и иметь самые различные параметры. Периоды обращения комет также крайне разнообразны, в связи с чем они пол- разделяются на долгопериодические (период обращения которых более 200 лет) и короткопериодические (с периодами менее 150 лет). Очевидно что короткопериодические кометы, которые чаще возвращаются к Солнцу, теряют каждый раз некоторое количество своего вещества Этот процесс происходит значительно быстрее, чем у долго-периодических, орбиты которых больше поперечника нашей планетной системы. Такие кометы приближаются к Солнцу через промежутки времени в миллионы лет. Именно поэтому среди долгопериодиче-ских комет наблюдается больше ярких, чем слабых.
В то же время у подавляющего большинства короткопериодических комет яркость незначительна, почему они и не видны невооруженным глазом. Первое зафиксированное в хрониках появление кометы относится к 2296 году до н. э. Эта комета наблюдалась китайскими астрономами, которые внимательно следили за перемещением небесной странницы по созвездиям. За всю историю человечества до наших дней наблюдалось всего около 2000 кометных появлений. К сожалению, около половины случаев из указанных появлений не имеют зафиксированных сведении о точных положениях этих комет для трех фиксированных моментов времени. В связи с этим ничего определенного об орбитах наблюдавшихся комет сказать нельзя. Таким образом, почти все, что мы знаем сегодня о небесных кометных телах, начинается с грустного слова "вероятно"...
Оглавление: Кометы - загадка Солнечной системы Метеориты - скульпторы лика Земли Катастрофа в преддверии голоцена Отчего могла погибнуть Атлантида? |
