Текст книги "Вселенная полна загадок"
Автор книги: Феликс Зигель
сообщить о нарушении
Текущая страница: 1 (всего у книги 17 страниц)
Феликс Юрьевич Зигель
Вселенная полна загадок
Ум человеческий открыл много диковинного в природе и откроет еще больше, увеличивая тем свою власть над ней.
В. И. ЛЕНИН
НА ПОРОГЕ НЕВЕДОМОГО
Просторный и величественный актовый зал Московского университета был переполнен. Восемьсот астрономов из тридцати пяти стран съехались сюда, чтобы обсудить волнующие их научные проблемы. Еще никогда за всю историю астрономии не собиралось воедино так много представителей науки о звездах. Впрочем, и год, в котором происходил описываемый X съезд Международного астрономического союза, нельзя считать обычным– шел 1958 год, первый год новой, Космической эры.
Астрономия перестала казаться отвлеченной, лишенной практического значения наукой. Переворот, совершенный в истории человечества 4 октября 1957 года, изменил положение вещей. Заброшенный в мировое пространство первый искусственный спутник Земли, подобно сигнальной ракете, возвестил о начале проникновения человека в Космос. Стало очевидным, что возглавить эту «космическую экспансию» должны те, для которых Вселенная уже много веков является предметом тщательного изучения. Вот почему собравшиеся на съезд делегаты имели основание чувствовать себя «героями дня», что, разумеется, накладывало на них и большую ответственность.
Семь дней с утра и до позднего вечера проводились заседания тридцати восьми комиссий съезда, каждая из которых руководит работой в определенной области астрономии. Состоялось несколько пленарных заседаний и восемь симпозиумов, то есть подробных обсуждений наиболее важных астрономических проблем.
В эти августовские дни 1958 года четко наметился очередной рубеж, отделяющий достоверные знания от того, что пока еще остается неведомым.
Неведомое и таинственное… Оно окружает нас со всех сторон, углубимся ли мы в недра атомов или направим телескоп на звезды. Неисчерпаемая в своем бесконечном многообразии, природа всегда имела и будет иметь тайны. Для человека всегда останется, над чем мыслить и что исследовать. В этой неограниченности творческих исканий подлинный ученый находит великую радость жизни и смысл существования.
Пусть окружающий нас мир неисчерпаем и беспределен во всех отношениях, но то, что добыто наукой в процессе исследования, есть крупица истины, есть подлинное знание некоторых, хотя и не всегда значительных свойств объективной реальности – материи. И это знание увеличивает власть человека над силами природы. Оно дает ему могущество, границы которого трудно предвидеть. В этом огромная практическая роль всякой науки, в том числе и астрономии.
Сторонники идеализма и религии рассматривают ограниченность наших знаний о мире как признак бессилия науки, как доказательство непознаваемости природы. Но их воззрения – это фальсификация действительности.
Природа не может быть познана вся целиком, до конца, – это верно. Но она познается наукой отчасти, отдельными своими сторонами и качествами, причем научные знания – не галлюцинация расстроенного воображения, а отражение в нашем сознании реальных фактов окружающего нас объективного мира. Если бы было иначе, мы не смогли бы использовать научные открытия на практике, которая и является способом проверки достоверности того или иного научного открытия.
Наука всегда находится на границе неведомого. Но она не пассивно созерцает это неведомое, а штурмует его всеми имеющимися у нее силами и в конечном счете непременно побеждает. Неведомое, неизвестное становится ведомым, познанным, а рубеж знания снова и снова отодвигается «в глубь» материи.
Так было, и так будет. Загадки природы, волнующие сегодня ученых, через некоторое и, может быть, весьма непродолжительное время непременно будут объяснены, а на смену им придут новые, еще более сложные и нерешенные научные проблемы.
Передо мной на столе лежит книга, изданная около ста лет назад на русском языке. Ее автор – знаменитый французский астроном Франсуа Араго, а книга называется «Общедоступная астрономия».
В свое время она считалась популярной энциклопедией астрономических знаний. Я листаю ее пожелтевшие страницы и представляю, где проходил передовой рубеж астрономической науки сто лет назад.
На странице 139 второго тома (СПб, 1861) бросается в глаза название главы: «Есть ли на Солнце жители?» На этот, еще спорный в те времена вопрос Араго дает следующий ответ:
«Если спросят: могут ли на Солнце существовать обитатели, организованные подобно жителям Земли, то я немедля дам утвердительный ответ. Существование в Солнце темного центрального ядра, окруженного непрозрачною атмосферой, за которой находится светоносная атмосфера, отнюдь не противоречит подобному предположению».
А вот еще одна любопытная глава: «Может ли Земля сделаться когда-либо спутником кометы?»
«Если бы большая комета, – пишет Араго, – прошла весьма близко от нас, то она, без сомнения, могла бы видоизменить эллипс, описываемый Землею вокруг Солнца. Если масса такой кометы будет весьма значительна, а расстояние ее весьма мало, то Земля, оставив Солнце, начнет описывать эллипс вокруг кометы, или, другими словами, сделается ее спутником. Такое событие возможно, хотя и весьма маловероятно…»
Через несколько страниц, еще ярче демонстрируя уровень знаний той эпохи о кометах, Араго выступает защитником идей о наличии на комете… живых существ!
Если сравнительно близкие к Земле небесные тела были изучены так плохо, то что же можно было сказать сто лет назад о звездах и звездных системах?
И в то же время на многих страницах книги Араго встречаются утверждения, с которыми полностью согласится и современный астроном. Это достоверные знания, прочно утвердившиеся в науке, или, лучше сказать, составляющие тот незыблемый фундамент, на котором продолжает и ныне созидаться астрономия.
Весьма возможно, что лет через сто некоторые места в современных астрономических сочинениях покажутся нашим потомкам очень наивными, способными вызвать только улыбку. Но скорее всего это произойдет не через сто лет, а гораздо раньше, так как темпы научного и технического развития человечества необычайно возросли.
Миллионы лет потребовались для того, чтобы человекообразная обезьяна превратилась в первобытного человека, который умел изготавливать простейшие каменные орудия, но еще не знал, как добыть огонь.
Прошло еще около миллиона лет, прежде чем человек нашел способ развести первый костер. Это великое событие отделено от нашей эпохи несколькими десятками тысяч лет.
От первого костра до первого колеса протекло не менее пятидесяти – шестидесяти тысяч лет.
Потом движение ускорилось, темпы возросли. За несколько тысяч лет человеческая техника прошла путь от первой телеги до первого реактивного самолета.
А затем, в наши дни и на наших глазах, произошло что-то вроде взрыва. В 1942 году был совершен первый полет на реактивном самолете. А через пятнадцать лет ринулся в Космос первый советский искусственный спутник Земли!
Миллионы лет, тысячелетия – и всего пятнадцать лет!
А ведь за эти пятнадцать лет произошли и другие великие события. Первое из них – человек овладел атомной энергией. В грохоте атомного взрыва пришел на Землю атомный век. Спустя несколько лет первые атомные бомбы, взорванные над Хиросимой и Нагасаки, стали казаться безобидными игрушками по сравнению с теми чудовищными силами уничтожения, которые сосредоточил человек в водородной бомбе.
За те же пятнадцать лет открыты новые элементарные частицы, называющиеся до сих пор так только по традиции. Микромир оказался гораздо более сложным, чем о нем думали, а главное – таящим в себе невообразимо огромные запасы энергии.
В те же полтора десятка лет родилась кибернетика удивительная наука, очень быстро и с поразительным успехом поставившая на службу человеку «думающие машины».
Еще двести лет назад техника мало отличалась от той, какая была в древнем Риме или в древней Греции. Но за последние два века человек из скромного обитателя Земли превратился в покорителя Вселенной.
Это ли не «взрыв» в прогрессе человечества, за которым, разумеется, должно что-то последовать. Но что именно?
Человечество находится сейчас на распутье. Один из путей – это путь атомной войны и самоистребления. Другой путь – это путь человека в Космос, путь невиданного могущества и расцвета творческих сил человека, для которого со временем обжитым домом станет вся солнечная система, а не только Земля. Это – путь к звездам, вполне достижимым в будущем с помощью фотонных ракет.
Путь к гибели и уничтожению и путь к неограниченному могуществу, к полному господству над силами природы– других путей для человечества нет.
Об этих двух путях взволнованно говорил при открытии съезда президент Международного астрономического союза Анри Данжон.
О борьбе с силами зла, о международном сотрудничестве ученых в этом благородном деле говорили в своих выступлениях и другие участники съезда.
Неведомое, еще неоткрытое таит в себе и величайшее благо для человека и величайшее зло. Все зависит ог того, как человек сумеет использовать открываемые им новые силы природы.
X съезд Международного астрономического союза помог сплотить силы астрономов для решения не только астрономических загадок, но и важных политических задач. Астрономы разъехались по своим обсерваториям с горячим желанием работать над разрешением астрономических проблем, а главное – приложить все силы к тому, чтобы направить человечество на путь мира и прогресса.
Загадки Вселенной, обсуждавшиеся на съезде, весьма многочисленны и разнообразны. Одни проблемы интересны только специалистам-астрономам, другие могут заинтересовать всякого любознательного человека.
О некоторых из этих проблем мы теперь и расскажем.
ЗЕМЛЯ В РОЛИ КОМЕТЫ
История необыкновенного открытия, о котором пойдет речь, началась давно.
Еще в 1803 году, путешествуя по южным странам, знаменитый немецкий естествоиспытатель Александр Гумбольдт обнаружил странное явление. Когда ночной воздух был особенно чист и прозрачен, в области неба, противоположной Солнцу, удавалось заметить тусклое, еле различимое свечение. Занимая на небе площадь, во много раз большую полной Луны, свечение имело ясно выраженную овальную форму.
Описав в числе других диковинок природы странное «противосияние», Александр Гумбольдт предоставил будущим исследователям решить вопрос о его происхождении.
Прошло, однако, ровно полвека, прежде чем противосияние снова привлекло внимание ученых. Не зная о наблюдениях Гумбольдта, в 1853 году Джонс, а спустя три года Брорзен, увидев противосияние, приписали его открытие себе.
Стланное призрачное свечение существовало – в этом не было никаких сомнений. Удалось даже установить, что по мере продвижения Солнца по зодиакальным[1]1
Слово «зодиак» означает «пояс зверей», то есть пояс из созвездий, которые в древности считались изображениями различных зверей.
[Закрыть] созвездиям смещается и противосияние. Когда Солнце по истечении года снова возвращается в исходное зодиакальное созвездие, подобное путешествие по поясу Зодиака завершает и противосияние.
Разумеется, как годовое движение Солнца, так и годовое странствование противосияния лишь кажущиеся. Земля обращается вокруг Солнца, а противосияние при этом все время находится за Землей, в стороне, противоположной Солнцу. Как бы укрепленное на невидимом стержне, проходящем через центры Земли и Солнца, противосияние участвует в годовом движении нашей планеты. Как и Земля, оно за год завершает оборот вокруг главного светила солнечной системы.
Факты казались в высшей степени странными. Нечто, именуемое противосиянием, имеет заметное свечение. Что же светится там, в глубине ночного неба? Если противосияние состоит из газов, то почему же эти газы не рассеиваются в пространстве, почему в течение многих десятилетий противосияние обладает замечательным постоянством, отнюдь не свойственным газовым облакам?
Газовое, жидкое и твердое состояние противосияния– только из этих трех возможностей приходилось выбирать ученым прошлого века. Газовое состояние как будто отпадает, жидкое также: за пределами Земли, в леденящем холоде безвоздушного пространства жидкость существовать не может. Значит, остается одно – предположить, что противосияние является каким-то твердым образованием.
Но здесь возникают новые загадки. Если противосияние твердое, холодное образование, то его свечение может быть только отражением солнечных лучей. Значит, противосияние должно быть далеко от Земли, во всяком случае дальше того места, где кончается конус земной тени. Иначе говоря, противосияние отстоит от Земли не ближе, чем на 1 350000 километров.
Теперь сообразим, может ли противосияние быть сплошным твердым телом, вроде Земли или Луны. Допустим, что противосияние находится на самом кончике земной тени. Тогда, учитывая, что с Земли оно видно под средним углом около 6 градусов, получаем, что истинный поперечник противосияния должен быть близок к 140 тысячам километров! Если же противосияние отстоит еще дальше, то его размеры будут еще больше.
Получилась явная нелепость. Где-то вблизи Земли находится колоссальное планетообразное тело с поперечником не меньше, чем у Юпитера, причем, обладая огромной массой, оно совершенно не влияет на движение Земли и других планет. Больше того, нарушая законы Кеплера, это странное тело обращается вокруг Солнца с тем же периодом, что и Земля, хотя его расстояние от Солнца значительно больше.
Нет, сплошным твердым телом противосияние быть не может. Остается как будто только одна возможная гипотеза – загадочное противосияние представляет собой огромный рой мелких твердых частиц. Освещенный Солнцем, рой кажется с большого расстояния сплошным телом, хотя на самом деле общая масса его частиц весьма мала, а потому их притяжение и не оказывает заметного воздействия на Землю.
Так рассуждал астроном Гюльден, выступивший в 1894 году с «метеоритной» гипотезой противосияния. Он указал, что, по законам небесной механики, на прямой, проходящей через центры Солнца и Земли, есть одна из так называемых либрационных точек. Тело небольших размеров, помещенное вблизи этой точки, постоянно будет описывать вокруг нее сложные орбиты сравнительно небольших размеров, так что рой из подобных частиц постоянно будет виден с Земли в стороне, противоположной Солнцу. По подсчетам астронома Мультона, разделявшего идеи Гюльдена, центр роя должен находиться от Земли на расстоянии около 1 500000 километров, то есть за концом земной тени.
Объяснение, данное Гюльденом и Мультоном, казалось настолько правдоподобным, что в течение почти четырех десятилетий загадка противосияния считалась решенной.
Но в истории науки нередки случаи, когда принятые и как будто не вызывающие сомнений гипотезы подвергаются пересмотру и своеобразной ревизии. То же произошло и с гипотезой Гюльдена – Мультона.
В 1938 году группа московских астрономов во главе с профессором Н. Д. Моисеевым решила проверить расчету Гюльдена и Мультона. Исследование велось более обстоятельно и разносторонне, чем в конце прошлого века. Результат получился несколько неожиданный: метеоритный рой Гюльдена – Мультона, как показали вычисления профессора Г. Н. Дубошина, должен быть неустойчивым. Частицы, его составляющие, обречены на постепенное рассеяние в пространстве, и, таким образом, удивительное постоянство противосияния снова стало загадочным и необъяснимым.
Во время войны несколько сотрудников Московского университета во главе с профессором И. С. Астаповичем переехали в Ашхабад для оказания помощи местным научным кадрам.
Наиболее южная из советских республик – Туркменская по праву считается солнечной страной. На ее территории, недалеко от Мары, находится полюс ясности Советского Союза, в районе которого в среднем за год бывает около трехсот сорока семи солнечных дней. Исключительные прозрачность и спокойствие воздуха в районе Ашхабада как нельзя более благоприятствуют проведению астрономических наблюдений. По меткому выражению И. С. Астаповича, «прекрасное звездное небо – одно из природных богатств Туркмении», «разработка» которого особенно интенсивно развернулась после 1942 года. Одной из главных задач, поставленных И. С. Астаповичем перед руководимым им коллективом, была разгадка природы противосияния.
Наблюдения, начатые летом 1942 года, велись каждую ясную и безлунную ночь. Когда противосияние вместе со звездами поднималось достаточно высоко над горизонтом, астрономы отмечали яркость противосияния, его размеры, форму, цвет, положение среди звезд и, наконец, неоднородности в самом загадочном свечении. Наблюдения повторялись по нескольку раз в ночь, причем наблюдатели всячески стремились учесть влияние атмосферы и света ночного неба на видимость противосияния. Упорство и настойчивость, проявленные ашхабадскими астрономами, принесли богатые плоды. Постепенно выяснились новые факты, приблизившие разгадку противосияния.
Во-первых, уже осенью 1942 года, сравнивая еле уловимый цвет противосияния с окраской некоторых областей Млечного Пути, И. С. Астапович пришел к выводу, что загадочное свечение имеет зеленоватый оттенок.
Во-вторых, яркость противосияния, как показали наблюдения, подвергалась заметным, а иногда и очень быстрым изменениям. Бывали ночи, когда за какие-нибудь полчаса яркость увеличивалась на двадцать – тридцать процентов. Как бы разгораясь и снова затухая, противосияние отдаленно напоминало изменчивое полярное сияние.
Сходство было не только внешним. Однажды, в конце сентября 1943 года, удалось зарегистрировать особенно яркую вспышку противосияния. Спустя некоторое время И. С. Астапович получил письмо с Карельского фронта, в котором его сестра сообщала, что в последних числах сентября ландшафты Карелии освещались необычайно мощным трехдневным полярным сиянием. Сомнений не было. Противосияние должно иметь газовую природу. По окраске оно похоже на свечение ночного неба или полярного сияния, а его вспышки, как и для последнего, объясняются воздействием Солнца. Очевидно, что не только вспышки, но и вообще само свечение противосияния должно вызываться чем-то, испускаемым Солнцем.
На мысль о газовой природе противосияния наводили и другие факты.
Как уже говорилось, еще Гумбольдт заметил, что противосияние имеет овальную, или, точнее говоря, эллиптическую форму. По наблюдениям И. С. Астаповича, большая ось (наибольший поперечник) противосияния достигала длины 13 градусов (то есть в двадцать шесть раз больше видимого диаметра полной Луны), тогда как малая полуось простиралась не более чем на 8 градусов.
Замечательно, что и форма и размеры противосияния были совсем не такими постоянными, как думали раньше. По наблюдениям в Ашхабаде, иногда в течение часа наибольший поперечник противосияния увеличивался на 3–4 градуса. Нередко менялись его размеры и в других направлениях.
В семнадцати случаях иногда к западу, иногда к востоку от противосияния появлялись какие-то яркие и непостоянные световые придатки. Расстояние их от края противосияния никогда не превышало 6 градусов.
Внутри самого противосияния наблюдались меняющиеся по расположению более светлые и менее яркие участки. Самое яркое место противосияния не всегда совпадало с его геометрическим центром, иногда отходя от него в сторону на 2–3 градуса. В особенно «прозрачные» и темные ночи большая ось противосияния увеличивалась до 23, а малая до 13 градусов.
Короче говоря, противосияние оказалось изменчивым образованием, и только его расположение в области неба, противоположной Солнцу, отличалось удивительным постоянством. Впрочем, здесь надо оговориться. Центр эллипса противосияния, как было замечено еще в 1907 году, не совпадает с точкой, прямо противоположной Солнцу. Он отстоит от нее к западу на 3 градуса (то есть почти на шесть поперечников Луны).
Совершенно ясно, что перечисленные факты противоречили гипотезе Гюльдена – Мультона. Метеоритный рой никак не мог обладать такой быстрой изменчивостью, какая наблюдалась у противосияния. Но и гипотеза о газовой природе загадочного свечения также встречала большие затруднения.
В самом деле, если противосияние – это газовое облако, расположенное за конусом земной тени, то почему оно не рассосется в пространстве? Если же противосияние находится внутри земной атмосферы, то почему оно светится и что заставляет его всегда находиться в стороне, противоположной Солнцу?
Чтобы разрешить эти противоречия, И. С. Астапович решил измерить расстояние до загадочного облака.
Попытки такого рода были предприняты еще в 1893 году. Два астронома, один в Перу, а другой в Калифорнии, одновременно определяли положение противосияния среди звезд. Однако никакого кажущегося, параллактического смещения они не заметили. Неудача их была вызвана тем, что оба астронома не учитывали рефракцию, то есть искривление пути световых лучей в земной атмосфере. Благодаря рефракции каждое светило как бы приподнимается над горизонтом, между тем как параллактические смещения «опускают» светила. Оба явления, близкие по величине, уравняли друг друга, а потому наблюдения американских астрономов и не дали желаемого результата.
И. С. Астапович поступил иначе. Благодаря вращению Земли вокруг оси наблюдатель перемещается в пространстве. Следовательно, в течение ночи он смотрит на противосияние с разных позиций, из различных точек пространства. Поэтому, если противосияние сравнительно близко к Земле, оно в течение ночи должно слегка сместиться на фоне более удаленных звезд. Такие наблюдения и были проведены в Ашхабаде.
Расплывчатость и изменчивость противосияния сильно мешали работе. Трудно было с уверенностью наметить центр свечения, а затем следить за его смещением на фоне звезд.
В течение почти двух лет И. С. Астапович и его помощники сто шестьдесят семь раз измерили положение центра противосияния. Параллактическое смещение было наконец обнаружено! Загадочное облако оказалось удаленным от Земли в среднем на 125 тысяч километров. Подсчеты Мультона носили чисто теоретический характер, тогда как результат И. С. Астаповича отвечал наблюдаемым фактам.
Может быть, было бы лучше, если бы оказался прав не Астапович, а Мультон! Ведь таинственное облако располагалось слишком близко к Земле. Оно попало внутрь конуса земной тени, которая тем не менее почему-то нисколько не мешала его свечению.
И все же отказаться от мысли о газовой природе противосияния было невозможно. Слишком много фактов выступало в защиту этой гипотезы. Но тогда следовало объяснить, почему противосияние не рассеивается в пространстве.
После долгих размышлений И. С. Астапович пришел к таким заключениям.
Газовое облако, порождающее противосияние, должно непрерывно пополняться все новыми и новыми порциями газа. Только в этом случае ему обеспечено сравнительно устойчивое существование в течение по крайней мере многих десятилетий.
Совершенно естественно, что источником пополнения противосияния может быть лишь тот исполинский газовый океан, который окутывает нашу планету.
От внешних частей земной атмосферы к противосиянию, по-видимому, тянется какой-то газовый рукав, состоящий из непрерывно движущихся газов. Иначе говоря, у Земли, вероятно, есть своеобразный газовый отросток, точнее – газовый хвост, направленный, как и кометные хвосты, в сторону, противоположную Солнцу. Само же противосияние не является каким-то облакообразным сгустком газов вблизи Земли. Противосияние– это проекция на звездное небо газового хвоста Земли.
Газовый хвост Земли простирается дальше лунной орбиты.
Если бы хвост Земли светился на всем своем протяжении, то противосияние не существовало бы – его свечение «размазалось» бы на все небо.
Однако в действительности свечение в хвосте начинается с расстояния около 125 тысяч километров от Земли. Только с этого участка мы и начинаем видеть хвост Земли, представляющийся нам каким-то оторванным от Земли светящимся облаком.
Так был открыт газовый хвост Земли – удивительная часть нашей планеты, о существовании которой многие из ее обитателей даже не подозревают.
Открытие И. С. Астаповича привлекло внимание многих ученых. Начались детальные исследования противосияния с помощью различных приборов.
Осенью 1948 года на горной астрофизической обсерватории вблизи Алма-Аты академик В. Г. Фесенков и его сотрудники получили ряд фотографий противосияния. Снимки производились с помощью светосильных фотокамер и потому качество их было весьма высоким.
Противосияние фотографировалось несколько раз в течение ночи, и по фотографиям удалось снова определить его удаленность от Земли. Она получилась весьма близкой к величине, найденной И. С. Астаповичем.
На той же обсерватории астроном Н. Б. Дивари изучал яркость противосияния с помощью специального фотометра. Показания прибора совпали с выводами, полученными при наблюдениях невооруженным глазом. Противосияние изменялось и по форме и по яркости.
Наконец, сотрудник горной обсерватории М. Г. Каримов весной 1949 года получил фотографию спектра противосияния. Несмотря на применение высокочувствительных пленок, экспозиция (выдержка) при съемке составила в общей сложности тридцать пять часов– так слаб свет противосияния.
Выяснилось, что спектр противосияния мало отличается от спектра ночного неба, порождаемого разреженными газами верхних слоев атмосферы. Тем самым газовая природа противосияния была окончательно установлена.
В спектре противосияния выделялись линии, характерные для азота и кислорода – главных составляющих земной атмосферы. Таким образом, спектрограф подтвердил несомненную связь противосияния с атмосферой Земли. Гипотеза И. С. Астаповича превратилась в строго установленный факт.
Трудно представить себе Землю в роли кометы. И все же некоторое сходство между Землей и кометами, несомненно, есть.
Газовый хвост Земли должен быть очень длинен. Если считать, что убывание яркости в нем происходит по тому же закону, что и в газовых кометных хвостах, то, как показывают расчеты Астаповича, газовый хвост Земли имеет длину около 650 тысяч километров, то есть простирается далеко за орбиту Луны.
Как и газовые кометные хвосты, газовый хвост Земли слегка отклонен в сторону, обратную движению Земли вокруг Солнца. Этим обстоятельством и объясняется тот факт, что центр противосияния смещен на 3 градуса к западу от точки, противоположной Солнцу.
Эллиптическая форма противосияния, как считает академик В. Г. Фесенков, вызвана сплюснутостью земной атмосферы в направлении, перпендикулярном к плоскости земной орбиты. Поэтому и любые поперечные сечения газового хвоста Земли имеют сплюснутую эллиптическую форму.
Газовый хвост Земли состоит из быстро движущихся молекул. Выброшенные за границы атмосферы отталкивательным действием лучей Солнца, эти молекулы сплошным газовым потоком непрерывно рассеиваются в межпланетное пространство. Их скорость движения такова, что в течение суток состав хвоста обновляется несколько раз.
Некоторым может показаться, что такая «утечка» земной атмосферы через хвост Земли опасна для жизни человечества. Не можем ли мы, в самом деле, через какое-то время лишиться воздушной оболочки и погибнуть от удушья?
Подсчеты показывают, что подобные страхи неосновательны. Если бы даже газовые запасы земной атмосферы ниоткуда не пополнялись, то и в таком случае атмосферное давление уменьшилось бы наполовину лишь за миллиард лет.
На самом же деле в атмосферу непрерывно поступают все новые и новые порции газов при извержении вулканов, при дыхании животных, растений и при других биологических процессах. Таким образом, о катастрофической потере атмосферы Земли через ее газовый хвост не может быть и речи.
Хотя Земля имеет кометообразный хвост, ее сходство с кометами носит скорее все же внешний характер – слишком уж различна природа этих тел.
В кометах их твердая часть – ядро – представляет собой скопление ледяных глыб затвердевших газов с включенными в них твердыми частицами типа метеоритов. Земной шар совершенно непохож на кометное ядро. Весьма различны и их размеры. Поперечник самых крупных из кометных ядер не превышает обычно нескольких километров, то есть почти в несколько тысяч раз меньше поперечника Земли.
Газовый хвост Земли отличается от кометных хвостов и по своему составу. В состав газовых хвостов комет, кроме ионизированных молекул азота, входят молекулы угарного газа. В газовом хвосте Земли, кроме азота, присутствует также и углекислота. Есть, конечно, и другие очевидные различия между кометами и Землей.
Земля не комета. Но Земля имеет кометообразный хвост, природа которого все-таки еще не вполне ясна. Чем, например, объяснить свечение газового хвоста Земли? Возможно, что его молекулы, поглощая энергию солнечных лучей, затем переизлучают ее, сияя холодным светом. Но почему тогда это свечение начинается только на расстоянии около 125 тысяч километров от Земли, а более близкие части хвоста остаются темными?
В кометах, имеющих крохотное ядро, молекулы их исполинских хвостов всегда освещаются Солнцем. Газовый хвост Земли в значительной своей части находится внутри конуса земной тени, но, скрытый от солнечного освещения, все же светится. Не вполне ясна и природа тех сил, которые «сдувают» молекулы земной атмосферы в сторону, противоположную Солнцу.
Загадка противосияния не вполне разрешена. Есть еще вопросы, над которыми следует подумать. Большую помощь в изучении газового хвоста Земли окажут ее искусственные спутники. Сфотографировав Землю извне, за границами атмосферы, можно будет избежать маскирующего действия последней. На таких снимках газовый хвост Земли будет виден гораздо лучше, чем при фотографировании с земных обсерваторий.
Очень может быть, что газовые хвосты есть и у других планет. Например, близкая к Солнцу и окутанная густой атмосферой Венера должна иметь газовый хвост, не уступающий земному. Правда, обнаружить его с Земли очень трудно – слишком слабо свечение хвоста и слишком ярок тот сумеречный фон неба, на котором обычно наблюдается Венера.
Еще более слабым хвостом должен обладать Марс, уже растерявший значительную долю своей первичной атмосферы. Что же касается больших планет: Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна, то обнаружить их хвост вряд ли удастся – слишком далеки они от Солнца и слишком велики массы этих планет. По всей вероятности, планеты-гиганты вовсе лишены газовых хвостов.
История открытия газового хвоста Земли показывает, что мы еще далеко не полностью изучили нашу планету. Тем более это относится к другим небесным телам.
