Текст книги "Вселенная полна загадок"
Автор книги: Феликс Зигель
сообщить о нарушении
Текущая страница: 8 (всего у книги 17 страниц)
У ГРАНИЦ ПЛАНЕТНОЙ СИСТЕМЫ
В ночь на 14 марта 1930 года телеграф передал всем обсерваториям мира следующее сообщение:
«Планета, открытая на Ловелловской обсерватории, согласуется с транснептунной планетой Ловелла. Положение 12 марта в 3 часа 00 минут 00 секунд мирового времени: 7 секунд времени к западу от Дельты Близнецов, 15-й величины».
Многолетние поиски транснептунной планеты увенчались успехом. Как и за восемьдесят четыре года до этого, был открыт новый мир, причем история, обессмертившая в свое время имена Леверье и английского астронома Адамса, снова повторилась.
Существование транснептунной планеты было доказано сначала теоретическими расчетами, а затем и прямыми наблюдениями.
А произошло это так.
Еще в 70-х годах прошлого века ряд астрономов, в том числе Фламмарион, выступили с предположением, что за орбитой Нептуна вокруг Солнца должна обращаться еще какая-то более далекая планета. Основанием для этого послужили факты, касающиеся орбит комет.
Оказывается, среди множества комет, обращающихся вокруг Солнца, можно выделить несколько групп, или, как их называют, семейств, имеющих почти одинаковые орбиты1.
Одно из таких кометных семейств связано с Юпитером – афелии комет этого семейства, то есть наиболее далекие от Солнца точки орбит, расположены вблизи орбиты Юпитера.
Другое кометное семейство имеет афелии своих орбит сравнительно недалеко от орбиты Сатурна. По-видимому, эти огромные планеты благодаря своему притяжению так воздействуют на кометы, что некоторые из них в конце концов становятся связанными с Юпитером и Сатурном.
Первоначально огромные эллиптические орбиты комет сильно уменьшаются до тех пор, пока кометы не начнут обращаться вокруг Солнца почти с тем же периодом, что и захватившая их планета. К такому выводу приводят законы небесной механики, об этом же говорят и факты.
В прошлом веке было известно, что за орбитой Нептуна на расстоянии 40–50 а. е. от Солнца группируются афелии ряда комет. Поэтому и можно было заподозрить, что на том же расстоянии от Солнца должна находиться неизвестная и, по-видимому, массивная планета.
Точнее говоря, почти одинаковые большие оси орбит.
С другой стороны, выяснилось, что в движении Урана наблюдаются такие неправильности, которые не могут быть удовлетворительно объяснены действием только известных планет.
Значит, можно было предполагать, что эти невязки вызваны притяжением транснептунной планеты. Уран, оказавшись уже однажды в роли сигнализатора невидимого, и на этот раз упорно свидетельствовал о существовании никем еще не наблюдавшейся планеты.
Задача заключалась в том, чтобы по невязкам в движении Урана, пользуясь законами небесной механики, вычислить, где же на небе следует искать новое светило. Эта задача была намного сложнее той, которую решали Леверье и Адамс. Неизвестная планета находилась от Урана дальше, чем Нептун, поэтому и воздействие ее оказалось значительно меньшим. Невязка от транснептунной планеты была в двадцать пять раз меньше, чем от Нептуна. Пропорционально этому возросли и трудности.
Человеку, далекому от астрономии, нелегко себе представить, о каких ничтожно малых величинах идет речь. Теоретическое положение Урана на небе отличалось от наблюдаемого в среднем на 2 секунды дуги. Это составляет почти тысячную долю видимого поперечника Луны и равно углу, под которым человеческий волос виден с расстояния 10 метров!
При любых измерениях всегда неизбежны некоторые ошибки. Поэтому необходимо было учесть и те ошибки, которые происходили при наблюдении Урана, что также осложняло задачу.
Однако желание открыть новый мир было так сильно, что еще в 1878 году астрономы начали поиски транснептунной планеты.
Одновременно с наблюдениями в телескоп производились вычисления возможной орбиты неизвестного небесного тела.
Но проходили долгие годы, а Нептун по-прежнему оставался крайней из известных планет солнечной системы. Новая планета, уверенность в существовании которой была почти повсеместной, почему-то скрывалась от астрономов.
В 1906 году к поискам транснептунной планеты приступил Персиваль Ловелл – знаменитый американский исследователь Марса. В Аризонской пустыне на принадлежащей лично ему обсерватории началось систематическое фотографирование неба. Попутно Ловелл принялся за вычисления наиболее вероятной орбиты неизвестной планеты.
Вычисления продолжались в течение шести лет. Поэтически восторженный пропагандист марсиан и их удивительной техники оказался на редкость трудоспособным вычислителем.
После кропотливых проб и сложнейших расчетов Ловелл опубликовал окончательные результаты. Они были даны в виде небольшой таблички, где указывались числа, характеризующие орбиту транснептунной планеты и ее положение на орбите для некоторого определенного момента.
Ловелл считал, что расстояние планеты от Солнца составляет 43 а. е. При такой удаленности можно было ожидать, что неизвестная планета имеет ничтожно малые видимые размеры и яркость, так что отличить ее среди множества слабых звезд будет нелегко. К тому же, по его расчетам, за час планета должна переместиться (среди звезд всего на 1–2 секунды, что заметить при обычных визуальных наблюдениях в телескоп совершенно невозможно.
Выход был один: получить как можно больше фотоснимков тех участков неба, где должна была находиться орбита транснептунной планеты и затем с помощью точных измерительных приборов попытаться выяснить, не сместилась ли какая-нибудь из сотен и тысяч слабых звездочек.
После опубликования работы Ловелла в 1912 году поиски неизвестной планеты были продолжены обсерваториями всех стран мира с еще большим усердием, чем раньше.
Нептун был обнаружен 23 сентября 1846 года через полчаса после того, как Леверье указал немецкому астроному Галле место планеты на небе. Ловелл не мог повторить этот исторический жест Леверье. Вычисления, произведенные им, были безупречны. Но точность исходных данных была гораздо меньшая, чем у Леверье. Поэтому Ловелл мог указать лишь грубо приближенно тот участок неба, где следует искать транснептунную планету.
Галле, направив телескоп в указанную Леверье точку неба, почти сразу увидел заметный диск Нептуна, рассеявший всякие сомнения. При поисках его неуловимого соседа приходилось внимательно рассматривать тысячи слабеньких звездочек, от которых искомая планета внешне ничем не отличалась.
Снова побежали годы – годы напряженного труда и, увы, безуспешных поисков.
В 1929 году, через тринадцать лет после смерти Ловелла, на его обсерватории был установлен новый инструмент прекрасного качества. Это был 13-дюймовый короткофокусный телескоп, предназначенный специально для фотографирования неба. Если к тому же вспомнить, что местность, где находится Ловелловская обсерватория, отличается исключительно хорошими атмосферными условиями, то легко понять тот энтузиазм, с которым сотрудники обсерватории снова принялись за поиски транснептунной планеты.
С апреля 1929 года возобновилось систематическое фотографирование звездного неба. Снимки каждой области неба повторялись через несколько дней, а затем сравнивались между собой на особом приборе (блинк-микроскопе).
Если на снимках оказалась бы заснятой искомая планета, то ее смещение среди звезд можно было бы обнаружить.
Сравнивал снимки бывший фермер, молодой любитель астрономии Клайд Томбаф, приглашенный на эту работу весной 1929 года. Ему повезло – на снимках от 21, 23 и 29 января 1930 года Томбаф заметил еле различимую звездочку 15-й звездной величины, которая очень медленно перемещалась среди других звезд. Находилась она в 3 градусах 30 минутах от места, предсказанного Ловеллом.
Неуверенный еще в сделанном открытии, Томбаф сообщил о странной звездочке своим коллегам по обсерватории.
С 19 февраля она стала наблюдаться непрерывно до тех пор, пока не скрылась в лучах Солнца. Тогда, убедившись, что действительно открыта новая планета, Ловелловская обсерватория оповестила об этом весь научный мир.
Вскоре после открытия новой планеты обнаружилось, что ее изображения встречаются на снимках, полученных еще в 1921, 1919 и даже в 1914 годах. Но случайные обстоятельства и недостаточно внимательное изучение пластинок помешало найти транснептунную планету еще при жизни Ловелла. Впрочем, эти старые снимки пришлись очень кстати. По ним можно было узнать перемещение планеты за шестнадцать лет и потому сравнительно точно вычислить ее фактическую орбиту.
Вот табличка, по которой вы можете судить, насколько теоретическая планета Ловелла отличалась от реальной.
Из таблицы видно, в чем ошибался Ловелл. Новая планета оказалась значительно меньше и по массе и по яркости, чем он предполагал.
Но сходство открытой планеты с той теоретической планетой, о которой писал Ловелл, несомненно. Не счастливый случай, а настойчивые, продуманные поиски по указаниям Ловелла привели к открытию нового мира. Поэтому астрономическая общественность единодушно приняла предложение Ловелловской обсерватории назвать новую планету Плутоном.
Это имя удачно в двух отношениях: во-первых, сохраняется традиция – новая планета получает имя мифического бога Плутона, и, во-вторых, две первые буквы этого имени, «П» и «Л», увековечивают заслугу Персиваля Ловелла.
Кстати сказать, астрономический значок планеты Плутон – «PL» – преследует, по-видимому, ту же вполне оправданную цель.
Прошло почти три десятилетия со дня открытия Плутона, но знания наши об этой планете пока еще очень скудны. За это время уточнены данные об орбите Плутона. Подтвердились необычные для остальных больших планет ее свойства. Плоскость орбиты Плутона наклонена к плоскости орбит остальных планет под большим углом, близким к 17 градусам. Кроме того, она настолько вытянута, что в некоторые периоды Плутон подходит к Солнцу на расстояние более близкое, чем Нептун. На рисунках солнечной системы пути обеих планет кажутся пересекающимися. Но так они выглядят только в проекции на плоскость чертежа. На самом деле наикратчайшее расстояние, на которое Плутон может подойти к Нептуну, равно 450 миллионам километров!
Плутон так далек от Солнца, что с его поверхности наше ослепительное дневное светило видно лишь как очень яркая звезда. Давая тепла в две тысячи пятьсот раз меньше, чем Земле, Солнце все же освещает поверхность Плутона в двести раз сильнее, чем Землю полная Луна.
Интересен вид неба с Плутона. Созвездия там такие же, что и на Земле. Но зато мир планет выглядит с Плутона совершенно иначе. Без помощи телескопа мы вряд ли смогли бы увидеть с Плутона не только Меркурий, Венеру, Землю, Марс, но, возможно, и Юпитер. Последний казался бы нам слабенькой звездочкой, отходящей от Солнца не больше чем на 7 градусов 30 минуг. Несколько заметнее выглядели бы Сатурн и Уран. И только Нептун всегда мог бы наблюдаться на Плутоновом небе. Он казался бы необычайной звездой: благодаря особенности орбиты Плутона видимая яркость Нептуна менялась бы в очень значительных пределах. При наибольшем сближении с Плутоном он казался бы в семьсот раз ярче, чем при наибольшем удалении.
В целом, небо на Плутоне представляет собой мрачную картину. Оно кажется однообразной черной бездной, усеянной только звездами.
О том, что делается на поверхности Плутона, мы ничего достоверного не знаем. По данным спектрального анализа получается, что если Плутон окружен атмосферой, то эта газовая оболочка не менее чем в десять раз разреженнее земной. Но, может быть, у Плутона атмосферы вовсе нет и его поверхность напоминает лунную.
В 1950 году на крупнейшем 5-метровом телескопе мира был измерен угловой поперечник крошечного диска Плутона. Он оказался равным 0»,23, что в линейной мере, учитывая расстояние до Плутона, дает 5870 километров, то есть 0,46 диаметра Земли.
Плутон – очень небольшая планета, занимающая по размерам промежуточное место между Меркурием и Марсом.
Тем удивительнее масса Плутона. По невязкам в движении Урана она получается близкой к массе Земли. Отсюда следует странный вывод: средняя плотность Плутона должна быть невероятно высокой – около 50 граммов на кубический сантиметр! Вряд ли можно считать, что Плутон состоит из вещества, которое по своей плотности в шесть раз превышает плотность железа.
Что-то здесь неладно, в чем-то допущена ошибка, но в чем именно, пока неизвестно.
Возможно, что невязки в движении Урана вызваны притяжением не только Нептуна и Плутона, но и еще более далекой неизвестной планеты. Такой точки зрения придерживаются многие астрономы. Они даже присвоили еще неоткрытой планете имя Трансплутон. Если это так, то масса Плутона меньше, чем теперь считается. Вину за «беспорядок» в движении Урана можно перенести на Трансплутон.
На расстоянии около 70 а.е. от Солнца группируются афелии восьми комет. Если считать, что это семейство связано с Трансплутоном, можно попытаться вычислить орбиту неизвестной планеты.
История повторяется в третий раз! Несколько лет назад начались поиски Трансплутона – пока теоретические, а потом и телескопические. Немецкий астроном Критцингер в 1959 году опубликовал вычисленные им данные об орбите Трансплутона. Вот они:
Долгота перигелия 358 градусов
Долгота восходящего узла 206 градусов
Наклонность 38 градусов
Расстояние от Солнца 77 а. е.
Период обращения 676 лет
Если верить этим результатам, то Трансплутон имеет совсем необычную орбиту – ее плоскость наклонена к плоскости орбиты Земли под углом 38 градусов. Такие большие наклонности характерны, как известно, для карликовых планет из пояса астероидов. Кто знает, быть может, за Нептуном начинается второе кольцо астероидов, а Плутон и Трансплутон – только наиболее крупные представители этих осколков второй, когда-то погибшей планеты?
Есть и другая точка зрения на происхождение Плутона.
В 1955 году были закончены измерения видимого блеска Плутона. Блеск не остается постоянным, а меняется, что можно объяснить вращением Плутона вокруг его оси. По данным, полученным на крупнейших телескопах мира, американский астроном Кейпер вычислил, что сутки на Плутоне продолжаются 6 дней 9 часов 21 минуту 30 секунд. Это еще одна черта, резко отличающая Плутон от планет-гигантов, у которых сутки в среднем близки к 10–15 часам.
Кейпер считает, что странности Плутона неслучайны. По его мнению, Плутон – бывший спутник Нептуна. Когда-то, в процессе развития всей планетной системы, масса Нептуна уменьшилась на значительную величину, и три спутника Нептуна покинули свою планету. Два из них затем снова были захвачены Нептуном, а третий – Плутон – превратился в самостоятельную планету.
Гипотеза Кейпера вызывает серьезные возражения. По расчетам советского астронома профессора И. С. Шкловского, Нептун и другие планеты не могли терять свою массу в том темпе и количестве, как это предполагает Кейпер. Особенности Плутона должны найти себе какие-то другие, более правдоподобные объяснения.
За современными границами планетной системы – орбитой Плутона, – вероятно, что-то есть. Придет время, и, возможно, снова, в третий раз сначала на «кончике пера», а потом и в телескоп будет открыт еще один неизвестный нам пока член планетной системы.
ЗАГАДОЧНАЯ КОМЕТА
Осенью 1956 года на небе появилась новая комета. Первыми ее обнаружили бельгийские астрономы Аренд и Ролан. Крохотное, слабосветящееся туманное пятнышко еле виднелось на черном фоне звездного неба. Трудно было предположить, что, приблизившись к Солнцу, новая комета поразит всех своим необычайным видом.
Медленно перемещаясь среди звезд, комета Аренда– Ролана с каждым днем становилась все ярче и ярче. Вскоре наблюдатели заметили небольшой светящийся хвост, направленный в сторону, противоположную Солнцу. Постепенно яркость кометы возросла настолько, что ее можно было наблюдать невооруженным глазом.
Комету сфотографировали много раз, и, точно измерив ее положение среди звезд, астрономы вычислили кометную орбиту. Вычисления носили предварительный характер, так как окончательную орбиту удается получить лишь после того, когда комета, описав огромную дугу вокруг Солнца, снова скроется в глубинах мирового пространства.
Однако и эти предварительные данные показали, что новая комета обращается вокруг Солнца по исполинской орбите, завершая полный оборот, по-видимому, за много тысяч лет. Этот чрезвычайно редкий гость в окрестностях Земли прилетел из таких окраин солнечной системы, где Солнце ничем не выделяется среди других ярких звезд. Как показали расчеты, 8 апреля 1957 года комета Аренда – Ролана должна была подойти к Солнцу на кратчайшее расстояние. В этот день 48 миллионов километров отделяло ее от пышущей нестерпимым жаром солнечной поверхности. Иначе говоря, новая комета пролетела между Солнцем и орбитой Меркурия.
Внешний вид кометы для земного наблюдателя зависит не только от свойств самой кометы. Чем ближе подойдет комета к Солнцу, тем большее воздействие окажут его свет и тепло на вещество кометы. Но, чтобы происходящие в комете явления были доступны для наблюдения, необходимо благоприятное расположение кометы на небе по отношению к Солнцу и горизонту, то есть то, что астрономы называют условиями видимости. Наконец, немалую роль играет близость кометы к Земле. Естественно, чем ближе подойдет комета к земному наблюдателю, тем лучше он ее рассмотрит.
Если для кометы все эти условия выполняются, то такую комету называют большой кометой. Действительно, в этом случае она выглядит на небе крупным, ярким и необычным хвостатым светилом. Понятие «большая комета» условно – оно характеризует лишь видимые, наблюдаемые размеры и яркость кометы. Может быть так, что огромная в действительности комета пройдет далеко от Земли и Солнца, а потому земному наблюдателю покажется маленькой и неяркой. С другой стороны, небольшая комета с близкого расстояния будет казаться огромной, и астрономы причислят ее по установившейся традиции к большим кометам.
Все это напоминает общеизвестный обман чувств, когда плывущая вблизи берега лодка выглядит значительно большей, чем корабль на горизонте.
Статистика показывает, что каждое столетие в среднем появляется десять больших комет. В XX веке их уже наблюдалось шесть – в 1901, 1910 (две кометы), 1927, 1947 и 1948 годах. Заметим, что все они, кроме комет 1910 года, были плохо видны или вовсе не видны в северных широтах. Поэтому появление большой, яркой кометы на северном небе было для астрономов давно желанным событием, хотя рассчитывать на это было трудно – ведь по статистическим данным седьмая большая комета должна была появиться не ранее 1961 года.
Открытие кометы Аренда – Ролана астрономы расценили как приятную неожиданность. По их расчетам, в конце апреля, обогнув Солнце и находясь «на обратном пути», новая комета должна была стать очень яркой и эффектной.
Прогнозы полностью осуществились. Больше того – действительность превзошла все ожидания.
Комета Аренда – Ролана.
Во второй половине апреля комета Аренда – Ролана стала отлично видимой почти во всем северном полушарии Земли. Ее можно было заметить на северо-западе в лучах вечерней зари. С наступлением темноты на фоне созвездий Андромеды, а затем Персея комета выглядела необычно.
Яркое звездообразное ядро кометы по своему блеску не уступало блеску наиболее ярких из звезд. Голова кометы, окутывающая ее ядро, имела заметные параболические очертания. От головы кометы почти вертикально тянулся огромный, слегка расходящийся веером светящийся хвост. Направленный в сторону, противоположную Солнцу, он достигал в длину 22 градусов (то есть сорока четырех видимых поперечников Луны).
Если бы у кометы виднелся только этот хвост, она не была бы необычной. Подобные и даже большие по длине хвосты наблюдались и раньше у некоторых из комет. Удивительным было другое.
Из головы кометы в сторону, противоположную главному веерообразному хвосту, выходил тонкий, прямой и необычайно длинный светящийся луч, несколько напоминающий луч прожектора. Этот второй, необыкновенный, или, как принято называть подобные образования, аномальный, хвост казался копьем, вонзенным в ядро кометы. Длина его была не менее 15 градусов, а яркость с удалением от ядра кометы падала так постепенно, что аномальный хвост казался уходящим под горизонт.
Оба кометных хвоста имели белую, как бы фосфоресцирующую окраску. Правда, в областях, близких к голове кометы, главный хвост казался зеленоватым.
Комета непрерывно двигалась в пространстве. От этого изменялось не только ее расположение среди звезд, но и форма, размеры и взаимное расположение хвостов. Кроме того, и в самой комете происходили бурные изменения.
Главный хвост кометы оставался постоянно направленным в сторону, противоположную Солнцу. В это время аномальный хвост медленно поворачивался относительно прямой, проходящей через Солнце и ядро кометы. Оставаясь при этом как бы прикрепленным к ядру кометы, аномальный хвост двигался в ту же сторону, что и часовая стрелка.
Не только на небе, но и в пространстве размеры кометы были в те дни весьма внушительными. Главный ее хвост простирался в длину на 30 миллионов километров, а поперечник головы достигал 300 тысяч километров. Аномальный хвост, казавшийся с Земли узким и тонким, на самом деле имел в поперечнике около 13 тысяч километров, что равно диаметру Земли. Длина же его была огромна – не менее многих миллионов километров.
Вращение аномального хвоста относительно главного вызывалось движением нашей Земли по отношению к плоскости кометной орбиты. Когда 25 апреля земной шар проходил через эту плоскость, оба хвоста казались расположенными по одной прямой. В дальнейшем аномальный хвост стал предшествовать главному хвосту в видимом движении кометы среди звезд.
В последних числах апреля размеры и яркость кометы начали заметно уменьшаться. Длина главного хвоста 28 апреля сократилась до 12 градусов, а аномального – до 3 градусов. Через три дня аномальный хвост стал невидимым, как бы растворившись на фоне неба, между тем как главный хвост оставался еще достаточно ярким и широким. Он даже заметно расширился и изогнулся в сторону, обратную движению кометы.
В первой половине мая комета Аренда – Ролана продолжала уменьшаться как в размерах, так и в яркости. К 17 мая главный и теперь единственный хвост кометы укоротился до 1/4 градуса, а в конце мая комету можно было рассмотреть только в крупные телескопы.
Все описанное было доступно невооруженному глазу. В телескопы и с помощью фотографии удалось заметить значительно больше.
В конце апреля даже в небольшие астрономические трубы были видны светлые параболические оболочки, в виде дуг окаймляющие кометное ядро. На фотоснимке, полученном Б. А. Воронцовым-Вельяминовым в Москве, хорошо видно, что комета имела две головы, как бы вложенные одна в другую. Более яркая, внутренняя голова обладала типичной для большинства комет луковичной формой. Вторая, более слабая внешняя голова имела параболические очертания.
От каждой из голов отходил свой связанный с головой хвост. В хвосте внутренней, «луковичной» головы виднелись светлые струи и другие неоднородности, напоминающие облака. По классификации знаменитого русского исследователя комет Ф. А. Бредихина, он принадлежал к I типу и состоял из газов.
Хвост внешней головы имел иную природу. Он состоял, по-видимому, из множества мельчайших твердых частичек, выброшенных из ядра кометы. По теории Ф. А. Бредихина, такие хвосты, широкие и заметно искривленные, относятся к хвостам II типа.
Как и в любой комете, вещество хвостов кометы Аренда – Ролана стремительно улетало прочь от кометы, а на смену рассеивавшемуся в пространстве веществу выбрасывались из кометного ядра новые порции газа и пыли.
На фотографии, полученной под Москвой 25 апреля П. В. Щегловым, виден странный светящийся выступ из головы кометы, напоминающий второй аномальный хвост. Оба аномальных хвоста соединяло загадочное сияние, хорошо видимое на снимке. Такое явление наблюдалось в кометах впервые.
В тот же день московский астроном В. Г. Курт сфотографировал комету с помощью особого прибора, который выполнял роль фильтра, пропуская на фотопластинку только инфракрасные лучи. На его снимке вся комета окутана каким-то странным шарообразным светящимся облаком.
Чем дольше наблюдалась комета, тем больше необычных явлений в ней открывали. Еще 10 марта 1957 года американские астрономы обнаружили, что комета Аренда – Ролана посылает на Землю радиоволны. Через неделю интенсивность этой «радиопередачи» заметно возросла. Комета во все стороны посылала «радиосигналы» на волне около 11 метров. Совершенно загадочным казался тот факт, что центр радиоизлучения не совпадал ни с ядром, ни с головой кометы, а находился в ее хвосте на расстоянии в несколько миллионов километров от ядра. Как будто для того, чтобы вовсе сбить с толку астрономов, в 20-х числах апреля излучающая радиоволны часть кометы «сошла» с кометной орбиты и стала двигаться радиально от Солнца!
Читатель, конечно, жаждет узнать, чем же объясняются все эти странные факты. К сожалению, мы его разочаруем. Загадки, заданные нам кометой Аренда – Ролана, еще далеко не отгаданы. Удивительное небесное тело дало почувствовать астрономам, что знания их о кометах еще очень ограниченны, что мир комет заключает в себе много нераскрытых тайн.
В самом деле, что достоверного мы знаем о кометах?
Ничтожно малые по массе в сравнении с Землей, кометы вблизи Солнца становятся самыми большими по размерам телами солнечной системы. Их головы по поперечнику нередко превосходят Солнце, а хвосты тянутся на десятки и даже сотни миллионов километров.
Но эта грандиозность только кажущаяся. Плотность веществ, составляющих головы и хвосты комет, в миллиарды раз меньше плотности комнатного воздуха. По меткому выражению одного астронома, эти призрачные, пугающие своими размерами странницы есть «видимое ничто». Ведь почти вся масса кометы заключена в ее ядре.
По новейшим данным, кометные ядра представляют собой глыбы из льдов различных веществ (воды, метана, аммиака и других) с включенными в них твердыми частицами, напоминающими метеорные тела. Поперечники пометных ядер не превышают в среднем двух-трех десятков километров, а поверхность их, по-видимому, покрыта слоем твердой пыли, предохраняющей ядро от слишком быстрого испарения.
Приближаясь к Солнцу с окраин солнечной системы, пометное ядро нагревается, и заключенные в нем газы начинают испаряться (или, точнее, возгоняться, так как переход в газ происходит без предварительного превращения в жидкость). Ядро кометы обволакивается туманной оболочкой – комой, которая превращается затем в голову кометы.
Потоки выделяющихся из ядра газов образуют газовый хвост кометы. Как показали спектральные исследования, он состоит в основном из молекул угарного газа и азота, находящихся в ионизированном состоянии.
Струйки газов, пробиваясь через пылевую оболочку пометного ядра, увлекают за собой некоторые твердые частицы. Притяжение ядра так незначительно, что даже небольшая скорость, сообщенная этим частицам, вполне достаточна, чтобы они навсегда покинули ядро кометы. Из них-то и формируются пылевые хвосты комет. Их направленность в сторону, противоположную Солнцу, объясняется отталкивательным действием его лучей.
Причиной всех процессов, происходящих в комете, являются солнечные свет и тепло. Под их воздействием выделяются газы из пометного ядра. Ультрафиолетовые лучи Солнца дробят покинувшие ядро газовые молекулы. Поэтому благодаря такой, как ее называют, фотодиссоциации в кометах наблюдаются осколки обычных молекул, как, например, CH, NH, NH2 и других.
Пылевая и вообще твердая часть кометы отражает солнечный свет. Газовые головы и хвосты комет светятся иначе. Их молекулы переизлучают солнечный свет благодаря процессам, называемым резонансным излучением, или флюоресценцией. Поэтому их свет является холодным светом, подобным свету полярных сияний или рекламных трубок.
Главный хвост кометы Аренда – Ролана состоял на самом деле, как уже говорилось, из двух хвостов: газорого и пылевого. Спектр голову кометы показывал характерные для газовых голов излучения циана и углерода. Подобная картина наблюдалась и в других кометах.
Главная загадка новой кометы – это ее аномальный хвост и другие необычные явления.
У комет и раньше, правда очень редко, замечали аномальные хвосты. В большинстве случаев они выглядели, как короткие конусообразные выступы из головы кометы в сторону к Солнцу. По теории Ф. А. Бредихина, аномальные хвосты состоят из крупных твердых частиц, на которые давление солнечных лучей заметного действия не оказывает. Из этих сравнительно крупных осколков кометного ядра и формируются, по мнению Бредихина, метеорные потоки.
Аномальный хвост новой кометы был очень длинным, прямолинейным и имел одинаковую толщину на всем своем протяжении. Создается впечатление, что перед нами какая-то колоссальная газовая струя, выброшенная мощным взрывом из ядра кометы. Правда, те спектры аномального хвоста, которые были до сих пор получены, непрерывны, то есть, иначе говоря, похожи на спектр облака твердых частиц, отражающих солнечные лучи.
Советские астрономы В. Г. Тейфель и И. Д. Купо, исследовав аномальные образования в новой комете – ее копьевидный аномальный хвост и загадочное свечение между хвостами, – пришли к выводу, что это облака мельчайшей пыли, выброшенной из кометного ядра. Впрочем, их исследования носят пока еще предварительный характер и нуждаются в дополнительном подтверждении. Остаются неразгаданными и загадки, связанные с радиоизлучением кометы.
Новая комета – подарок природы. Она, несомненно, позволит глубже понять, какова роль комет в солнечной системе.
В той огромной области мирового пространства, где притяжение Солнца преобладает над притяжением соседних звезд, движутся по всевозможным эллиптическим орбитам ледяные глыбы с включенными в них твердыми частицами. Они образуют колоссальное облако «потенциальных комет». Весьма возможно, что эти глыбы представляют собой остаток того гигантского протопланетного облака, из которого, по теории О. Ю. Шмидта, образовалась когда-то планетная система.
Далеко не все ледяные глыбы станут настоящими кометами. Если, обращаясь вокруг Солнца, они не смогут подойти к нему ближе чем на 2–3 а. е., то льды, их составляющие, останутся льдами – ни головы, ни хвостов у такой потенциальной кометы не появится.
Однако притяжение больших планет, мимо которых могут пролетать некоторые из ледяных глыб, способно иногда так изменить их орбиты, что потенциальная комета превращается в реальную. Достаточно сблизившись с Солнцем, ледяные глыбы обзаведутся головами и хвостами, превратившись в то, что мы называем пометным ядром. Аналогичное действие на орбиты ледяных глыб может оказать притяжение соседних к Солнцу звезд.
