Текст книги "Чудеса и катастрофы Вселенной"
Автор книги: Галина Железняк
Соавторы: Андрей Козка
Жанр:
Эзотерика
сообщить о нарушении
Текущая страница: 9 (всего у книги 19 страниц)
Может ли неизвестная нам комета застать врасплох землян? Нет, это абсолютно исключено. Не только астрономы-профессионалы, но и тысячи любителей нацеливают свои телескопы, подзорные трубы, другую дальнобойную оптику в небесные дали. Они осматривают подробнейшим образом небо в поисках новой или хорошо забытой старой кометы. Что ими движет? Очень часто не только научный интерес, но и честолюбие, желание внести свое имя в каталог небесных объектов, как это произошло с 19-летним японским юношей Каору Икейя, который открыл свою первую комету в 1963 г. А спустя два года весь мир наблюдал знаменитую яркую комету Икейя – Секи-1965, открытую им совместно с приятелем, преподавателем музыки Дутому Секи.
Информация со всего мира о реальных и мнимых небесных «новичках» направляется в международное бюро «Астрограм» в США, где и регистрируется. Специалисты бюро анализируют характер представляемого объекта. К сожалению, ошибочных сообщений поступает больше.
А теперь обратимся к Юпитеру. Эта планета превышает Землю более чем в 11 раз по размерам и в 300 раз по массе, поэтому она в значительной мере влияет на траектории комет, движущихся из космических глубин к ближайшему околосолнечному пространству. Работая как гигантский магнит, за счет массы Юпитер и другие планеты-гиганты искривляют орбиты или притягивают к себе значительную часть опасных «гостей». Так это произошло и с кометой, обнаруженной группой американских ученых – супругами Шумейкер совместно с Леви на 5-метровом телескопе Паломарской обсерватории 24 марта 1993 г. На предыдущем витке комета, пролетая мимо Юпитера, была разорвана приливными силами тяготения более чем на 20 частей. Теперь этот рой осколков был окончательно захвачен и поглощен мощным притяжением гиганта.
Падение каждого фрагмента – это фантастической силы взрыв в плотной атмосфере Юпитера, эквивалентный многим миллионам мегатонн тротила. Такая энергия превышает весь накопленный человечеством ядерный потенциал в тысячи раз. Взрыв кометного тела сопровождается ударной волной, яркой вспышкой, мгновенным разогревом, дроблением и испарением вещества кометы. Раскаленная масса за несколько секунд погружается на сотни километров в глубь атмосферы Юпитера, достигая плотных слоев, где и тормозится. Затем быстро расширяющееся раскаленное облако стремительно поднимается вверх, усиливая и без того весьма мощные атмосферные потоки и вихри на Юпитере. Каждый упавший фрагмент порождает вихревое облако, которое может фиксироваться как пятно на лике планеты.
Одно обстоятельство огорчило астрономов: падение кометы Шумейкера – Леви происходило на обратной, невидимой с Земли стороне Юпитера. Поэтому наземные наблюдатели могли фиксировать драматические события по отраженным от ближайших спутников Юпитера вспышкам, а затем, когда планета поворачивалась к нам «обстрелянной» стороной, определять физические последствия бомбардировки.
Для непосредственных наблюдений вблизи за процессом столкновения был сориентирован космический телескоп «Хаббл», которому не могли помешать ни наша атмосфера, ни погодные условия Земли. В период падения осколков – второй половине июля – десятки обсерваторий мира развернули исследовательскую программу.
Астрономы-наблюдатели Главной астрономической обсерватории АН Украины (Киев, Голосеево) также отправились на высокогорные наблюдательные базы – в Крым, на Кавказ. Над Кавказом в это время, к сожалению, проходил мощный циклон, а вот в Крыму погода благоприятствовала астрономам, и исследователям удалось получить интересные результаты.
Космическая катастрофа, вызванная падением кометы Шумейкера – Леви, приподнимает завесу таинственности, подобно плотной атмосфере окружающей самую большую планету Солнечной системы. В атмосфере Юпитера «закодирован» реликтовый состав протопланетного газопылевого облака, из которого сформировались Солнце и наша планетная система. Расшифровав этот «код», можно реконструировать не только прошлое, но и будущее нашей звезды – Солнца, Земли, следовательно, и нашей цивилизации.
Кстати, установлено, что кометное вещество содержит в себе различные органические соединения. Существует версия, согласно которой жизнь на нашу планету была принесена из космоса: 4 млрд лет назад одна из милио-нов комет, зацепив пустынную Землю своим хвостом, рассеяла в ее атмосфере живые протоклетки, давшие начало всему разнообразию жизни на планете.
ЖИЗНЬ НО ЗЕМЛЮ МОГЛИ ЗАНЕСТИ КОМЕТЫМоделируя столкновение кометы с Землей, ученые обнаружили, что переносимые кометой молекулы органического вещества могут пережить такое событие и «посеять» жизнь на нашей планете. Таким образом, первичные «кирпичики жизни», элементы ДНК и белков, могли прибыть на Землю из космоса.
Аминокислоты успешно «переживают» моделируемое столкновение кометы с Землей, и многие из них полимеризуются в цепочки – пептиды. Пептиды, в свою очередь, образуют полипептиды, и из еще более длинных молекулярных цепочек получаются белки. В зависимости от температуры, давления и длительности удара получались различные вариации пептидов. Причем замораживание мишени до температуры ядра кометы увеличивало «выживаемость» аминокислот.
Предполагается, что столкновения с кометами в ранней истории Земли (около 4 млрд лет назад) были довольно частым событием. Солнечная система была насыщена обломками из камня и льда. Они врезались в Землю на скорости около 25 км/с.
При малом угле падения вода с кометы, насыщенная органическими молекулами, может непосредственно попасть на Землю. Такой сценарий столкновения дает все необходимое для возникновения жизни: жидкую воду, органический материал и энергию.
Интересно, что в метеоритах обнаружено уже более 70 аминокислот. Из них 20 являются компонентами животных белков на Земле. Правда, не ясно, как же все-таки из этих элементарных компонентов возникли действительно живые существа.
Подведем итоги сказанному о кометах. Итак, наибольшую опасность представляют собой массивные долгопериодические кометы, их появление чаще всего бывает неожиданным из-за произвольной ориентации плоскостей орбит и больших или очень больших периодов обращения. Более того, многие из этих комет – апериодические, т. е. движутся по незамкнутым траекториям (параболическим или гиперболическим) и поэтому действительно являются новыми. У этих комет возможна более высокая скорость столкновения с Землей – до 72 км/с (на встречных траекториях), что может привести к глобальным катастрофическим последствиям. Возможность подобных столкновений подтверждается многими фактами, часть из которых изложена в этой книге. Вполне вероятно, что какая-то часть кратеров на Земле была образована и крупными кометными ядрами или телами промежуточного состава.
Но столкновения с кометами могут приводить не только к катастрофическим последствиям. Ряд ученых считает, что сразу после своего формирования при высоких температурах и охлаждения земная поверхность была очень сухой (например, как сейчас лунная) и что практически вся вода и другие летучие соединения были доставлены потоком комет, обрушившимся в то время на Землю. Кстати, кометы могли доставить не только воду, но и сложные органические соединения, возникновение которых в земных условиях, как некоторые полагают, было маловероятным, и таким образом создали основу для зарождения простейших организмов.
Еще одно несомненное подтверждение реальности столкновений кометных ядер с планетами – уникальное событие, которое произошло «на глазах» у всего современного человечества. Имеется в виду падение фрагментов кометы Шумейкера – Леви 9 на Юпитер в июле 1994 г. Как показало обратное моделирование движения этой кометы, она была либо сорванным с привычной орбиты ледяным спутником Юпитера, либо обычной кометой, ранее захваченной планетой-гигантом. Скорее всего, кометное ядро было разорвано на части приливными силами при сближении с Юпитером. Падение обломков ядра кометы размерами от
1 до 10 км со скоростью около 60 км/с происходило с 16 по 22 июля 1994 г.на обратную сторону южного полушария Юпитера. Последствия падений были грандиозными. Следы взрывов в виде огромных темных пятен и расходящихся от них кольцевых ударных волн (по диаметру сравнимых с Землей) на фоне юпитерианской атмосферы наблюдались во всех обсерваториях мира. Но лучшие по качеству снимки были получены с помощью орбитального телескопа «Хаббл», работающего за пределами земной атмосферы.
Для ответа на вопрос: «Опасны ли кометы?» – достаточно учесть, что из наблюдений около 200 долгопериодических комет известно, что примерно 5 комет в год пересекают плоскость орбиты Земли (напомним, что речь идет только об уже известных кометах типа кометы Карла V или кометы Галлея).
Для столкновения необходимо, чтобы траектория хотя бы одной из таких комет пересеклась с положением Земли, точнее, прошла бы через окружность площадью в 1/4 площади земной поверхности. Расчеты показывают, что вероятность такого события, как и ожидалось, экстремально мала – примерно одно событие в 50—100 млн лет. Но геологический возраст Земли-близок к 4,5 млрд лет. Значит, за это время нас «посетили», как минимум, несколько десятков комет. А если учесть, что каждый год астрономы открывают еще 3–5 новых комет, то кометный фактор становится одним из важнейших элементов земной истории! Этот вывод подтверждается и данными наблюдений кратеров Луны, значительная часть которых сформировалась под воздействием комет, астероидов и метеоритов.
Соединяя оптимистическую и пессимистическую точки зрения на кометную угрозу для Земли, можно указать наиболее оптимальный интервал для таких событий – примерно один раз в 10–20 млн лет. Много это или мало? Стоит ли принимать во внимание кометную опасность и предпринимать какие-то меры? Для тех, кто настроен оптимистически (по принципу – на мой век хватит), заметим, что приведенные выше оценки характеризуют лишь частоту событий, но в принципе не могут дать ответа на вопрос, когда же это событие произойдет. Следует пояснить, что и в повседневной жизни мы интуитивно оцениваем опасность того или иного фактора.
Ранее в книге говорилось о том, что опасность от движущегося автомобиля намного превышает опасность от упавшего с крыши кирпича или аварии самолета. Следовательно, в первую очередь нужно «страховаться» от потенциально наиболее вероятного события. Но что до этой логики человеку, на которого кирпич все-таки упал! Мы прекрасно понимаем, что вероятность аварии на атомной станции чрезвычайно мала. И несмотря на это мы стали свидетелями ужаса Чернобыля. Следовательно, сама по себе вероятность того или иного события хотя и важна, но недостаточна для характеристики степени опасности явления.
Если учесть, что столкновение крупной кометы с Землей будет сопровождаться гибелью всего живого, то рейтинг этой угрозы превышает авиационный в 5–7 раз! Вероятность эффекта мала, но зато последствия – глобальны!
Из хроники событий
В 1995 г. комета 73Р Швассмана – Бахмана (73Р/ Schwassmann – Wachmann) неожиданно распалась: без каких-либо видимых причин ядро кометы разделилось на три мини-кометы, летящие в космосе единой группой. В то время расстояние до кометы 73Р составляло 240 млн км. В мае 2006 г. фрагменты кометы пролетели мимо Земли на расстоянии, на котором не пролетала ни одна из комет за последние двадцать лет.
«Никакой опасности столкновения кометы с Землей нет, – так комментировал событие доктор Дон Эманс (Don Yeomans), руководитель программы НАСА по ближайшим к Земле объектам. – Ближайший фрагмент пройдет на удалении около 10 млн км, то есть в 25 раз дальше, чем Луна. Пролет кометных фрагментов станет знаменательным событием в истории астрофизики».
За кометной цепочкой вели наблюдение не только с помощью космической техники, но и с помощью гигантского радара «Arecibo» в Пуэрто-Рико. Ученые определяли форму и скорость вращения частей кометы. Группа из мини-комет была видна в созвездиях Лебедя и Пегаса. Интересно, что, несмотря на относительную близость к Земле, мини-кометы были не очень яркими.
Следует заметить, что эти мини-кометы совсем не похожи на большие кометы Hayutake и Hale – Ворр, пролетавшие мимо Земли соответственно в 1996 и 1997 годах. Те кометы можно было видеть невооруженным глазом даже в больших городах, а фрагменты 73Р лучше всего наблюдать за городом, вооружившись биноклем. Количество фрагментов кометы 73Р постоянно меняется. В 1995 г., в начале распада, было только три фрагмента, затем астрономы нашли не менее 13. С приближением к Солнцу 73Р количество фрагментов постоянно росло. И наконец в мае 2006 г. сверкающая «нитка жемчуга» из сорока «бусинок» пролетела в окрестностях нашей планеты.
По некоторым версиям, Земля могла бы попасть в облако кометных частиц. Тогда на планету обрушился бы метеорный дождь. Но этого не произошло. «Наиболее вероятной причиной распада является тепловое воздействие при приближении кометы к Солнцу. Под действием тепла ядро распадается, – поясняет доктор Вигерт. – Но облако осколков расширяется довольно медленно, и интенсивного метеорного дождя не будет».
С другой стороны, если комета была разбита при попадании в нее астероида, то в результате такого столкновения могли образоваться «быстрые» фрагменты, способные достигнуть Земли. Доктор Вигерт советовал астрономам-любителям быть наготове. Они могли бы наблюдать первый метеорный дождь, вызванный кометными осколками. «В качестве примера можно привести комету Биела (Biela), которая разделилась на фрагменты в 1846 г. и полностью распалась в 1872 г., – говорит астроном. – По крайней мере, три очень интенсивных метеорных дождя (от 3 тыс. до 15 тыс. метеоров в час!) в 1872,1885 и 1892 годах были вызваны остатками этой кометы».
Предполагая, что комета 73Р распалась под воздействием тепла, астрономы рассчитали наиболее вероятную траекторию ее пылевого облака. Согласно этим расчетам, облако достигнет Земли в 2022 г., при этом будет совсем небольшой метеорный дождь. Но продолжающееся деление кометы может стать причиной образования новых метеорных тел, разлетающихся в разных направлениях, поэтому сильный метеорный дождь от 73Р в будущем весьма вероятен.
ГЛОБАЛЬНАЯ СИСТЕМА ЗАЩИТЫ ЗЕМЛИ
Современная цивилизация достигла достаточного уровня развития технологий и промышленности, чтобы создать системы и средства для своевременного выявления угрозы космического столкновения и его предотвращения. Однако для прогнозирования катастроф наших знаний об опасных пришельцах из космоса явно недостаточно, технические средства для оперативного выявления угрозы не внедрены, системы предотвращения столкновений не созданы.
Сложно обстоит дело с нейтрализацией угрозы столкновений с относительно мелкими объектами (более 10 м), которые грозят катастрофой локального масштаба. Вероятность подобных явлений относительно высока, а возможности прогноза малы, поскольку количество объектов значительно, а их наблюдение как на большом удалении от Земли, так и при непосредственном сближении, затруднено. В основе стратегии защиты лежит непрерывное наблюдение за космическим пространством в непосредственной близости от Земли и наличие дееспособной системы нейтрализации.
Современный уровень технологического развития ведущих стран мира позволяет приступить к созданию системы защиты Земли от астероидной и кометной опасности. В задачи системы будет входить обнаружение и идентификация естественных космических объектов, орбиты которых могут пересекать земную; определение степени угрозы столкновения и его последствий для биосферы и цивилизации, а также организация мер по предотвращению катастрофических последствий. В программу защиты должны войти система наблюдения за опасными объектами, ракетные и ракетно-технические средства доставки (ракетоносители, разгонные блоки, космические перехватчики), средства воздействия на космические тела, глобальный командно-измерительный комплекс, централизованный блок управления средствами системы защиты и пр.
В мае 1993 г. в Санкт-Петербурге состоялась первая международная конференция «Астероидная опасность-93». Наибольшее внимание ученых привлекли такие аспекты проблемы, как вероятность встречи Земли с опасными космическими объектами, требования к системам оптических и радиолокационных наблюдений, позволяющим фиксировать приближение космических пришельцев и прогнозировать их орбиты, а также способы защиты Земли от столкновений. Для эффективной защиты необходима разработка способов уничтожения данных объектов, которые сводятся к двум возможностям: разрушение «врага» до его соприкосновения с нашей планетой или увод его с опасной орбиты.
Для устранения опасных космических объектов в настоящее время рассматриваются два вида воздействия: ядерное и кинетическое. Предполагается, что в случае обнаружения астероида или кометы навстречу объекту направляются ракеты, снабженные специальными зарядами, причем в первом случае для разрушения объекта используется энергия мощного ядерного заряда, во втором – собственная кинетическая энергия небесного тела.
«Отец» американской водородной бомбы Эдвард Теллер одним из первых предложил воздействовать на опасных гостей ракетами с мощными ядерными зарядами, и возможность такого метода была всесторонне рассмотрена учеными-атомщиками и разработчиками ракетных систем. Оказалось, что если доставка ядерного заряда к объекту осуществима имеющимися ракетами-носителями, то эффективное использование энергии взрыва ядерного заряда сопряжено с большими техническими трудностями. При сильном взрыве на твердой поверхности лишь 15–20 % энергии идет на уничтожение, а при заглубленном взрыве разрушительная сила возрастает в 5–6 раз. Однако осуществление подобного взрыва в объекте, движущемся со скоростью 40–60 м/с, – весьма сложная техническая задача. Кроме того, испытания мощных ядерных зарядов на Земле и вывод их в космическое пространство запрещены международными соглашениями и вызывают большие опасения с точки зрения экологической безопасности. Поэтому столь радикальный способ воздействия, вероятно, не имеет серьезной перспективы.
Альтернативой является кинетический способ, то есть использование собственной кинетической энергии тела для его ликвидации. Впервые этот метод был предложен российскими учеными на Первой международной конференции по астероидной опасности. На пути движения астероида создается искусственное пылевое образование из малых частиц, которые будут взаимодействовать с его поверхностью, образуя кратеры с выбросом некоторой массы, пропорциональной кинетической энергии соударяющихся тел. Таким образом опасный объект будет разрушаться.
Использование известных теоретических моделей сильного взрыва позволяет выбрать две модели нейтрализации: полное уничтожение тела, вплоть до его испарения или разделение на мелкие фрагменты, не представляющие опасности. Расчеты показывают, что для полного распыления соотношение между массой частиц облака и массой тела при скорости 40–60 км/с должно быть 10:4—10:5, то есть для ликвидации железного астероида диаметром 10 м необходимая масса частиц облака должна составить порядка 10 тыс. кг. Учитывая, что ракетостроение имеет определенный опыт создания в космосе искусственных образований, состоящих из частиц малых размеров, кинетический способ воздействия может быть экспериментально опробован.
В США по программе НАСА Discovery Mission проводился эксперимент с целью исследования кинетического воздействия на комету Темпеля. В 2005 г. комету встретил аппарат общей массой 370 кг, ударным элементом служил медный шар диаметром 0,65 м и массой 140 кг. В результате столкновения при скорости 10,2 км/с образовался кратер диаметром 60—240 метров (радиус кометы 3 километра). В результате эксперимента получены данные, позволяющие в дальнейшем успешно использовать кинетический способ защиты Земли от опасных пришельцев из космоса.
НАСА объявило о создании во Всемирной сети системы мониторинга астероидной опасности, получившей наименование Sentry.Система создана, чтобы облегчить общение между учеными при открытии небесных тел, несущих потенциальную угрозу нашей планете.
Американский спутник передает в реальном времени полученную им картинку звездного неба. Получая эти картинки на компьютер, вы можете сохранять их и, сравнивая, обнаружить новый двигающийся объект. Возможно, это будет астероид, комета или метеорит. Данные посылаются в единый центр, и при подтверждении другими наблюдателями этот объект заносится в соответствующие каталоги. Ему присваивается номер, а право его открытия принадлежит первому сообщившему. Астрономы-любители открывают новых объектов не меньше, чем профессионалы.
В первый день 2002 г. министр науки Великобритании лорд Сэнсбери объявил о решении разместить новый Британский центр по исследованию возможности столкновения Земли с астероидами в Национальном космическом научном центре в графстве Лестер. Наблюдение за космическими объектами будет вестись с помощью телескопа «Исаак Ньютон», расположенного на острове Ла-Пальма, входящем в группу Канарских островов.
Писатели-фантасты и ученые-астрономы сходятся во мнении, что существует всего два возможных варианта защиты. Первый – уничтожить объект. Второй – изменив его орбиту, предотвратить столкновение. Появилось довольно забавное сообщение о том, что придумали своеобразную подушку безопасности, которую надо развернуть в месте падения космического тела. Фантастами активно разрабатываются версии об эвакуации землян на другую планету в Солнечной или даже другой планетной системе.
Воплощение первого из перечисленных способов очевидно. Надо с помощью ракеты доставить к объекту взрывчатое вещество и взорвать его. Можно организовать контактный ядерный взрыв на поверхности. Все это должно привести к дроблению объекта на безопасные осколки. Вопрос лишь в количестве взрывчатого вещества и доставке его в точку траектории астероида или кометы, достаточно удаленных от Земли. Способ подрыва космического тела применим лишь для малых объектов, так как в результате ученые рассчитывают получить маленькие осколки, сгорающие в атмосфере.
С большими телами сложнее. Вследствие ограниченности возможностей современных подрывных средств после взрыва могут остаться не сгоревшие в атмосфере большие обломки, коллективное действие которых может вызвать гораздо большую катастрофу, чем первоначальное тело. А так как практически невозможно рассчитать количество осколков, их скорости и направления движения, то и само дробление тела становится сомнительным предприятием.
Более интересны способы изменения орбиты космического тела. Эти способы хороши для тел крупных размеров. Если мы имеем комету, приближающуюся к Земле, то предлагается использовать сублимационный эффект – испарение газов с поверхности очищенной части ядра кометы. Этот процесс приводит к возникновению реактивных сил, закручивающих комету вокруг своей собственной оси вращения, и изменению траектории ее движения. Это очень напоминает «закрученные» голы в футболе или теннисе, когда мяч летит совсем по другой, неожиданной для игрока траектории.
Возникает вопрос: как очистить ядро? Для этого имеется множество способов. Предлагается, например, проект «пескоструйный аппарат». Суть его заключается в том, что если взорвать рядом с ядром кометы ракету или небольшой ядерный заряд, то осколки ракеты или взрывная волна снаряда очистят часть ядра кометы.
То же можно сделать и с астероидом. Но в этом случае следует предварительно покрыть часть его поверхности белым веществом, например мелом. Как вы помните из физики, белый цвет хорошо отражает солнечные лучи. В результате возникнет неравномерность прогрева «тела» астероида, что повлечет за собой изменение скорости и направления его вращения вокруг своей оси. Далее все будет происходить, как с «подкрученным» мячом. Только вот мела нужно будет много. Американские ученые подсчитали, что для изменения орбиты астероида 1950 DA потребовалось бы 250 тысяч тонн мела, а доставить его на астероид могут 90 полностью загруженных ракет типа «Сатурн-5». Но при этом за одно столетие его орбита отклонилась бы на 15 тысяч километров.
Серьезно обсуждался способ выведения на орбиту астероида большой солнечной батареи, так чтобы астероид встретился с ней и она бы застряла на его поверхности, отражая солнечные лучи. Фантасты много пишут о космических кораблях, способных транспортировать астероид подальше от Земли. Но пока на практике не был применен ни один из придуманных способов. И это тоже хорошо. Как говорится, повода не было.
Все сказанное касается столкновений Земли с конкретным твердым телом. А что же может произойти при столкновении с кометой огромного радиуса, начиненной метеоритами? На этот вопрос помогает ответить судьба планеты Юпитер. В июле 1996 г. комета Шумейкера – Леви столкнулась с Юпитером. За два года до столкновения при прохождении этой кометы на расстоянии 15 тысяч километров от Юпитера ее ядро раскололось на 17 осколков примерно по 0,5 км в диаметре, растянувшихся вдоль орбиты кометы. В 1996 г. они поочередно вошли в соприкосновение с планетой. Энергия столкновения каждого из кусков, по оценкам ученых, достигала примерно 100 млн мегатонн. На фотографиях космического телескопа «Хаббл» (США) видно, что в результате катастрофы на поверхности Юпитера образовались гигантские темные пятна – выбросы газа и пыли в атмосферу в местах падения осколков. Эти пятна по размеру соответствовали размерам нашей Земли!
Конечно, кометы в далеком прошлом сталкивались и с Землей. Именно столкновению с кометами, а не с астероидами или метеоритами приписывают гигантские катастрофы прошлого со сменой климата, вымиранием многих видов животных и растений, гибелью развитых цивилизаций землян. Быть может, 14 тысяч лет назад наша планета встретилась с меньшей кометой, но этого оказалось вполне достаточно, чтобы исчезла с лица Земли легендарная Атлантида.
