Кометы

Ты нам грозишь последним
Часом,
Из синей вечности звезда!:
А.А. Блок

Слово "комета" происходит от греческого слова kome - волос. Однокоренное ему греческое слово kometes - длинноволосый - указывает на необычный их вид в небе. В древности у одних они вызывали суеверный страх, другие считали их предвестниками долгожданных побед. Как только не называли кометы в прошлом! В летописях и других письменных источниках мы можем встретить следующие эпитеты: длинноволосая, хвостатая, лохматая, бородатая и конечно, великая, страшная, странная, ужасная, роковая. Но в основном все литературные источники сходятся на том, что кометы имеют "великолепный длинный хвост". На сегодняшний день замечено и описано около 2 тысяч комет.

Более полувека назад эстонский астроном Эрнст Юлиус Эпик установил, что ежегодно нашу Солнечную систему покидают несколько наблюдавшихся комет. Принимая во внимание возраст нашей Системы можно смело предположить, что за ее пределы от нас должны были уйти миллиарды комет. Учитывая, что кроме Солнца существует еще некоторое количество звезд, имеющих планетные системы (их и называют солнцеподобными звездами), число комет движущихся в нашей галактике может быть на 11-13 больше числа звезд. Можно сказать, что наша галактика Млечный Путь представляет собой "густой кометный кисель" в который вкраплены звезды. Но из-за малости массы комет, почти вся масса галактической системы заключена именно в звездах. По имени своего первооткрывателя это галактическое кометное облако называется облаком Эпика.

Известный советский астроном и автор целого ряда популярных книг по астрономии Борис Александрович Воронцов-Вельяминов продолжил идеи Эпике и высказал предположение о существовании межгалактического кометного облака или межгалактического кометного фона. В соответствии с господствующими ныне представлениями не только в пределах галактик, но и в межгалактическом пространстве кометы являются наиболее многочисленным населением Метагалактики - нашей Вселенной.

Кометы, возможно, являются причиной многих звездных вспышек. Они происходят при соударении их со звездой. Кроме того, они же "ответственны" и за механизмы антивспышек, когда звезда как бы прячется за газо-пылевое облако, причиной которого можно считать разрушение кометного тела вблизи звезды.

Итальянский астроном рубежа XIX-XX вв. Джованни Вирджинио Скиапарелли, изучая движение комет в Солнечной системе, впервые показал, что рой кометных тел сопровождает Солнце в его движении среди звезд. Он выдвинул предположение о том, что кометы и наша планетная система ровесники, то есть кометы образовались одновременно с Солнечной системой и, что очень важно, из того же вещества. Этот рой комет, принадлежащих Солнечной системе, был назван "Солнечный рой Скиапарелли".

"Рой Скиапарелли" служит источником апериодических (нерегулярно возвращающихся к Земле) комет в Солнечной системе. Кометы, стремившиеся в своем движении покинуть Солнечную систему были задержаны всемогущими силами всемирного тяготения со стороны нашего светила и планет, входящих в эту систему, на дальней периферии (100-150 тысяч а.е от Солнца) и сформировали здесь Облако Оорта (названного именем голландского астронома XX в. Яна Хендрика Оорта). По мнению современных астрономов, именно это облако-хранилище является источником всех современных комет, блуждающим по нашей планетной системе.

А затем все те же силы всемирного тяготения заставляют кометы, по каким либо причинам покинувшшие Облако Оорта, группироваться в двух поясах - Уиппла-Койпера (по именам американских астрономов XX столетия Фреда Лоуренса Уиппла и Джерарда Петера Койпера), расположенного за Нептуном и поясом Казимирчак-Полонской (по имени русского астронома того же времени Елены Ивановной Казимирчак-Полонской), расположенного в промежутке между планетами-гигантами.

По продолжительности интервалов появления комет (по времени за которое они проходят один полный "оборот" по своей орбите) их принято подразделять на короткопериодические (от нескольких лет до нескольких десятков лет) и долгопериодические (более 200 лет).

Оба типа комет, как апериодические, так и периодические, представляют собой куски того реликтового (древнейшего) протопланетного диска из которого возникла Солнечная система. В настоящее время общим источником всех комет является реликтовый резервуар всех кометных тел, состоящий из двух различных по типу своего движения комет. Но все эти кометы имеют единое происхождение. Все кометы и планеты солнечной Системы - родственники.

Ядро кометы состоит из смеси льдов различной природы (80% - вода, остальное - твердая углекислота, называемая сухим льдом, метановый, аммиачный лед и другие замороженные газы) и частиц твердых пород (нелетучей составляющей). Размеры ядра даже у крупных комет не превышают десятков километров.

Вдали от Солнца температура кометного ядра близка к абсолютному нулю (-273 градуса Цельсия - теоретически вычисленное английским физиком У. Кельвином значение температуры, при которой прекращается хаотическое тепловое движение молекул в веществе). На расстоянии примерно 5 а.е. от Солнца температура на поверхности кометного ядра становится -140 градусов Цельсия. Начинается процесс испарения льдов - то, что в физике процесс перехода из твердого состояния в газообразное называется возгонкой или сублимацией (прекрасной иллюстрацией этого процесса является испарение нафталина - средства от моли или сушка белья на морозе). Сначала испаряется метан, затем аммиак, водород, циан, углекислота и, наконец, вода. В процессе испарения образуется туманная газообразная оболочка кометы или кома. Вместе с ядром она образует голову кометы размером примерно от 10 до 100 тысяч километров. Под действием светового давления и корпускулярных потоков образуется хвост, как правило, направленный в сторону от Солнца. Пылевой хвост обычно имеет длину до 10 миллионов километров(!). Он состоит из частиц, выброшенных из ядра газами. Но если частицы, формирующие хвост, достаточно крупные, то подчиняясь закону всемирного притяжения, они устремятся к Солнцу, обладающему огромной массой, и хвост будет коротким и направленным в сторону Солнца. Вот почему мы можем видеть этот хвост невооруженным глазом. Но у кометы есть еще и огромный невидимый шлейф, простирающийся на 100 миллионов километров, состоящий из плазмы. При большом сближении с Солнцем голова и хвост кометы могут достигнуть поистине невероятных размеров. Известен случай, когда голова кометы была больше Солнца, а яркость другой кометы превышала в несколько раз яркость Луны в полнолуние!

Средняя масса кометы обычно равно десять в двенадцатой степени тонн, а время жизни исчисляется 100-500 прохождениями около Солнца, ибо проходя около нашего светила комета не только теряет в весе, но и стареет. При испарении летучих веществ на поверхности ядра образуется корка, препятствующая дальнейшему испарению газов. Толщина корки увеличивается с течением времени. Это и есть "кометная старость".

В отличие от всего живого на Земле кометы "умеют омолаживаться". Происходит это при столкновениях комет между собой или с астероидами. Столкновения эти могут быть двух типов: соударения двух кометных тел одного и того же пояса или столкновение кометного тела с кометой, ранее покинувшей область своего пребывания. Последний тип столкновения происходит с большими скоростями, что приводит к разрушению внешнего слоя кометного ядра (защитной "шубы"), и ее омоложению.

Сохранению молодости комет способствует и их выброс в рой Скиапарелли или в облако Эпике, ибо в них практически прекращается процесс старения. Ведь основным фактором старения является солнечное излучение, ведущее к испарению кометного льда и образованию "шубы" на поверхности ядра. Вдали от Солнца, в редком звездном фоне кометы обречены на "вечную молодость".

Еще одним фактором, вызывающим омоложение комет может служить их прохождение около планет-гигантов. При этом сближении вполне возможно разрушение кометной "шубы" за счет действия сил притяжения со стороны планет. Отметим: это лишь господствующая в современной науке теория возникновения и жизни комет. Новые исследования вполне могут дать новые неожиданные результаты, которые в корне изменят наше представление об этих загадочных вечных спутниках жизни во Вселенной.

Механизм столкновения комет может приводить не только к их омоложению, но и к дроблению кометных ядер на более мелкие. Это так называемые малые кометы. Их очень трудно заметить из-за малости размеров, но их значительно больше летает около Земли, и подчас, они: падают к нам под ноги. Астрономам известны ледяные "микрокометы" и снежные "миникометы". Диаметры этого типа комет не превышают сотни метров.

Наиболее известными являются периодические крупные кометы, такие как комета Галлея, комета Энке, комета Биелы, комета Шумейкеров-Леви 9. Комета Энке имеет ядра диаметром около 8 км. Период обращения кометы всего 3,3 года. По оценкам ученых время ее активной жизни несколько тысяч лет. Отметим, что комета Энке интересна многим потому, что именно на нее падает подозрение, когда рассматриваются версии падения Тунгусского метеорита.

Комета Биелы наблюдалась трижды до того как Вильгельм фон Биела обнаружил в 1826 г. ее периодическую природу. Она стала третьей известной ученым периодической кометой после комет Галлея и Энке. В середине января 1846 г. комета распалась на 2 части на глазах у наблюдателей. При этом каждый из кусков попеременно оказывался ярче друго. Комета будто подмаргивала землянам. При следующем сближении с Солнцем в 1852 г. эти осколки были уже заметно удалены друг от друга.

В марте 1976 г. яркая комета Уэста после тесного сближения с Солнцем распалась на четыре осколка. Причиной ее мог стать существенный прогрев ее ледяного ядра вблизи Солнца. Это способствовало образованию многочисленных трещин в ядре и взрывному выходу газов из образовавшихся полостей. Аналогичное явнение наблюдается с айсбергами в океанах, которые иногда с оглушительныш взрывом рассыпаются на мелкие куски.

А комета Шумейкеров-Леви 9 имела неосторожность в 1992 г сблизиться с Юпитером. В результате огромные гравитационные силы Юпитера разнесли ядро кометы на множество осколков. Летом 1994 г. они вонзились в "поверхностъ" планеты, образовав гигантские завихрения газов, сравнимые по размерам с Землей. Как видно из фотографий осколки кометы не пощадили и спутники Юпитера.

Но при этом кометы могут играть и роль катализатора сложных химических реакций на планетах. Они доставляют на них воду и различные газы, которые в дальнейшем участвовали в формировании атмосферы планет. Не исключено, что органические вещества, принесенные кометами, играли значительную роль в эволюции сложных органических молекул, процессу, возможно предшествующему возникновению жизни.

Далеко не все тайны строения и жизни комет хорошо известны ученым. Продолжаются активные исследования сближающихся с Землей комет. Для этого используются не только наземные средства наблюдений, но и возможности космических аппаратов, позволяющие поближе познакомиться с прекрасными незнакомками. В сентябре 2001 года американский межпланетный зонд "Deep Space-1" прошел на расстоянии 2200 км от ядра кометы Borrelly. Это одно из самых тесных сближений космического корабля с кометой. Лишь европейский зонд "Giotto" в 1986 году прошел еще ближе к ядру кометы Галлея (586 км).

См. также:   фото 1,   фото 2,   фото 3,   фото 4,   фото 5,   фото 6,   фото 7,   фото 8,   фото 9