Чудеса и катастрофы Вселенной
Шрифт:
Когда комета пролетает близко к Солнцу, часть льда испаряется, образуя голову кометы, обычно диаметром от 10 до 100 тысяч километров (реже — до миллиона километров). Под действием солнечного ветра (потока заряженных частиц, испускаемых Солнцем) образуется ионный (состоящий из атомов, имеющих электрический заряд) хвост кометы, который отклоняется в противоположном Солнцу направлении. Плотность головы и хвоста кометы ничтожна — даже самый лучший вакуум, созданный в лабораторных условиях, имеет большую плотность. В 1910 г. Земля прошла сквозь хвост кометы Галлея, что было практически незаметно.
Кометы хорошо отражают солнечный свет, потому представляют яркое зрелище, проходя близко от Земли и Солнца. Всякий раз,
Джонатан Сарфати (Jonathan Sarfati) очень романтично начинает свое повествование о них: «Кометы всегда очаровывали и даже пугали человека. Они появлялись словно ниоткуда и столь же загадочно исчезали. Шлейфы комет затмевали своей красотой все остальные небесные тела».
Иоганн Кеплер (1571–1630) сформулировал законы движения планет. Исаак Ньютон (1643–1727), считающийся величайшим ученым всех времен, вывел закон всемирного тяготения. Друг Ньютона Эдмонд Галлей (1656–1742) использовал эти законы применительно к 25 наблюдаемым кометам и доказал, что они движутся по определенным траекториям. В частности, комета, которую он наблюдал в 1682 г., двигалась по орбите, подобной орбитам комет, появлявшихся в 1531 и 1607 годах. Таким образом, Галлей пришел к выводу, что это одна и та же комета, которая появляется на небосводе примерно каждые 76 лет. Эта комета появлялась и в 1066, и в 66 г. н. э., а также за несколько лет до рождения Христа — в 12 г. до н. э. Прогноз Галлея о появлении кометы в определенное время сбылся уже после его смерти, и это принесло всеобщее признание теории Ньютона. Комета по праву была названа в честь ученого — комета Галлея.
Комета — это тело из замерзших газов и камней, этакий «космический айсберг», который вращается вокруг Солнца по эллиптической орбите. Обычно диаметр кометы составляет всего несколько километров, однако диаметр кометы Галлея — около 10 километров, а диаметр кометы Хейла — Боппа, проходившей мимо Земли в 1997 г., — 40 километров. Это одна из крупнейших известных комет. Кометы состоят из каменистых структур и льда, но в состав льда входит не только замерзшая вода, но и аммиак, метан и углекислый газ.
ДВА ТИПА КОМЕТ
Ученые выделяют два типа комет: кометы малого периода (период обращения составляет менее 200 лет), такие как комета Галлея, цикл которой 76 лет, и долгопериодические кометы (свыше 200 лет). Размер и состав комет обоих типов практически не отличаются. Кометы малого периода обычно обращаются вокруг Солнца в одном направлении с планетами и практически в той же плоскости (эклиптика). Долгопериодические кометы обращаются вокруг Солнца в любой плоскости и в любом направлении. Комета Галлея составляет исключение: она движется в обратном направлении и имеет сильно наклоненную орбиту. Некоторые астрономы предполагают, что когда-то цикл этой кометы был больше, но сильная гравитация одной из планет сократила орбиту и период обращения кометы.
Самый большой период постоянной орбиты кометы — около 4 млн лет при наибольшем афелии (удалении от Солнца орбиты небесного тела) 50 000 а. е. А это составляет 20 % расстояния до ближайшей звезды. Поэтому есть вероятность, что данная комета попадет в гравитационное поле других звезд, выйдя из поля Солнца.
Даже комета с такой огромной орбитой сделала бы уже 1200 оборотов вокруг Солнца, если предположить, что возраст Солнечной системы 4,6 млрд лет.
Облако Оорта. Самое известное гипотетическое объяснение пополнения рядов комет —
Считается, что классическое облако Оорта состоит из ядер комет, оставшихся как результат эволюционного происхождения Солнечной системы (небулярная космогоническая теория). Общая масса облака, по предположениям, составляет около сорока масс Земли. Недавно было высказано предположение, что кометы распадаются прежде, чем мы их замечаем.
Пояс Койпера.Пояс Койпера находится примерно в 30–50 а. е. за орбитой Нептуна. Предполагается, что пояс Койпера является источником комет малого периода. Пояс был назван в честь голландского астронома Джерарда Койпера (1905–1973), который в 1951 г. выдвинул эту теорию. Иногда Койпера называют отцом современной планетологии. В поясе Койпера существуют миллиарды ядер комет. На период до 2003 г. было зафиксировано лишь 651 тело в этом месте Солнечной системы. Кроме того, до сих пор обнаруженные в поясе Койпера тела имеют намного большие размеры, чем кометы. Диаметр ядра обычной кометы составляет около 10 километров, тогда как диаметр недавно открытых тел в поясе Койпера превышает 100 километров. Самое крупное тело, известное на данный момент, — Quaoar (2002 LM60), его диаметр составляет 1300 км. Quaoar вращается вокруг Солнца практически по круговой орбите. Название Quaoar(произносится «ква-о-вар») пришло из мифа о сотворении племени тонгва (индейцы Сан-Габриелино). Небесное тело открыли Чад Труджилло и Майк Браун (Chad Trujillo and Mike Brown) из Калтеха, Паседана (Caltech, Pasadena), в июле 2003 г.
Необходимо отметить, что хотя диаметр тел в поясе Койпера обычно лишь в 10 раз больше диаметра кометы, масса каждого из них в тысячу раз превышает массу обычной кометы. Окраины Солнечной системы по-прежнему представляют собой загадочные и неизведанные места космоса. Астрономы называют обнаруженные в поясе Койпера небесные тела трансплутоновыми,или транснептуновыми,телами, что является объективным указанием на их расположение за самыми далекими из обнаруженных человечеством планетами Солнечной системы.
Канадский астроном Хью Росс (Hugh Ross) высказал идею, что кометы приходят из межзвездного пространства. Но если бы данная теория была верна, кометы двигались бы по гиперболическим орбитам со скоростью, превышающей вторую космическую. А этого не наблюдается. Возможно, есть только отдельные представители комет, которые прилетают из других звездных систем. Слой замерзших газов на поверхности кометы активно проявляет себя при рождении огромного и весьма впечатляющего «хвоста» кометы. Обращаясь вокруг Солнца, комета постепенно теряет массу и в конце концов исчезает.
История наблюдения за кометами богата и разнообразна. Мы расскажем об одной замечательной комете XX в.
23 июля 1995 г.необычайно яркая комета была открыта одновременно Аланом Хейлом из Нью-Мексико и Томасом Боппом из Аризоны. В феврале и марте 1997 г. она была великолепно видна на небе. Возможно, впервые она предстала перед взором землян 4200 лет тому назад. Замечательным событием в исследовании комет явилось открытие третьего хвоста кометы Хейла — Боппа, целиком состоявшего из атомов натрия. Это первая комета, у которой был обнаружен третий хвост.