Космос. Все о звёздах, планетах, космических странниках
Шрифт:
Сравнивая кометную и астероидную опасность, примем во внимание, что средняя плотность астероидов в 3–4 раза выше плотности «кометных снежков». Значит, при прочих равных условиях у астероидов больше шансов прорваться сквозь атмосферу к земной поверхности.
При благоприятных обстоятельствах современные средства наблюдений вряд ли позволят открыть опасную долгопериодическую комету более чем за несколько месяцев или за год до времени столкновения. Впрочем, и после открытия кометы ее траекторию нельзя прогнозировать с высокой точностью. Орбита может претерпевать изменения под действием струй вещества, выбрасываемых кометным ядром. Возникающую реактивную силу называют негравитационной силой, а порождаемые эффекты в движении ядра называют негравитационными. Если не учитывать эти эффекты, то, определяя момент прохождения некоторых комет через перигелий, можно ошибиться на десятки суток. Это ещё больше увеличивает степень кометной опасности.
Если наиболее крупные из долгопериодических комет можно будет заранее увидеть на ночном небосводе, то «угасшие» кометы представляют опасность своим совершенно неожиданным появлением
То, что кометы представляют значительную угрозу для нашей цивилизации, подтверждают выводы известного исследователя Луны и планет В.В. Шевченко. Он пришёл к убеждению, что значительная часть кратеров, их цепочек, а также некоторые другие структуры на Луне и Меркурии — последствия столкновений их с кометами. Многие наблюдаемые образования можно объяснить падением распавшихся ядер комет или «скользящими» контактами газовопылевой комы комет с лунной поверхностью.
И всё же сейчас в окрестностях земной орбиты астероидов бывает по крайней мере в десятки раз больше, чем комет, и вероятность встречи с ними более высока. До сегодняшнего дня ближе всего — на расстояние два с четвертью миллиона километров — в 1 770 г. к нам приблизилась комета Лекселя.
С 1995 г. группа сотрудников Института астрономии РАН (ИНАСАН) осуществляет научно-исследовательскую программу поиска крупных тел в метеорных и болидных потоках. Учёные уже давно установили, что метеорные потоки своим происхождением обязаны кометам. Исходя из этого, исследователи ИНАСАН предположили, что метеорные потоки, растянувшиеся вдоль орбиты материнской кометы, должны включать в себя наряду с микрочастицами метеороиды кометной природы. Эта гипотеза полностью подтвердилась. Учёным удалось открыть более 20 потенциально опасных тел поперечником в десятки метров. Больше всего (7) их оказалось в известном августовском потоке Персеид. Если вторжение снежно-ледяного метеороида метрового размера вряд ли представит серьезную угрозу, то встреча Земли с кометным телом поперечником несколько десятков метров может породить катастрофу, подобную тунгусской. Еще в 1971 г. московский астроном И.Т. Зоткин высказал пророческую мысль о том, что «тунгусские метеориты падают каждый год». Он имел в виду яркие объекты, фотографируемые американскими станциями наблюдения ярких болидов. В.А. Бронштэн сравнил параметры нескольких десятков зарегистрированных болидов с данными о Тунгусском метеорите. Ученый пришёл к выводу, что это тела одной природы, отличающиеся только размерами. Ученые ИНАСАН в 1996 г. увидели «космического пришельца» поперечником около 200 м, который приблизился к нашей планете на полтора радиуса лунной орбиты. По космическим меркам это чрезвычайно опасное и тесное сближение.
В том же 1996 г. с помощью телевизионной установки американского спутника «Полар», снимающей в ультрафиолетовых лучах, удалось получить изображение движения вблизи Земли самих мини-комет. Американские спутники-разведчики ежегодно замечают до трёх десятков ярких болидов, движение которых завершается взрывом в верхних слоях атмосферы. К счастью, взрыв происходит так высоко, что его последствия на поверхности Земли практически не ощущаются. По данным американских учёных, в среднем за год Земля переживает 107 таких столкновений. Но это в среднем. В реальности число событий в разные годы варьируется, кроме того, мини-комет больше всего бывает в ноябре, а меньше всего — в январе.
В близком направлении ведут исследования сотрудники Харьковского технического университета радиоэлектроники. Они также рассматривают метеорный рой как пылевой след в межпланетном пространстве крупного родительского тела, сближающегося с Землёй. И это естественно: ведь все метеорные потоки наблюдают в земной атмосфере. Следовательно, тело, с которым метеорный рой связан генетически, в своём движении вокруг Солнца если не пересекается с земной орбитой, то уж точно тесно сближается с ней. В последнем случае не исключено, что эволюция орбиты может привести к столкновению тела с Землёй. В Харькове накоплена самая полная в мире база орбит метеорных потоков. Она содержит данные о 5160 орбитах потоков метеоров. Анализ содержащихся в базе параметров позволяет косвенным методом определить элементы орбит потенциально опасных небесных тел, которые до сих пор не удается открыть с помощью наблюдений. Можно надеяться, что в дальнейшем, используя полученные данные, удастся увидеть кометы, породившие метеорные потоки.
Многие явления, природа которых оставалась непонятной, легко объясняются вторжением в атмосферу мини-комет. Они поставляют воду на высоты около 80 км.
Возможны ли кометные ливни?
Есть предположение, что бывают периоды, когда число комет, пересекающих земную орбиту, резко возрастает. Наблюдаемые масштабы последствий столкновений комет с Луной и Меркурием показывают, что они пришли из далекого пояса Койпера или ещё более удалённого облака Оорта, поскольку предполагаемые большие размеры ядер и высокая скорость соударений характерны для новых комет.
Откуда приходят кометные ливни? Существует предположение, что время от времени облако
Другой «возмутительницей» облака Оорта может быть Немезида, или Звезда Смерти. Такое угрожающее имя получило гипотетическое небесное тело — то ли сверхгигантская планета, то ли очень маленькая, остывшая звезда («черный карлик») — в несколько раз более массивное, чем Юпитер. Предположение о существовании неизвестного массивного тела было высказано в связи с отклонением некоторых комет от рас-5 чётных трасс под влиянием гравитационного возмущения. Анализ изменения кометных орбит позволяет предположить, что в настоящее время Немезида находится где-то на полпути между Солнцем и облаком Оорта. По расчётам разных авторов, период обращения Немезиды вокруг общего центра масс этой звезды и Солнца может составлять от 6 до 26 млн. лет. Соответственно среднее расстояние от Солнца — от 0,5 до
' более 1 светового года (от 33 до 88 тыс. а.е.). Для сравнения напомним, что самая далёкая планета Нептун обходит вокруг Солнца за 164,8 года и движется от него на среднем расстоянии около 30,1 а.е. Причём загадочное небесное тело имеет обратное по отношению к планетам направление движения. Однако ряд учёных не видят оснований, подтверждающих существование «Немезиды».
Кометный ливень может быть спровоцирован также прохождением Солнечной системы через плоскость Галактики, которая богата газом, пылью, а быть может, и ядрами комет. По некоторым расчётам, за жизнь Земли могло случиться около десятка кометных ливней и порождённых ими бомбардировок нашей планеты. Не надо думать, что кометные ливни по частоте встреч Земли с кометными ядрами напоминают поток дождевых капель. Если эти природные механизмы действуют на самом деле, то земной шар может! в период кометных ливней испытать бомбардировку ядрами комет диаметром около 1 км со средней частотой 1 раз в одну-две тысячи лет. За время одного кометного ливня продолжительностью около полумиллиона лет на Землю могло выпадать до 200 комет.
С существованием опасности кометных ливней согласны далеко не все специалисты, мы просто не видим тех звёзд и газово-пылевых облаков, которые могли бы их вызвать. Не было и близкого по времени прохождения Солнца через плоскость Галактики. Так что по крайней мере в наше время — плюс-минус несколько миллионов лет — кометные ливни подобного происхождения нам не угрожают. Однако следы подобных кометных бомбардировок планетологи находят на поверхности нашей ближайшей космической соседки — Луны.
Космические катастрофы: вероятность и возможные последствия
Как часто могут случаться столкновения с катастрофическими последствиями? Поскольку число астероидов и комет тем больше, чем меньше их масса, реже всего должны происходить катастрофы глобального масштаба. Понятно, что при столкновении небесного тела с Землёй первый удар принимает на себя атмосфера. Дальнейшее зависит от скорости встречи, от угла входа падающего тела в атмосферу, от его массы и состава.
Метеорит поперечником до 10 м, скорее всего, настолько затормозится в воздухе, что просто выпадет на земную поверхность, не вызвав значительных разрушений. Падение космических «пришельцев» диаметром около 50 м уже приведёт к катастрофическим последствиям масштаба знаменитого тунгусского события 1908 г. Это будет катастрофа локального характера.
Каменистые тела поперечником около 150 м на высотах 5–10 км подвергнутся взрывному дроблению. Взрывная волна вызовет разрушение в радиусе до нескольких десятков километров. Тугоплавкие тела размером несколько сот метров пробьют воздух без заметного торможения и почти в целости врежутся в Землю. Практически вся их энергия движения обрушится на земную поверхность. Это приведёт к взрыву и выбросу массы вещества, в сто и более раз превышающей массу упавшего тела. Если с Землёй встретится рыхлое ядро кометы тех же размеров, то взрыв может произойти над поверхностью Земли.
Воздушный взрыв космических тел может привести к большим катастрофическим последствиям, чем их непосредственное столкновение с земной поверхностью. Расчеты показали, что высоты, на которых формируются условия для взрыва космических тел, сравнительно невелики и составляют для льда 10–30 км, для железа и базальта — 3–1 5 км. При падении тела поперечником 250 м выделится энергия, эквивалентная 1000 Мт, что приведёт к разрушениям на площади в миллион гектаров. Такие события могут происходить раз в 10 000 лет. Со стометровыми космическими объектами Земля сталкивается в два раза чаще — каждые 5000 лет.
Каждый миллион лет Земля может 1–2 раза столкнуться с телом диаметром около 1 км, что породит бедствие регионального масштаба. Геологические данные позволяют сделать вывод, что каждые 1 5–20 млн. лет Земля сталкивалась с космическими телами поперечником более 1,5 км. По современным представлениям, вероятность повторения подобных событий в будущем с такой периодичностью сохраняется.
Есть некоторая пороговая величина космического «ударника», больше которой на Земле с неизбежностью произойдёт глобальная экологическая катастрофа. Её возможный сценарий описан учёными. Анализ последствий ядерных испытаний показывает, что подобная катастрофа могла бы наступить при взрывах с энергией 105–106 Мт. Подобные же последствия может вызвать столкновение Земли с телом поперечником 1,5–2 км на скорости 20 км/с либо поперечником в 1 км при скорости 42 км/с. Столкновение нашей планеты с объектом большего размера может вызвать глобальную катастрофу. В этом случае от самого взрыва погибнут миллионы людей, обширные лесные районы будут охвачены пожарами, образуется огромная озоновая дыра, что вызовет повышение фона ионизирующего излучения и сопутствующие этому заболевания.