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.

Став кометой, ледяная глыба непрерывно разрушается. С каждым полетом вблизи Солнца она безвозвратно теряет газы и пыль. Если же ядро кометы столкнется с метеоритом, то такая катастрофа только ускорит распад кометы. Распавшись на части, пометное ядро еще быстрее пойдет по пути полного измельчения и рассеяния в пространстве. Но запасы потенциальных комет очень велики, и на смену исчезнувшим кометам с окраин солнечной системы непрерывно поступают новые, еще свежие и неистощенные их собратья.

Таков современный взгляд на место комет в нашей солнечной системе. Кометы представляют собой, по-видимому, тела, характерные для промежуточной стадии развития планетной системы. Может быть, когда-то из этих тел, как из своеобразных кирпичей, сложились планеты. Но часть из них осталась «не у дел». Они превратились в «стремительный мусор», впрочем способный порождать такие грандиозные и удивительные во многих отношениях тела, как комета Аренда — Ролана.