Цими днями ми чекаємо до себе комету,
Яка несе погибель світу ...
Михайло Лермонтов (про комету Галлея, 1835, "Сашка")
Я не планета. Долі - свити.
І в безоднях неба, назавжди,
Я лише комета без орбіти,
Я лише падуча зірка ...
Кометам можна було б присвятити окрему об'ємисту книгу, так як їх видно неозброєним оком і з'являлися поблизу Землі багаторазово. Тому в даному нарисі наводяться лише основні відомості про цих небесних тілах і породжуваних ними метеорних потоках. Докладно розглядаються лише нові дані і особливо ті, які зібрані космічними апаратами.
Комети мають ядро, що нагадує за розмірами і формою невеликий астероїд. Ядро містить тверді речовини, які поблизу Сонця, починають випаровуватися. Навколо ядра утворюється газова кома (голова), в тисячі й мільйони разів перевищує за обсягом ядро. Наприклад, голова комети 1680 за розмірами наближалася до Сонця. Газоподібне і часто іонізоване речовина під дією сонячного вітру (під дією минає від Сонця плазми) і під дією світлового тиску переміщується у бік від Сонця. Так утворюється кометний хвіст, багаторазово перевершує за розмірами голову. Наприклад, у комети 1680 він в 2 рази перевищував відстань від Землі до Сонця. Втім, кометні хвости бувають різними: інколи вони витягуються по прямій від Сонця (I тип), іноді трохи відхилені від цього напряму (II тип), іноді короткі і сильно відхилені (III тип), а іноді (рідко) витягнуті по орбіті вперед, тому або "тягнуться" до Сонця. Бувають комети з декількома хвостами, що складаються з часток різної природи (перш за все - різної маси). Іноді видно тільки голова комети. Справа в тому, що яскравість хвоста комети завжди менше яскравості її голови, і у слабких комет хвіст може бути не видно. Не видно хвіст також у будь-яких комет, якщо вони ще не встигли наблизитися до Сонця. Далекі комети нагадують маленька і слабка туманна плямочка, яке можна розгледіти лише в сильний телескоп.
Розрізняються короткоперіодичні, длінноперіодіческіе і непереодіческіе комети. Неперіодичні комети приходять до нас із хмари Оорта одного разу, і час їхнього приходу ми не можемо передбачити. Орбіти таких комет настільки витягнуті, що їх наступний прихід може відбутися через багато мільйонів років. Вони можуть і взагалі не з'явитися, якщо орбіти будуть змінені під дією тяжіння будь-яких тіл в хмарі Оорта або близьких до Сонця зірок (див. попередній розділ). Таких комет переважна більшість. Їх орбіти бувають сильно нахилені до площини екліптики (до площини земної орбіти і взагалі до площини планетної системи). Рух може бути в будь-якому напрямку.
Длінноперіодіческіе комети мають періоди обігу понад 200 років. Короткоперіодичні комети повертаються до Сонця через невеликий термін. Періоди їх обертання навколо Сонця складають від декількох років до декількох десятків років, рідше - сотні років. У середині XX століття було відомо близько 100 короткоперіодичних комет, але, звичайно, до цього часу їх список поповнився. У цих комет щодо впорядковані орбіти: переважає рух в площині екліптики і в ту ж сторону, що і рух планет (при погляді з північної півкулі Землі - проти годинникової стрілки). Зазвичай ці комети не покидають межі планетної системи. Багато хто з них (кометне сімейство Юпітера) не йдуть від Сонця далі орбіти Юпітера. Юпітер помітно впливає на "свої" комети і може "викинути" їх подалі від нас або навпаки перевести на орбіти, близькі до Сонця, після чого ми можемо їх спостерігати регулярно.
З появою нової комети їй присвоюється ім'я першовідкривача і порядковий номер (якщо цим же людиною відкриті інші комети). Наприклад, чеський астроном і геофізик А. Мркос відкрив 15 комет [Дитяча енциклопедія, т.2, 1964].
Найкоротший період зафіксовано у комети Вільсона-Харрінгтона - 2,3 року. Ця ледь помітна комета спостерігалася в 1949 р., а потім була загублена (не вдалося з достатньою точністю обчислити її орбіту). З періодичністю в 3,3 року повертається до Сонця комета Енке-Баклунда. Вона спостерігається з 1786 р. і до цих пір.
Вперше поява комети було передбачене Едмундом Галлея в 1705 р. Комета, для якої це було зроблено, носить ім'я вченого і з'являється кожні 76 років. За допомогою стародавніх літописів простежено багато її появи з 240 р. до нашої ери. В останній раз вона відвідала "наші місця" в 1986 р. (30-ий раз).
Голова і хвіст комет складаються з газу і пилу. При кожному наближенні до Сонця комета втрачає частину речовини, і тому короткоперіодичні комети є також короткоживучими. Є відомості, що до середини XX століття половина короткоперіодичних комет вже не спостерігалася [Всехсвятський, 1955]. Іноді комети руйнуються й іншим чином: комета Біелли в XIX столітті на очах у спостерігачів розпалася на кілька частин, а потім зовсім зникла. Газ під дією сонячного вітру розсіюється в космічному просторі, а частки побільше (порошинки) поступово розходяться по орбіті вперед і назад, утворюючи метеорний потік. При перетині орбіти Землі з таким потоком спостерігається метеорний дощ (багато метеорів, що вилітають з однієї і тієї ж точки нічного неба). Метеори згорають у верхніх шарах земної атмосфери. Особливо сильні метеорні дощі спостерігалися в 1872 і 1885 роках, коли Земля перетинала орбіту розпалася кілька десятиліть перед цим комети Біелли. Метеорні потоки носять назви сузір'їв, з яких вони вилітають - Персеїди, Ліріди, Оріоніди ...
Гази і легкі частинки залишають кометне ядро (здуваються сонячним вітром), а частки побільше скупчуються на поверхні, утворюючи захисну кірку на поверхні ядра.
Спектральними методами з Землі в складі кометних голів були виявлені речовини з наступними формулами: C2, C3, CH, CN, NH, NH2, Na, Fe, Ni, Cr. У хвостах I типу - CO, N2, CO2, CH. Всі ці молекули іонізовані (без одного з електронів), і тому взаємодіють з сонячним вітром. У хвостах II типу - ті ж нейтральні молекули, що і в головах (або особливо дрібні порошинки такого хімічного складу). У хвостах III типу - порошини різного розміру. Частинки зазвичай в тій чи іншій мірі електрично заряджені і найчастіше є хімічно активними радикалами, але через розрідженості речовини не можуть вступити в реакцію з іншими частками і тому зберігаються довго, чого не буває в земних умовах.
Проходження Землі крізь кометні голову і хвіст не відчутні. Зіткнення з ядром становить велику небезпеку, але трапляється рідко. Приклад - падіння в 1908 р. Тунгуського метеорита, який не був звичайним метеоритом (маленьким астероїдом), а був, судячи з усього, саме ядром комети діаметром менше 100 м. Ядро комети увійшло в атмосферу під кутом 10 - 15 градусів. Від тертя об повітря тіло розсипалося і вибухнуло, трохи не долетівши до поверхні Землі. Під час падіння Тунгуського метеорита всю ніч світилося небо над Євразією в смузі шириною від Петербурга до Криму і довжиною від Тунгуски до Великобританії (Бронштен, 1993). Це що рухалися поблизу ядра кометні частки (в основному, молекули газу тощо) вписалися в "коридор" навколоземної орбіти і летіли якийсь час у верхніх шарах атмосфери паралельно земній поверхні (більше кут - падіння, менше - вихід з атмосфери) . Європейські газети того часу відзначили, що "ніч в цю ніч" чомусь не настала. Про падіння метеорита в Сибіру дізналися через 14 - 18 років, хоча місцева сибірська газета повідомила про нього.
Нові відомості
У 1986 р. європейський космічний зонд "Джотто" перетнув центральну частину голови комети Галлея в 605 км від ядра (за іншими джерелами - в 550 км). Швидкість проходження станції через комету становила близько 70 км / с. Комета Галлея рухається назустріч Землі, і її швидкість склалася зі швидкістю апарату, запущеного з Землі. Порошинки комети навіть пошкодили деякі прилади "Джотто", але, в цілому, станція повністю впоралася з поставленим завданням [Проліт "Джотто "..., 1986].
Крім "Джотто" через голову комети Галлея в цей же час пройшли американські станції "Вега-1" (в 8900 км від ядра) і "Вега-2" (у 7900 км від ядра), а також японський апарат "Планета-А" (в 150000 км від ядра). Вони рухалися далі від ядра, але зате через менш концентроване речовина і "бачили" комету в цілому [Проліт "Джотто "..., 1986].
До 1986 р. кометні ядра не були доступні для спостереження (приховані великий товщею газів і пилу кометної голови). "Джотто" вперше сфотографував ядро комети Галлея з близької відстані. Ядро виявилося "картоплиною" з льоду й каміння розміром 16 на 8 км (за іншими джерелами - 14 на 7,5 або 11 - 15 на 4 - 8 км) - у 10 - 100 разів масивніше, ніж припускали для даної комети! [Проліт "Джотто "..., 1986; Марочник та ін, 1987; др.]. Зверху, як і представляли, перебувала кірка з темного тугоплавкого речовини. Лід під пилом. Поверхня ядра була горбистій і "посипаної" метеоритними кратерами. Гази виривалися з кометного ядра струменями, пробивши в декількох місцях кірку. Спостерігалися дві великі і дві малих струменя [Проліт "Джотто "..., 1986]. За добу витрачалося 100 000 тонн льоду [В голові комети - лід, 1986].
Визначено був хімічний склад комети. Достовірно з'ясовано, що в ядрі комети Галлея присутні замерзлі вода (H2O) і вуглекислий газ (CO2). Імовірно є також синильна кислота (HCN), аміак (NH3) і метан (CH4). Коли ці речовини випаровуються, утворюються різні вторинні молекули, які вже перераховувалися вище за спостереженнями спектра комет з Землі. Достовірно виявлені, зокрема, CO, CN, C2, C3, CH, NH, NH2, OH (хімічно активні молекули, радикали і т.п., вони утворюються при взаємодії кометної речовини з потоком сонячної плазми і світлом) [У голові комети - лід, 1986]. Цікаво виявлення різних органічних речовин: вуглеводнів (пентан, гексан, бутадієн, бензин, толуол і ін), азотовмісних (амінокислоти пурин і аденін), кисневмісних (метиловий і етиловий спирт), що містять одночасно кисень і азот (метанолнітріл) [Органічні речовини в кометі Галлея, 1987]. Це ще одне підтвердження того, що органічні речовини можуть виникати і без участі живих організмів.
Коли комета Галлея вже відходила від Сонця і була між Сатурном і Марсом, на ній спостерігалася тривала спалах, що збільшила її яскравість у 300 разів [Гігантська "спалах "..., 1991]. Зіткнення з астероїдом? Але чому довга спалах? Після зіткнення від перегріву пішли якісь хімічні реакції? Або збита кірка, і гази кинулися назовні з багатьох тріщин?
До речі, навіть "повсякденна" активність ядра комети Галлея, за поданнями ряду дослідників, занадто велика, щоб її пояснити впливом тільки сонячної енергії. Є, наприклад, припущення, що вуглець і органічні речовини комети спалахують в кисні, і горіння йде під кору комети, в результаті чого викидається так багато чадного газу і кіптяви (C, C2, C3). Зі струменями при горінні викидається і пил [Джерело енергії в кометі Галлея? 1989].
При кожному наближенні до Сонця комета Галлея втрачає до 250 000 000 тонн речовини, якого може вистачити ще на 170 000 років при тій же швидкості випаровування. Але швидкість може змінитися: кірка тугоплавкого речовини може стати товщі і сповільнити випар, а раптовий розпад комети - різко прискорити його.
Крім вивчення комети Галлея, в останні роки астрономи мали можливість спостерігати падіння комети Шумейкер-Леві-9 на Юпітер [Бялко, 1993; Сілкін, 1994; Юпітер "зализує рани", 1995]. З 16-го липня 1994 р. в протягом тижня ця комета, що розпалася на частини 2 роки тому, бомбила планету. Спочатку вона пройшла близько від Юпітера, і він розірвав її своїми приливними силами на 20 видимих із Землі уламків. Вони вишикувалися в ланцюжок (розтяглися по орбіті комети), зробили довгу дворічну петлю, а потім один за одним впали на Юпітер зі швидкістю 60 км / с. Це відбувалося на прихованій від нас боці планети, але, коли планета поверталася, видно були сліди падінь (інші колір і форма хмар). Перший уламок розміром приблизно в 1 км впав 16-го липня. За обрієм Юпітера спостерігався спалах яскравіше Іо. Через кілька хвилин місце падіння повернулася до нас. Темна пляма виднілося кілька діб. Найбільший уламок діаметром від 2,3 до 10 км (за різними даними) упав 18-го липня і створив викид розпеченого стовпа газів, порівнянний за яскравістю з самим Юпітером. Радіояркость планети теж зросла. Слід був видний багато місяців. Швидко обертався Юпітер підставляв кометі свої різні ділянки, і сліди падінь утворили ланцюжок, хоча деякі дрібні уламки "зійшли з рейок" і нанесли удари поза основної лінії. Це найбільша з спостерігалися космічних катастроф в Сонячній системі. Після неї в США було створено науковий підрозділ за прогнозом подібних катастроф (спостереження за відповідними близько до Землі астероїдами і кометами) [Сілкін, 1994]. У зв'язку з цим народилася гіпотеза, що пояснює народження ланцюжків кратерів (катенах) на Місяці та інших небесних тілах (див. розділ про Місяці). Зокрема, на Землі в республіці Чад c корабля "Spasce Shuttle Endeavor" за допомогою бортового радара виявлена ланцюжок з трьох метеоритних кратерів. Вік кратерів - 360 мільйонів років, передбачуваний діаметр тіла - 11-16 км, передбачуваний розмір уламків - не менше 1,6 км [На території Чаду ..., 1997]. Повідомляється, що катенах багато на супутниках Юпітера, причому всі вони розташовані на стороні, зверненої до Юпітера [Бялко, 1993].
Крім того, в ці роки астероїд Хірон був "переведено" в комети [Загадковий Хірон, 1996]. Хірон діаметром в 180 км вважався до недавнього часу найбільшим далеким з відомих астероїдів першого поясу. Його витягнута орбіта розташована між орбітами Марса і Урана, і оборот навколо Сонця він робить за 51 земний рік. Нещодавно він зблизився з Сонцем, і навколо нього було відкрито непостійне газово-пилові хмари (іноді є викиди газу, іноді ні). Це виснажених комета. Про астероїдах групи Хірона див. вище.
Серед астероїдів була відкрита ще одна колишня комета. Період її звернення - кілька тисяч років [Астероїд - колишня комета, 1997].
У 1997 р. околиці Землі відвідала велика комета, відкрита американськими астрономами-аматорами Хейл і Боппа в 1995 р. Її період - 3000 років, діаметр ядра - приблизно 100 км. Вона пройшла в 200 000 000 км від Землі [До нас летить ще одна велика комета, 1995]. У комети було два хвости: блакитний - газовий, жовтуватий - пиловий [Чілінгарян, 1997]. Коли комета вже йшла, був відкритий третій хвіст - з атомів натрію, прямий і жовтий. Такий хвіст спостерігається вперше [Третій хвіст комети Хейла-Боппа, 1998]. За іншими даними, діаметр ядра - 50 км, що теж дуже багато. Минає, комета дуже довго зберігала активність, і кома у неї було видно на більшій відстані, ніж Сатурн [Комета Хейла-Боппа ..., 2001].
У 2001 р. американський апарат "Deep Space-1" підійшов до комети Бореллі і сфотографував її краще, ніж інші апарати комету Галлея. Довжина 8 км, "кегля", скоро розпадеться на дві частини, розлом пройде по самій середині, на обох кінцях плато, між ними - гладка яскрава рівнина, над нею - три колони газу і пилу, багато тріщин [Передсмертний дихання комети Бореллі, 2002 ].
У 2004 р. комети Вільда-2 повинен досягти американський апарат "Stardust", що стартував у 1999 р. (див. вище).
До теми цієї глави має відношення також падіння метеорита 26-го серпня 1992 р. в Голландії. 10 людей спостерігали спалах. Було чути вибух. Відзначено струс Землі через акустичної ударної хвилі. Метеорит поперечником 1 м вибухнув за 1 секунду до падіння на Землю і випарувався, як і Тунгуський метеорит, тобто це теж був уламок кометного ядра або ядро зовсім маленькою комети, пористе тіло ["Тунгуське диво" в Голландії? 1993].
Від зниклих комет, як уже говорилося, залишаються потоки метеорної пилу. Поступово порошинки втрачають впорядкованість руху і розлітаються по околицях Сонця, випадаючи на планети. Щороку Земля отримує з Космосу приблизно 3000 тонн метеорної і т.п. пилу, причому приноситься близько 300 тонн органічної речовини [Органічний "дощ "..., 1992]. Згідно з іншим повідомленням [Джерело космічного пилу ..., 1999], на рік осідає більше 10 000 тонн космічного пилу. Метеорів так багато, що винайдена навіть метеорна зв'язок (аналог супутникової): сигнал відбивається від метеорної пилу; так був знайдений викрадений вантажівка, який посилав сигнали ... [Метеорна радіозв'язок, 1990]. Метеор породжує електричне поле. Чути радіосвіст [Астапович, 1955]. На метеорних залишках і вулканічного пилу на висоті 70 - 90 км виростають крижані кристали, утворюючи сріблясті хмари, які добре видно літніми ночами в середніх широтах [Сурдін, 1989].
Під ранок метеорів більше, і вони біліше, ніж увечері, тому що Земля рухається вперед ранкової стороною. Є річна варіація через нахил земної осі. У екватора метеорів більше [Астапович, 1955].
Один з найпотужніших метеорних дощів спостерігався в 1966 р. при проходженні Землі через потік Леонід. Над Північною Америкою зареєстровано до 150 000 метеорів на годину. Потужний дощ чекали і в 1998 р., коли Земля зближалася з кометою Темпеля-Туттля, яка за цей потік відповідальна. Але спостерігалося лише 200 - 300 метеорів на годину, хоча і це в 20 разів більше, ніж середня інтенсивність Леонід. Жоден з штучних космічних об'єктів не постраждав [Леоніди шкоди не заподіяли ..., 1999].
Були спроби пов'язати тектіти - знаходяться в декількох ділянках Земної кулі скла чорного і темно-зеленого кольору - з тугоплавкої складової короткоперіодичних комет, що врізалися в Землю [Дмитрієв, 1998].
Вивчення 30 найбільш відомих "далеких" комет начебто показало, що вони в 3 рази частіше приходили з одного певного півкулі і мали нетипово короткі орбіти. Це можна пояснити існуванням в 25 тис. а.о. планети в 1,5 - 6 разів масивніше Юпітера. Втім, не всі з цим погодилися, тому що результат може бути випадковим [Чи існує десята планета? 2000].