В то время, как абсолютное большинство видимых небесных светил были точечными объектами и почти никогда не изменяли своего расположения на ночном небе (звезды), а если и двигались, то по заданному пути и за определенное время ("блуждающие звезды" или планеты), неожиданное появление "хвостатых светил" вызывало у людей чувство страха. В период отсутствия научных знаний любые непонятные явления природы чаще всего истолковывалось как магические или божественные знаки - предвестники грядущих событий. "Хвостатые светила" или кометы на эту роль вполне подходили.
Слово "комета" в переводе с греческого языка означает — волосатый, косматый (κομήτης, komḗtēs). В древней Греции, а затем и в Средние века кометы обычно изображали как отрубленные головы с развевающимися волосами. Человеческая история в древности была весьма насыщена разными трагическими событиями, такими как войны, эпидемии, дворцовые перевороты, убийства правителей или других вельмож. Каким-то из этих событий сопутствовали появления ярких комет. А придворные астрономы-астрологи, а затем и церковь в предсказаниях будущего основывались на небесных явлениях, "увязывая" дела земные и небесные.
Слово "комета" в переводе с греческого языка означает — волосатый, косматый (κομήτης, komḗtēs). В древней Греции, а затем и в Средние века кометы обычно изображали как отрубленные головы с развевающимися волосами. Человеческая история в древности была весьма насыщена разными трагическими событиями, такими как войны, эпидемии, дворцовые перевороты, убийства правителей или других вельмож. Каким-то из этих событий сопутствовали появления ярких комет. А придворные астрономы-астрологи, а затем и церковь в предсказаниях будущего основывались на небесных явлениях, "увязывая" дела земные и небесные.
Например, из трудов римских историков известно, что смерть Юлия Цезаря в 44 г. до н. э. совпала с возникновением на небе яркой кометы, поэтому до средних веков и даже позднее при королевских дворах в Европе было распространено мнение, что появление кометы может предвещать смерть королей или их наследников. Далее пример средневековой эмоциональной "интерпретации" природы комет и их влияния на судьбы людей.
Суеверные жители Египта, Греции и Рима, средневековой Европы испытывали безотчетный страх при появлении в небе ярких комет, которые считались зловещими знамениями, предвестниками войн, болезней, вселенского мора, смертей правителей, стихийных бедствий, катастроф, катаклизмов...
Что касается болезней, которые могут порождать кометы, то исследователи Ф. Хойл и Ч. Викрамасингхе с большой степенью достоверности установили связь между вспышками многих эпидемий и массовых заболеваний с появлением комет. Но механизм этой связи пока не разгадан...+ Их объединенная работа над инфракрасным спектром межзвездной пыли привела к развитию гипотезы панспермии. Эта гипотеза предполагает, что космическая пыль в межзвездной среде и в кометах является частично органической, и что жизнь на Земле была внесена из космоса, вместо того, чтобы возникнуть через абиогенез.
Кроме того, в далекие времена господствовало убеждение, что кометы могут сильно влиять на поступки и судьбы людей. Древние хроники утверждают, что при приближении комет учащались случаи самоубийств. Некоторые крестьяне в ожидании «конца мира» распродавали свое имущество и предавались пьянству, что тоже не способствовало здоровью и долгой жизни.
Просматривая старые хроники, можно часто обнаружить рядом с известием о смерти царственной особы сообщение о появлении кометы. Так, появление кометы совпало со смертью римского императора Константина (336), предводителя гуннов Аттилы (453), Магомета (632), французского короля Людовика Благочестивого (837), польского короля Болеслава I (1024), английских королей Генриха I и Ричарда I (1198), германского императора Фридриха II (1250), римских пап — Иннокентия IV (1254) и Урбана IV (1264). Этот список не является исчерпывающим.
Существует очень спорная, почти фантастическая версия, что кометы могут непосредственно влиять на психическое состояние людей. Это предположение основано на том, что нельзя исключать возможность генерации кометами определенных излучений, возбуждающих нервную систему человека. Но доказать это в настоящее время не представляется возможным из-за отсутствия специальных приборов и надежных статистических данных.
Панель из гобелена Байе, изображающая людей, смотрящих на то, что позже будет известно как комета Галлея.
Известный французский хирург Амбруаз Паре включая всю свою фантазию так описывал комету 1528 г.: "Эта комета была столь ужасна и страшна и порождала в народе столь великое смятение, что некоторые умирали от одного лишь страха, а другие заболевали. Она представляла собой светило громадной длины и кровавого цвета; в вершине ее была видна сжатая рука, держащая длинный меч, как бы готовый разить. У конца его клинка были видны три звезды. По обе стороны лучей, выходящих из хвоста этой кометы, виднелось множество топоров, ножей, мечей, обагренных кровью, а среди них были видны ужасные человеческие лица с всклоченными бородами и дыбом стоящими волосами". Описания появлений разных комет на протяжении всей истории человечества до XVII в. изобиловали самыми страшными предсказаниями и прогнозами, вплоть конца света. Самое первое зафиксированное в исторических летописях появление кометы относится 2296 г. до н. э. Тогда комета наблюдалась китайскими астрономами, которые старательно следили за ее движением по созвездиям. В представлении древних китайцев небо было огромной страной, состоящей из многочисленных областей и провинций, в которых яркие планеты были их правителями. Для передачи императорских указов во все провинции были необходимы курьеры. Роль курьеров отводилась как раз "хвостатым светилам", поскольку они быстро перемещались через многие созвездия и якобы передавали императорскую волю. Подтверждением этого китайские астрономы считали перемещение по воле императора "планет-правителей" из одного созвездия в другое после исчезновения кометы. Интересно отметить, что такую положительную роль кометам приписывали только в Китае. Может быть потому, что на заре цивилизации люди еще не были "обременены" знанием всех перипетий человеческой истории.
Достаточно объективные суждения о природе комет высказывали еще некоторые древнегреческие и римские мыслители, которые считали их независимыми от человека и его деятельности природными явлениями. Однако ближе всего к их истинной природе подошел в своих рассуждениях римский философ Сенека, живший в I веке н. э., который в споре с Аристотелем (считавшего кометы исключительно атмосферными явлениями) писал: "Я не могу согласиться, что комета - это только зажженный огонь, это, скорее, одно из вечных творений природы... Комета имеет собственное место между небесными телами..., она описывает свой путь и не гаснет, а только удаляется. Не будем удивляться, что законы движения комет еще не разгаданы; придет время, когда упорный труд откроет нам скрытую сейчас правду..."...
Большая комета 1577 над Прагой 12 ноября. Гравюра Й.
Дащитского
Это время пришло только через пятнадцать столетий. Сначала Тихо Браге и его ученики при наблюдении из разных точек земной поверхности кометы 1577 г. доказали, что она находилась не в атмосфере Земли, а далеко за ее пределами, то есть была самостоятельным небесным телом. Затем Галилео Галилей в 1610 г. впервые воспользовался построенным им телескопом для наблюдений небесных тел и совершил при этом множество астрономических открытий. Несколько раньше вышел труд "Шесть книг о круговых движениях небесных светил Николая Коперника из Торуна" (в 1543 г.), нанесший сокрушительный удар по геоцентрической системе мира Аристотеля-Птолемея. Таким образом была подготовлена "почва" для поиска общих законов движения небесных тел. Эти законы были установлены в период 1609-1618 гг. опытным путем (на основе подбора математических соотношений, а не их вывода) талантливым учеником Тихо Браге Иоганном Кеплером, воспользовавшегося многочисленными наблюдательными данными своего учителя о движениях планет. В результате формулировки Кеплером его трех законов было установлено, что каждая планета движется не по окружности с постоянной скоростью, а с переменной скоростью по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце. Но общая причина движений планет была еще непонятна. И только с открытием Исааком Ньютоном закона всемирного тяготения этому было найдено научное объяснение: если сила, действующая на небесное тело со стороны Солнца обратно пропорциональна квадрату расстояния до него, то такое тело должно двигаться по эллиптической орбите. Именно расчеты, произведенные Ньютоном по такой формуле (еще до формулировки закона всемирного тяготения) по просьбе английского астронома Эдмунда Галлея доказали, что яркая комета 1682 г. движется по эллиптической орбите. На основе собственных наблюдений этой кометы и анализа достоверных исторических летописей о наблюдениях ярких комет за последние 300 лет Галлей составил первый каталог о 24 таких телах, включавший рассчитанные им элементы кометных орбит (основные параметры, по которым можно определить положение каждой кометы в любой момент времени). В своем каталоге Галлею удалось обнаружить очень близкое совпадение орбитальных элементов трех комет, появлявшихся в 1531, 1607 и 1682 гг., откуда он сразу сделал вывод о том, что это должна быть одна и та же комета. Ее период обращения вокруг Солнца оказался равным 75,5 годам и, как предположил ученый, следующее появление кометы должно было произойти в 1758 г. Это предсказание Эдмунда Галлея подтвердилось в начале 1759 г. Вместе с появлением кометы подтвердился и закон всемирного тяготения, на основе которого выполнялись расчеты ее траектории. К сожалению сам астроном не дожил до этого момента. Однако открытую им периодическую комету стали называть кометой Галлея. Так начинались научные исследования комет.
Одна история.
Работая над картами звездного неба, гений северо-европейского Возрождения Альбрехт Дюрер часто сам следил за небесными светилами в обсерватории на крыше своего дома в Нюрнберге. В 1514 году, во время работы над своей самой знаменитой гравюрой «Меланхолия», Дюрер следил за появившейся яркой кометой. «Меланхолия» - самая загадочная из трех, т. н., «Мастерских гравюр» Дюрера и одна из любимых его работ. Об этой гравюре написано очень много, каждый штрих был подвергнут тщательному анализу. При этом очень часто, привлекались астрономия и астрология. И, конечно, в первую очередь, внимание обращалось на комету. Но оказалось, что очень многое в этой гравюре, в том числе и комета, связано с символикой планеты Сатурн, которая покровительствует меланхоликам. Бог этой планеты старше остальных богов, ему ведомы сокровенные начала Вселенной, он стоит ближе всех к источнику жизни и воплощает высший интеллект, поэтому лишь меланхоликам доступна радость открытий. Выделялись три типа меланхолии. Первый тип – люди с богатым воображением: художники, поэты, ремесленники. Второй тип – это люди, у которых рассудок преобладает над чувством: ученые, государственные деятели. Третий тип – люди, у которых преобладает интуиция: богословы и философы. Художникам доступна только первая ступень. Поэтому Дюрер, считавший себя меланхоликом, выводит на гравюре надпись MELENCOLIA I. Крылатая женщина неподвижно сидит, подперев рукой голову, среди разбросанных в беспорядке инструментов и приборов.
Рядом с женщиной свернулась в клубок большая собака, животное, символизирующее меланхолический темперамент. Эта женщина – своеобразная муза Дюрера – печальна и мрачна. Она крылата и могуча, но не может проникнуть за видимые явления мира и познать тайны Вселенной. Эта невозможность сковывает ее силу и волю. Дюрер создал эту гравюру для эрцгерцога Максимилиана I, панически боявшегося зловещего влияния планеты Сатурн. Поэтому на голове у женщины венок из лютиков и водяного кресса – как средство против опасного влияния Сатурна. Рядом с лестницей, на стене изображены весы. В 1513 году, в год начала работы над созданием гравюры, планета Сатурн находилась именно в созвездии Весов. Там же, в Весах (Скорпионе), в конце 1513 года году произошло соединение Сатурна, Венеры и Марса. Это явление хорошо наблюдалось на утреннем небе. Со времен античности считалось, что такие схождения планет являются причиной появления комет. Комета, которую видел Дюрер и запечатлел на гравюре, стремилась именно в этом направлении, где находился Сатурн, став, таким образом, еще одним символом меланхолии. Эта комета появилась в конце декабря 1513 года и наблюдалась до 21 февраля 1514 года. Она была видна на протяжении всей ночи.
Рядом с женщиной свернулась в клубок большая собака, животное, символизирующее меланхолический темперамент. Эта женщина – своеобразная муза Дюрера – печальна и мрачна. Она крылата и могуча, но не может проникнуть за видимые явления мира и познать тайны Вселенной. Эта невозможность сковывает ее силу и волю. Дюрер создал эту гравюру для эрцгерцога Максимилиана I, панически боявшегося зловещего влияния планеты Сатурн. Поэтому на голове у женщины венок из лютиков и водяного кресса – как средство против опасного влияния Сатурна. Рядом с лестницей, на стене изображены весы. В 1513 году, в год начала работы над созданием гравюры, планета Сатурн находилась именно в созвездии Весов. Там же, в Весах (Скорпионе), в конце 1513 года году произошло соединение Сатурна, Венеры и Марса. Это явление хорошо наблюдалось на утреннем небе. Со времен античности считалось, что такие схождения планет являются причиной появления комет. Комета, которую видел Дюрер и запечатлел на гравюре, стремилась именно в этом направлении, где находился Сатурн, став, таким образом, еще одним символом меланхолии. Эта комета появилась в конце декабря 1513 года и наблюдалась до 21 февраля 1514 года. Она была видна на протяжении всей ночи.
*
В отличие от планет и абсолютного большинства астероидов, движущихся по стабильным эллиптическим траекториям и поэтому вполне предсказуемых при своих появлениях (для надежного расчета орбиты каждого из этих тел достаточно измерить его координаты всего в трех точках траектории движения), с кометами дело обстоит намного сложнее. На основе накопленных наблюдательных данных установлено, что абсолютное большинство комет также обращается вокруг Солнца по вытянутым эллиптическим орбитам. Но на самом деле, ни одна комета, пересекающая планетные орбиты, не может двигаться по идеальным коническим сечениям, поскольку гравитационные воздействия планет постоянно искажают ее "правильную" траекторию (по которой она бы двигалась в поле тяготения одного Солнца. Реальный путь кометы в межпланетном пространстве извилист и методы небесной механики (науки о движении небесных тел) позволяют вычислить только среднюю орбиту, которая совпадает с истинной не во всех точках.
Кометы делят на два основных класса в зависимости от периода их обращения вокруг Солнца. Короткопериодическими называют кометы с периодами обращения менее 200 лет, а долгопериодическими - с периодами более 200 лет. Совсем недавно можно было наблюдать яркую долгопериодическую (с периодом около 4000 лет) комету Хейла-Боппа, которая впервые появилась в ближних окрестностях Солнца. Название кометы состоит из фамилий ученых, обнаруживших ее в июле 1995 г.
Кометы делят на два основных класса в зависимости от периода их обращения вокруг Солнца. Короткопериодическими называют кометы с периодами обращения менее 200 лет, а долгопериодическими - с периодами более 200 лет. Совсем недавно можно было наблюдать яркую долгопериодическую (с периодом около 4000 лет) комету Хейла-Боппа, которая впервые появилась в ближних окрестностях Солнца. Название кометы состоит из фамилий ученых, обнаруживших ее в июле 1995 г.
Сейчас уже обнаружено около 700 долгопериодических комет, из которых примерно 30 имеют маленькие перигелийные расстояния и называются "царапающими" Солнце кометами. Примерно шестая часть всех известных долгопериодических комет - "новые", то есть они наблюдались только в течение одного сближения с Солнцем. Очевидно, что их расчетная орбита получается незамкнутой (параболической), поэтому их еще называют параболическими. "Старые" долгопериодические кометы раньше наблюдались в зоне планет земной группы и о них уже кое-что известно. Наклоны орбит долгопериодических комет по отношению к плоскости эклиптики распределены случайным образом. Короткопериодических комет сейчас известно более 200. Как правило, их орбиты расположены очень близко к плоскости эклиптики. Все короткопериодические кометы являются членами разных кометно-планетных семейств. Самое большое такое семейство принадлежит Юпитеру, - это кометы (их известно около 150), у которых афелийные расстояния (от Солнца до точки наибольшего удаления) близки к большой полуоси орбиты Юпитера равной 5,2 а.е. Периоды обращения вокруг Солнца комет семейства Юпитера заключены в пределах 3,3 - 20 лет (из них наиболее часто наблюдаемые - Энке, Темпеля-2, Понса-Виннеке, Фая и др.). У других крупных планет семейства комет существенно меньше: сейчас известно около 20 комет семейства Сатурна (Тутля, Неуймина-1, Ван Бисбрука, Гейла и др. с периодами обращения вокруг Солнца в 10-20 лет), всего несколько комет семейства Урана (Кроммелина, Темпеля-Тутля и др. с периодами обращения 28-40 лет) и около 10 - семейства Нептуна (Галлея, Ольберса, Понса-Брукса и др. с периодами обращения 58-120 лет). Считается, что все эти короткопериодические кометы вначале были долгопериодическими, но в результате длительного гравитационного влияния на них больших планет они постепенно перешли на орбиты, связанные с соответствующими планетами и стали членами их кометных семейств. Было показано, что преобладание по численности комет семейства Юпитера является следствием его значительно большего гравитационного влияния на эти тела по сравнению с другими планетами (в 10 раз превышающего влияние Сатурна и в 100 и более раз - гравитационное воздействие любой другой планеты). Из всех известных короткопериодических комет самый маленький период обращения вокруг Солнца у кометы Энке, входящей в семейство Юпитера, - 3,3 земных года. Эта комета наблюдалась максимальное количество раз при сближениях с Солнцем: 57 раз в течение примерно 190 лет. Но все же наиболее известной в истории человечества является комета Галлея, входящая в семейство Нептуна. Имеются записи о ее наблюдениях начиная с 467 г. до н. э. За это время она проходила вблизи Солнца 32 раза, учитывая, что период ее обращения вокруг Солнца равен 76,08 годам.
Сравнение орбит кометы Галлея (1P/Halley) и кометы Икэя – Чжана (153P/Ikeya-Zhang),
которая была открыта 1 февраля 2002 года независимо двумя астрономами: японцем
Каору Икэя и китайцем Чжан Дацин.
О ядрах комет.
При решении проблемы о происхождении комет нельзя обойтись без знания химического состава вещества их ядер. Предположение о том, что причиной увеличения яркости комет и появления у них хвостов при сближении с Солнцем является присутствие льдов в их ядрах было высказано С.К. Всехсвятским в 1948 г., хотя близкие по смыслу идеи высказывались еще П.С. Лапласом и Ф. Бесселем. Подробная модель кометных ядер была предложена Ф. Уипплом двумя годами позже. Согласно этой модели ядро кометы представляет собой ком из "грязного снега", то есть сравнительно рыхлое образование из комков льдов разного состава (воды, аммиака, метана и углекислого газа) смерзшиеся с пылью и отдельными фрагментами горных пород. Возрастание блеска кометы объясняется её нагреванием при сближении с Солнцем и потерей массы её ядром вследствие испарения (точнее сублимации, то есть переходом вещества из твердой фазы сразу в парообразную, минуя жидкую). Если у новых или "молодых" комет, которые совершили всего одно или несколько прохождений через перигелий этот процесс идет очень интенсивно, так как они состоят из реликтовых (неизмененных) льдов, то у "старых" комет при возвращениях к Солнцу испарение вещества все больше замедляется по причине накопления на поверхности их ядер тугоплавких частичек (пыли и более крупных силикатных фрагментов) и образования защитной корки, которая предохраняет оставшийся под ней лед от дальнейшего испарения. Если исходить из модели Уиппла, то льды разных летучих соединений должны были бы испаряться с разными скоростями и, что самое главное - при разных температурах, а значит, на разных расстояниях от Солнца. Но это не было подтверждено спектральными наблюдениями. Поэтому в 1952 г. модель Уиппла была усовершенствована П. Свингсом и А. Дельземом. Они предположили, что в кометные ядра входят не чистые льды различных летучих соединений веществ, а их гидраты. В каждое из таких соединений наряду с "родительской" молекулой данного вещества входят и несколько молекул воды, число которых определяется свойствами "родительской" молекулы. Такие сложные гидраты могут образовываться в космическом вакууме при очень низких температурах. По физическим свойствам все они очень похожи и, в частности, испаряются примерно при одинаковой температуре и с близкими скоростями.
Наиболее правдоподобной для "новых" комет в настоящее время считается модель, в которой ядро кометы представляется как очень рыхлое образование, типа гигантского снежного кома. После многократных прохождений вблизи Солнца "новая" комета стареет, то есть ее ядро уменьшается в размерах за счет потери большей части летучих соединений и покрывается коркой из нелетучих соединений. С другой стороны, ядра "старых" комет, к которым относится и комета Галлея, хорошо описываются "пятнистой" моделью. Название этой модели связано с предположением о том, что в поверхностной теплоизолирующей корке имеются дыры, трещины или другие обнажения подкоркового вещества с высоким содержание летучих соединений, из которых происходит интенсивная сублимация этих веществ, вплоть до истечения газовых струй, способных вызывать реактивные ускорения кометного ядра.
Практически вся масса вещества кометы заключена в ее ядре. Массы ядер комет, вероятно, находятся в пределах от нескольких тонн (мини-кометы) до 1011-1012 т. Массы кометных ядер в большинстве случаев определить пока не удается по причине их малости. Более или менее точно удалось оценить только массу ядра кометы Галлея по его гравитационному влиянию на космические аппараты "ВЕГА-1 и -2" (СССР) аппарат "Джотто" (Европейское космическое агентство), сближавшиеся с ним в марте 1986 г. В тот момент масса ядра кометы была близка к 6х1011 т. Тогда были получены и другие чрезвычайно интересные результаты. Было обнаружено, что ядро кометы Галлея представляет собой ледяную глыбу, напоминающую по форме стоптанный башмак . Размер этого тела вдоль большой оси был равен примерно 14 км, а вдоль двух малых осей - примерно по 7,5 км. Ядро кометы вращается вокруг малой оси, проходящей через "каблук", с периодом равным 53 ч. Температура поверхности кометы на ее расстоянии 0,8 а.е. от Солнца была примерно равна 360 К или 87° по Цельсию. Поверхность ядра кометы оказалась очень темной и отражает только 4% падающего на него света. Для сравнения напомним, что поверхность Луны в среднем отражает 7%, а поверхность Марса 16% падающего света. Скорее всего, ледяное тело кометы действительно покрыто теплоизолирующим слоем из тугоплавких частиц (металлов, серы, кремния, их окислов и других соединений) о существовании которого предполагал Уиппл в своей модели. Там где лед тает, струи водяного пара, углекислого и других газов вместе с пылью вырываются из-под корки (это можно видеть на снимке). Было подсчитано, что в момент прохождения перигелия комета за каждую секунду теряет около 45 т газообразных соединений и 5-8 т пыли. По оценкам запасов летучего вещества комете Галлея должно хватить на сотню тысяч лет. За это время она может еще совершить около 1300 оборотов вокруг Солнца, а затем, вероятно, пополнит число вымерших комет. Это бывшие ядра комет, которые уже не проявляют никаких признаков кометной активности и по наблюдаемым характеристикам ничем не отличаются от астероидов.
Насколько опасно для земных обитателей столкновение Земли с кометой ?
При прохождении Земли через кометные хвосты не было замечено никаких, даже самых незначительных эффектов. Опасность для Земли могут представлять только кометные ядра. Подтверждением этому, скорее всего, служит падение Тунгусского метеорита 30 июня 1908 г. в безлюдном таежном районе Сибири. Одно из основных свидетельств в пользу кометного происхождения Тунгусского метеорита состоит в отсутствии каких-либо обломков упавшего тела, то есть собственно метеорита. Наиболее вероятно, что это тело состояло из замерзших летучих веществ и полностью испарилось при резком торможении и взрыве в земной атмосфере. Однако испарения, то есть мельчайшие капельки вещества, должны были все же попасть на земную поверхность вблизи места взрыва. Поэтому еще одним подтверждением кометной природы этого тела считается химический состав вещества, найденного на месте катастрофы. Он очень похож на тот, что был определен по спектрам метеоров Драконид в земной атмосфере.
Сейчас установлено, что метеорный поток Драконид произошел при распаде кометы Джакобини-Циннера. Кроме того, ученые И.Т. Зоткин и Л. Кресак независимо друг от друга показали, что координаты радианта Тунгусского метеорита (того направления, откуда он двигался) совпадают с координатами радианта метеорного потока Таурид, связанного с кометой Энке.
Наибольшую опасность представляют собой массивные долгопериодические кометы, хотя они и попадают в зону планет земной группы примерно в десять раз реже, чем короткопериодические. Их появление чаще всего бывает неожиданным из-за произвольной ориентации плоскостей орбит и больших или очень больших периодов обращения. Более того, многие из этих комет - апериодические, то есть движутся по незамкнутым траекториям (параболическим или гиперболическим) и поэтому действительно являются новыми. У этих комет возможна более высокая скорость столкновения с Землей - до 72 км/с (на встречных траекториях), что может привести к глобальным катастрофическим последствиям - вплоть до уничтожения всей человеческой цивилизации.
Возможность подобных катастрофических событий подтверждается многими фактами. Во-первых, к настоящему времени на поверхности Земли обнаружено свыше 230 больших ударных кратеров. Конечно, большинство этих кратеров, скорее всего, были образованы при падении на земную поверхность каменистых тел, которые могут пронизывать земную атмосферу практически не разрушаясь. Вполне вероятно, что какая-то часть кратеров была образована и крупными кометными ядрами или телами промежуточного состава. Но столкновения с кометами могут приводить не только к катастрофическим последствиям. Ряд ученых считает, что сразу после своего формирования при высоких температурах и охлаждения земная поверхность была очень сухая (например, как сейчас лунная), и что практически вся вода и другие летучие соединения были доставлены потоком комет, обрушившимся в то время на Землю.
Кстати, кометы могли доставить не только воду, но и сложные органические соединения, возникновение которых в земных условиях, как некоторые полагают, было маловероятным, и таким образом создали основу для зарождения простейших организмов. Хотя это пока и гипотезы, но кроме Тунгусского явления, есть и другие факты, подтверждающие падения ядер комет в прошлом на Землю. Например, одно из наиболее массовых вымираний флоры и фауны за последние 230 млн. лет произошло 65 млн. лет назад (между мезозойской и кайнозойской биологическими эрами или на рубеже мелового и третичного геологических периодов), когда исчезло около 2/3 всех живых организмов, включая динозавров. С этим же моментом в геологических отложениях земной поверхности связан слой с повышенным содержанием чрезвычайно редкого на Земле элемента иридия.
Ученые Л. Альварес и С. Ванденберг показали, что содержание этого элемента в тот период на земной поверхности могло резко увеличиться в результате падения крупного кометного ядра (с поперечником около 10 км), имевшего повышенное содержание иридия. Был даже найден кратер с подходящим возрастом и соответствующими морфологическими особенностями, который мог возникнуть при таком событии. Этот кратер, по имени Чиксулуб, имеет диаметр 180 км и находится на полуострове Юкатан в Мексике. Но причиной вымирания живых организмов тогда могла быть не повышенная концентрация иридия, а сильнейший взрыв, вызванный столкновением кометного ядра с земной поверхностью, который привел к выбросу в атмосферу (в том числе в ее верхние слои) огромного количества пыли. Глобальное запыление атмосферы неизбежно приводит к резкому падению температуры ее нижних слоев (на 10 и более градусов), так как пыль экранирует поток солнечного излучения. Такое изменение средней температуры может сохраняться до 1 года - так называемый эффект "ядерной зимы" (он также неизбежен при массовом применении ядерного оружия, откуда и появилось соответствующее название). Вполне вероятно, что такой эффект, вызванный падением крупного кометного ядра (но это мог быть и астероид) на земную поверхность 65 млн. лет назад, и привел к катастрофической гибели живых организмов.
Еще одно подтверждение реальности столкновений кометных ядер с планетами - уникальное событие, которое произошло "на глазах" у всего современного человечества. Имеется ввиду падение фрагментов кометы Шумейкера-Леви 9 на Юпитер в июле 1994 г. Эта комета была обнаружена в окрестностях Юпитера в начале 1993 г. уже после того, как распалась на 20 фрагментов, которые распределились вдоль ее орбиты в виде светящегося "небесного ожерелья". Как показало моделирование движения этой кометы "назад", она была либо сорванным "с места" удаленным ледяным спутником Юпитера, либо ранее захваченной планетой-гигантом обычной кометой. Скорее всего, кометное ядро было разорвано на части приливными силами при близком прохождении к Юпитеру. Падение обломков ядра кометы с размерами от 1 до 10 км со скоростью около 60 км/с происходило с 16 по 22 июля 1994 г. на обратную сторону южного полушария Юпитера. Это не позволило непосредственно наблюдать эффекты столкновений. Но последствия падений становились наблюдаемыми на видимом полушарии Юпитера уже через 40-50 мин. по причине его быстрого вращения. Они были грандиозными. Следы взрывов в виде огромных темных пятен и расходящихся от них кольцевых ударных волн (по диаметру сравнимых с Землей) на фоне юпитерианской атмосферы наблюдались во всех обсерваториях мира. Но лучшие по качеству снимки были получены с помощью орбитального телескопа "Хаббл", работающего за пределами земной атмосферы.(см фото)
О происхождении комет и их эволюции.
Итак, в процессе многократных прохождений вблизи Солнца
кометы либо истощаются и становятся похожими на астероиды, либо разрушаются и
рассеиваются, превращаясь в метеорные потоки, либо сталкиваются с более
крупными телами. Если число комет, гравитационно связанных с Солнцем,
ограничено, то в результате быстрой эволюции кометного вещества, это число
должно со временем уменьшаться. Но по наблюдательным данным количество вновь
открываемых комет не уменьшается, а скорее наоборот. Конечно, это происходит
отчасти потому, что возрастает количество наземных обсерваторий, увеличиваются
наблюдательные возможности и даже просто становится больше людей, занимающихся
поиском новых комет. Тем не менее, по оценкам ученых поток комет во внутренние
области Солнечной системы не ослабевает. Поэтому, естественно предположить, что
взамен исчезающих комет откуда-то постоянно "приходят" новые.
Вопрос о происхождении комет - это наиболее интересный и сложный вопрос, который стоит перед учеными, занимающимися их изучением. Как и раньше, сейчас не все ясно как с короткопериодическими, так и с долгопериодическими кометами. Но примерно 40-50 лет назад казалось, что ответ на вопрос о происхождении комет уже получен.
Ученики крупнейшего советского космогониста О.Ю. Шмидта, занимавшегося изучением происхождения Солнечной системы, Б.Ю. Левин и В.С. Сафронов в конце 40-х гг. показали, что в процессе роста планет-гигантов (в первую очередь Юпитера и Сатурна), при достижении ими достаточно большой массы их гравитационные возмущения становятся настолько сильными, что начинается массовый выброс ими более мелких первичных тел (планетезималей) из ближайших к их орбитам кольцевых зон. Практически все не вошедшие в планеты и находящиеся в этих зонах тела были выброшены. Полученный результат позволил понять, что процесс выброса планетезималей существенно повлиял на эволюцию не только пояса астероидов и планет земной группы, но заодно мог создать на периферии Солнечной системы резервуар кометных тел, из которого они приходят сейчас.
В 1950 г. голландский астрофизик Ян Оорт, проанализировав распределение орбит известных в то время 19 долгопериодических комет, обнаружил, что большие полуоси их первичных орбит группируются к области, удаленной на расстояния более 200000 а.е. Оорт предположил, что Солнечная система окружена гигантским облаком кометных тел или ледяных планетезималей (по его оценке насчитывающим до 1011 тел), находящихся на расстояниях от 2х104 до 2х105 а.е. Если в 1950 г. Оорт исходил из предположения о том, что эти тела были "заброшены" на такие расстояния в результате взрыва гипотетической планеты (которая раньше якобы существовала на месте современного главного пояса астероидов (но позже эта версия была категорически опровергнута)), то уже в 1951 г. перешел к представлениям, совпадающим с выводами представителей шмидтовской школы. Обнаруженное им кометное облако в дальнейшем стали называть "облаком Оорта". Однако следует подчеркнуть, что идеи о существовании связанного с Солнцем семейства комет высказывал еще в начале 70-х годов XIX в. Дж. Скиапарелли.
Итак, согласно гипотезе Оорта это облако является тем резервуаром комет, в котором они "хранятся" и из которого под действием гравитационных возмущений от сближающихся с Солнцем звезд или гигантских газо-пылевых облаков попадают во внутреннюю область нашей планетной системы как новые. Однако те же гравитационные возмущения должны вызывать и рассеяние этого облака со временем, поэтому вопрос о его стабильности в течение времени существования Солнечной системы пока не решен.
Справка :
Итак, согласно гипотезе Оорта это облако является тем резервуаром комет, в котором они "хранятся" и из которого под действием гравитационных возмущений от сближающихся с Солнцем звезд или гигантских газо-пылевых облаков попадают во внутреннюю область нашей планетной системы как новые. Однако те же гравитационные возмущения должны вызывать и рассеяние этого облака со временем, поэтому вопрос о его стабильности в течение времени существования Солнечной системы пока не решен.
Справка :
Предполагаемое расстояние до
внешних границ облака Оорта от Солнца составляет от 50 000 до 100 000 а. е. – примерно световой год. Это составляет примерно
четверть расстояния до Проксимы Центавра, ближайшей к Солнцу звезды. Пояс
Койпера и рассеянный диск, две другие известные области транснептуновых
объектов, в тысячу раз меньше облака Оорта. Внешняя граница облака Оорта
определяет гравитационную границу Солнечной системы – сферу Хилла, определяемую для Солнечной
системы в 2,0 св. года.
Облако Оорта, как предполагают,
включает две отдельные области: сферическое внешнее облако Оорта и внутреннее
облако Оорта в форме диска. Объекты в облаке Оорта в значительной степени
состоят из водяных, аммиачных и метановых льдов. Астрономы полагают, что
объекты, составляющие облако Оорта, сформировались около Солнца и были рассеяны
далеко в космос гравитационными эффектами планет-гигантов на раннем этапе
развития Солнечной системы.
Хотя подтвержденных прямых
наблюдений облака Оорта не было, уже большинство астрономов считают, что оно является
источником всех долгопериодических комет и комет галлеевского типа, прилетающих
в Солнечную систему, а также многих астероидов семейства кентавров. Внешняя
часть облака Оорта всего лишь является приблизительной границей Солнечной
системы, и, таким образом, она легко может подвергаться воздействию гравитационных
сил как проходящих мимо звезд, так и самой Галактики. Эти силы иногда
заставляют кометы направляться в центральную часть Солнечной системы. Исходя из
их орбит, короткопериодические кометы могут происходить из рассеянного диска, а
некоторые все же и из облака Оорта.
Новые кометы становятся долгопериодическими, если возмущения от планет-гигантов или других планет их не переводят в разряд короткопериодических. Но для последних были и специальные гипотезы о происхождении. Так называемую "эруптивную" гипотезу предложил в еще 1812 г. Ж.-Л. Лагранж. Он предполагал, что кометы рождаются при вулканических выбросах с планет-гигантов. В середине XX в. эта гипотеза была развита С.К. Всехсвятским, который "перенес" источник эруптивных выбросов комет с планет-гигантов на их крупные спутники, на которых была обнаружена вулканическая активность. Но эта гипотеза (впрочем, как и гипотеза Оорта) приходит в противоречие с наблюдательными данными о короткопериодических кометах. Как ранее отмечалось, орбиты этих комет расположены очень близко к плоскости эклиптики. Это обстоятельство свидетельствует о возможной общности их происхождения. В последнее время рядом ученых развивается гипотеза о том, что большинство короткопериодических комет появляется из реликтовых поясов ледяных планетезималей (так называемых поясов Казимирчак-Полонской), возникших при формировании Солнечной системы (в той же плоскости!) и сохранившихся между планетами-гигантами. Как показывают расчеты, между орбитами всех больших планет имеются весьма широкие кольцевые зоны, в которых такие пояса малых тел могут быть вполне устойчивыми. Минимальные расстояния между зонами сильных возмущений (сферами Хилла) соседних больших планет составляют: 4,0 а.е. (Юпитер-Сатурн), 9,2 а.е. (Сатурн-Уран) и 11,2 а.е. (Уран-Нептун). Все эти величины превышают аналогичное расстояние для пары Марс-Юпитер (3,2 а.е.), в пределах которого стабильно существует главный пояс астероидов (см. раздел "Астероиды"). Сильным аргументом в пользу существования таких поясов является и открытие "занептунного" пояса малых тел Койпера, предсказанного около 50 лет назад, в котором уже обнаружено более 70 наиболее крупных тел, имеющих размеры 100-500 км. Их орбиты простираются вплоть до 200 а.е. Пояс Койпера уже может рассматриваться как источник долгопериодических комет, приходящих в центральную область Солнечной системы в результате столкновений между телами этого пояса. С другой стороны, пока не ясно, почему обнаружено так мало кометных тел (кроме астероида-кометы Хирона это еще несколько объектов) на расстояниях, соответствующих предполагаемым поясам Казимирчак-Полонской. Остается надеяться, что дальнейшие исследования комет позволят ответить на эти вопросы.
*
Большими (или великими)
кометами (англ. Great comets) называют кометы, которые становятся особенно
яркими и заметными для земного наблюдателя. В среднем, большая комета
появляется раз в десятилетие.
Затруднительно предсказать,
станет ли комета «Большой», так как на яркость могут сильно повлиять различные
факторы. Но говоря в общем, если у кометы большое и активное ядро, она
подлетает близко к Солнцу и Солнце не мешает её наблюдению с Земли, то у кометы
есть все шансы получить название Большой.
Обычно кометы получают
название в честь их первооткрывателей. Большие кометы традиционно называют по
году наблюдения, например, «Большая комета 1811 года».
Официального определения
большой кометы не существует (хотя некоторым историческим кометам официально
было дано название Больших). Если комета достаточно яркая, чтобы её заметили
люди, не слишком интересующиеся астрономией, а тем более, если она становится
широко известна за пределами астрономического сообщества, то она считается
Большой кометой. Для большинства людей она просто представляет собой красивое
зрелище.
Подавляющее большинство комет
так и не становятся достаточно яркими, чтобы их можно было увидеть невооруженным
глазом. Обычно их путь лежит во внешней части Солнечной системы, и кроме
астрономов их никто не наблюдает. Но иногда эта статистика нарушается, и этому
способствуют три основных фактора.
Сравнение размеров кометы
Чурюмова-Герасименко и центральной части Лос-Анджелеса
Вот список некоторых Больших
комет за последние два века. Из более ранних можно назвать следующие:
Большая комета 1807 года
(C/1807 R1)
Большая комета 1811 года
(C/1811 F1)
Большая комета 1819 года
(C/1819 N1)
Большая комета 1824 года
(C/1823 Y1)
Большая комета 1830 года
(C/1830 F1)
Большая комета 1831 года
(C/1831 A1)
Большая мартовская комета
1843 года (C/1843 D1)
Большая комета 1845 года
(C/1844 Y1)
Большая июньская комета 1845
года (C/1845 L1)
Большая комета 1854 года
(C/1854 F1)
Комета Донати (C/1858 L1) —
1858
Большая комета 1860 года
(C/1860 M1)
Большая комета 1861 года
(C/1861 J1)
Большая комета 1881 года
(C/1881 K1)
Большая сентябрьская комета
1882 года (C/1882 R1)
Большая комета 1901 года
(C/1901 G1)
Большая январская комета 1910
года, дневная комета (C/1910 A1)
Комета Галлея (1P/1909 R1) —
1910, а также множество более ранних появлений
Комета Скьеллерупа – Маристани
(C/1927 X1) — 1927
Комета Аренда – Ролана
(C/1956 R1) — 1957
Комета Секи – Лайнса (C/1962
C1) — 1962
Комета Икея – Секи (C/1965
S1) — 1965
Комета Беннетта (C/1969 Y1) —
1970
Комета Уэста (C/1975 V1) —
1976
Комета Хякутакэ (C/1996 B2) —
1996
Комета Хейла – Боппа (C/1995
O1) — 1997
Комета Макнота (C/2006 P1) —
2007
Комета Цезаря (C/−43 K1)
Большая комета 1106 года
(X/1106 C1)
Большая комета 1264 года
(C/1264 N1)
Большая комета 1402 года
(C/1402 D1)
Большая комета 1577 года
(C/1577 V1)
Большая комета 1680 года
(C/1680 V1)
Большая комета 1760 года
(C/1760 A1)
Большая комета 1771 года
(C/1771 A1)
Большая комета 1784 года
(C/1783 X1)
Комета Галлея
Комета Хейла-Боппа
Комета Хякутакэ
.jpg)
Комета Макнота
Комета Икея-Секи
