Где родилась комета? Как рождаются кометы Где рождаются кометы в солнечной системе.

В марте прошлого года целая флотилия космических аппаратов встретилась со знаменитой кометой Галлея . К сожалению , чрезвычайно высокие относительные скорости кораблей и кометы ограничили круг задач этого эксперимента . Удалось определить основные характеристики пометного ядра - размеры , массу , цвет , температуру поверхности , элементный состав теряемого вещества . Но ученым нужно само вещество , которое можно исследовать в лаборатории . Только так мы найдем ответ на один из самых жгучих вопросов космогонии Солнечной системы : откуда происходят кометы !

Некоторые ученые считают, что кометы - это остатки допланетного облака и, следовательно, должны содержать первичное вещество Солнечной системы. Однако этой гипотезой трудно объяснить происхождение короткопериоднческих комет семейства Юпитера. Известно всего 87 представительниц этого семейства - они обращаются вокруг Солнца в том же направлении, что и планета-гигант. Но расчеты показывают: если кометы действительно родились на заре Солнечной системы и захвачены Юпитером, то по крайней мере 30 из них должны обращаться в обратную сторону. А другие расчеты утверждают, что захват кометы Юпитером - маловероятное событие.

Альтернативную гипотезу выдвинул знаменитый французский математик и астроном Ж. Лагранж: планеты-гиганты извергают кометы из своих недр. Ее развили английские астрономы Р. Проктор и Э. Кроммелин. В нашей стране ее горячим приверженцем был киевский астроном С. Всехсвятский.

Однако и у этой гипотезы есть серьезный изъян. Чтобы оторваться от Юпитера, комета должна развить неправдоподобно высокую скорость - порядка 60 километров в секунду. Всехсвятский предположил; не планеты-гиганты, а их спутники извергают кометы из своих недр. Здесь скорости выброса, необходимые для выхода на гелиоцентрическую орбиту, всего 5-7 километров в секунду.

Американский космический аппарат «Вояджер» зафиксировал на спутнике Юпитера Ио несколько действующих вулканов - маленькая планетка выбрасывала вещество на высоту несколько сот километров. А этого, почти достаточно, чтобы извергнутые породы смогли преодолеть притяжения Ио и Юпитера.

Так где же рождаются кометы? Для ответа на этот вопрос и необходимо получить кометное вещество. Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США совместно с Европейским Космическим агентством уже планируют запуск космического аппарата на комету Вильда-2. Старт намечен на 19 марта 1993 года, посадка на ядро - 7 апреля 1997 года, старт с ядра после отбора образцов -- через два месяца. 14 апреля 2000 года спускаемый аппарат доставит на Землю 10 килограммов кометного вещества в замороженном виде. Только тогда исследователи смогут сказать, какой у кометы возраст и, возможно, решат вопрос о ее происхождении.

Однако у советских ученых есть возможность решить эту проблему значительно раньше. Но им не надо посылать космические корабли. Достаточно обратить более пристальное внимание на камни, которые можно найти... прямо под ногами. Это - тектиты: кусочки вещества, похожего на стекло.

Еще в 1961 году Л. Кваша и Г. Горшков, сравнивая химический состав тектитов и земных лав, пришли к любопытному выводу: тектиты возникли в небесном теле, на котором происходили процессы, похожие на явления земного вулканизма. Да и внешний их вид - капли, сфероиды, гантели.- говорит за то, что они застывали из расплава в условиях полета. Однако многие ученые отвергают эту гипотезу, считая, что тектиты имеют земное происхождение. Главный их довод; никто ни разу не видел, чтобы стекла падали с небес, Но так ли это? Разрешить давний спор могла бы экспедиция в район падения Тунгусского метеорита - кометы, полет которой наблюдали в 1908 году сотни людей.

Я уже излагал в общих чертах свою гипотезу о тунгусских тектитах («СИ» от 22 декабря 1985 г.- «Снова Тунгусская загадка?»). С тех пор мне удалось получить много новых данных, которые позволяют утверждать: большая часть тектитов, найденных на Земле, выпадала в составе ледяных обломков комет. Лед растаял - тектиты остались. Поэтому в районе Тунгусской катастрофы их надо искать в воронках, которые, вероятнее всего, оставили ледяные глыбы. А таких воронок Л. Кулик нашел множество. Два года изнурительной работы ушли на исследования только одной из них - Сусловской. Но, кроме куска оплавленного стекла, исследователи ничего не нашли интересного.

Воронки образовались в год падения метеорита. Но в послевоенных публикациях их происхождение уже объясняли естественными термокарстовыми процессами, а кусок стекла назвали... бутылкой, оплавившейся во время пожара в избе Л. Кулика.

В Докладах АН СССР он так описал свою находку: «На поверхности борта круглой депрессии в 200 метрах от «Метеоритной заимки» в глинах было обнаружено 0,5 килограмма, голубоватого/полупрозрачного пузыристого стекла, давшего при анализе следы никеля». Но как раз отличительный признак тектитов - повышенное содержание никеля по сравнению со средним составом земных пород. Трудно поверить, что такой опытный минералог, как Л. Кулик, не смог разглядеть в своей находке оплавленную бутылку да еще опубликовал ее описание в самом приоритетном журнале Академии наук. Но откуда взялась глина на поверхности торфяника? Вероятно, она была выброшена из воронки, которую вырыла ледяная глыба.

Что, же тогда нашли в воронке: тектит или оплавленную бутылку? Истину можно восстановить, только исследовав другие воронки. Кстати, со времен Л. Кулика в них Никто ничего не искал.

Теперь давайте сравним эти два способа решения вопроса о происхождении комет. Доставить из космоса на Землю кометное вещество - затея весьма дорогостоящая, и при самом благоприятном стечении обстоятельств ее можно осуществить не ранее 2000 года. А экспедиция в район падения Тунгусского метеорита уже в следующем году могла бы найти вещество кометы - тектиты. Они позволят решить сразу три тесно связанные между собой проблемы -Тунгусского метеорита, происхождения тектитов и комет.

Вопрос о происхождении комет очень сложен. Наших фактических данных о них весьма недостаточно для его решения. Но ученым, как и всем людям, хочется поскорее узнать о том, что так интересно, хотя бы оно и было еще мало изучено. Поэтому строятся разные гипотезы о происхождении комет; эти гипотезы меняются по мере их обсуждения и появления новых данных. Поэтому и мнения существуют различные.

Взять хотя бы открытие астероидов с вытянутыми орбитами, такими же, как орбиты некоторых периодических комет. Эти мелкие астероиды по виду отличаются от таких комет только отсутствием вокруг них туманной оболочки. Таковы астероиды Гидальго, Гермес, Адонис, Аполлон, Икар. В то же время и у некоторых короткопериодических комет, например, у комет Швассмана - Вахмана и Отерма орбиты более близки к окружности, к которой приближаются орбиты большинства планет, чем у названных астероидов. К тому же у некоторых комет туманные оболочки едва видимы. Поэтому еще недавно можно было думать об общем происхождении астероидов и периодических комет, быть может, вследствие дробления астероидов при столкновениях, при которых орбиты осколков меняются. Можно было даже допустить, что астероиды, вроде Гидальго, - это ядра комет, утративших свою газовую оболочку. Однако известные теперь данные о природе и структуре кометных ядер не позволяют считать их каменными, монолитными осколками, и это является затруднением для такой гипотезы.

Советский астроном С.К. Всехсвятский много лет назад нашел убедительные признаки того, что периодические кометы быстро теряют свою яркость, истощаются и перестают наблюдаться. Мы видели примеры и распада комет с их последующим превращением в метеорный поток. Между тем периодические кометы продолжают открываться вновь. Если число их за время существования Солнечной системы не сошло на нет, значит, их состав пополняется рождением новых комет. Но где и как?

С.К. Всехсвятский защищает гипотезу о том, что кометы возникают даже в настоящее время путем выбросов при вулканических извержениях на планетах или их спутниках.

Для того чтобы оторваться от планет-гигантов, а тем более преодолеть сопротивление их атмосферы, выбросы должны приобрести огромные скорости, их энергия должна быть неправдоподобно велика. В то же время и масса совокупности комет должна быть чуть ли не больше массы планет, а тем более их спутников. Поэтому такая гипотеза не имела многих сторонников. Выражались большие сомнения и в том, чтобы на спутниках планет могли быть действующие до сих пор вулканы. Недавно, весной 1979 г., гипотеза Всехсвятского получила мощное подтверждение. Американская космическая станция «Вояджер-1», пролетая вблизи Ио, одного из четырех главных спутников Юпитера, сфотографировала на его поверхности явления (рис. 88), которые описывают как обильные, многоструйные истечения лавы из пяти вулканов, сопровождающихся выбросами пепла и газов на высоту до 500 км. Эти выбросы проектировались на небо на краю планеты. Это, вместе с оправданием предвидения С.К. Всехсвятского об образовании колец вокруг гигантских планет, имеющих крупные спутники, очень усиливает его позиции. Правда, масса возможных вулканических выбросов из спутников известных планет недостаточна для создания всех комет Солнечной системы.

А не может ли быть (это моя личная мысль), что здесь, как и в других случаях, известных науке, разные события порождают сходные результаты. Например, кратеры порождаются и ударами метеоритов и извержениями вулканов. Вероятно, коротко-периодические кометы происходят от извержений со спутников планет, а долгопериодические кометы от процессов на границах Солнечной системы...

Неутомимый энтузиаст С.К. Всехсвятский создал в СССР (впервые в мире) специальную обсерваторию под Киевом для изучения комет. Он организовал также систематическое наблюдение в Советском Союзе всех появляющихся комет и посылает для этого экспедиции своих учеников во все концы Союза. Плоды этих работ ускорят наше лучшее понимание природы и происхождения комет.

Например, Оорт (Голландия) предполагал, что кометы образуются далеко за пределами орбиты Плутона. Быть может, - думал он, - вначале это были малые конденсации, возникшие при образовании планет и выброшенные возмущением последних во внешние области. Теперь же, под действием возмущений со стороны ближайших звезд, некоторые из них по временам вталкиваются обратно и становятся видимыми.

В этих представлениях о кометном облаке у границы Солнечной системы не ясно, почему такие малые тела столь богаты газами.

Во всяком случае, изучение комет, «зловредность» которых наука опровергла, в Советском Союзе стоит высоко. Труды одного из крупнейших ученых мира Ф.А. Бредихина составили в этой области целую эпоху, а советские ученые продолжают изучение комет на основе позднейших открытий и представлений физики.

Комета представляет собой небесное тело малых размеров, состоящее изо льда с вкраплениями пыли и каменных обломков. При приближении к солнцу лед начинает испаряться, потому за кометой остается хвост, растягивающийся порой на миллионы километров. Хвост кометы состоит из пыли и газа.

Орбита кометы

Как правило, орбита большей части комет представляет собой эллипс. Однако достаточно редко встречаются также круговые и гиперболические траектории, по которым двигаются ледяные тела в космическом пространстве.

Кометы, проходящие через Солнечную систему

Через Солнечную систему проходит немало комет. Остановим внимание на наиболее известных космических странницах.

Комета Аренда-Роланда была впервые обнаружена астрономами в 1957 году.

Комета Галлея проходит недалеко от нашей планеты раз в 75,5 лет. Названа по имени британского астронома Эдмунда Галлея. Первые упоминания об этом небесном теле встречаются в Китайских древних текстах. Пожалуй, наиболее известная комета в истории цивилизации.

Комета Донати была открыта в 1858 году итальянским астрономом Донати.

Комета Икея-Секи была замечена японскими астрономами-любителями в 1965 году. Отличалась яркостью.

Комета Лекселя была обнаружена в 1770 году французским астрономом Шарлем Мессье.

Комета Морхауза была открыта американскими учеными в 1908 году. Примечательно, что в ее изучении впервые использовалась фотография. Отличалась наличием трех хвостов.

Комета Хейла-Боппа была видна в 1997 году невооруженным глазом.

Комета Хиякутаке наблюдалась учеными в 1996 году на небольшом удалении от Земли.

Комета Швассмана-Вахмана впервые была замечена немецкими астрономами в 1927 году.

«Молодые» кометы имеют голубоватый оттенок. Это связано с наличием большого количества льда. По мере вращения кометы вокруг солнца лед тает, и комета приобретает желтоватый оттенок.

Большая часть комет вылетает из пояса Койпера, представляющего собой скопление замороженных тел, которые находятся неподалеку от Нептуна.

Если хвост кометы голубого оттенка и повернут от Солнца – это свидетельство того, что он состоит из газов. Если же хвост желтоватый и повернут к Солнцу, то в нем много пыли и других примесей, притягивающихся к светилу.

Изучение комет

Ученые получают информацию о кометах визуально через мощные телескопы. Однако в ближайшем будущем (в 2014) году запланирован пуск космического аппарата ЕКА «Розетта» для изучения одной из комет. Предполагается, что аппарат будет находиться рядом с кометой на протяжении длительного времени, сопровождая космическую странницу в ее пути вокруг Солнца.

Заметим, что ранее НАСА запустило космический аппарат «Дип Импакт» для столкновения с одной из комет Солнечной системы. В настоящее время аппарат находится в исправном состоянии и используется НАСА для изучения ледяных космических тел.

Как образовывается комета.

Строение кометы.

Двигаясь по орбитам, кометы беспрерывно теряют крупинки пыли — метеориты. Если метеориты влетают в атмосферу Земли, они становятся метеорами. Каждый год в атмосферу влетают тысячи тонн пыли из межпланетного пространства.
Ядра комет имеют поперечнике от 1 до 50 км. Предполагается, что кометы остались со времен образования Солнечной системы. Когда Солнце начало светить как самостоятельная , под давлением его излучения легкое вещество было вытеснено в пояс Эджворта — Койпера. Здесь берут свое начало короткопериодические кометы, чей путь о орбите занимает не более 200 лет. Гораздо дальше распространяется облако Оорта, источник долгопериодических комет, которым требуется тысячи лет для облета вокруг Солнца.

Орбита кометы Галлея.

Пояс Койпера и облако Оорта.

Если комета по какой-то причине отклоняется от своей траектории и попадает в сферу гравитационного влияния планет, она может стать короткопериодической или разрушиться при столкновении с планетой(известный случай с кометой Шумейкеров-Леви) . Долгопериодическая комета может испытать влияние оказавшейся рядом с ней , в результате чего она также изменит свою орбиту и может пролететь рядом с Солнцем.