Чудеса и катастрофы Вселенной - [40]

Когда комета пролетает близко к Солнцу, часть льда испаряется, образуя голову кометы, обычно диаметром от 10 до 100 тысяч километров (реже — до миллиона километров). Под действием солнечного ветра (потока заряженных частиц, испускаемых Солнцем) образуется ионный (состоящий из атомов, имеющих электрический заряд) хвост кометы, который отклоняется в противоположном Солнцу направлении. Плотность головы и хвоста кометы ничтожна — даже самый лучший вакуум, созданный в лабораторных условиях, имеет большую плотность. В 1910 г. Земля прошла сквозь хвост кометы Галлея, что было практически незаметно.

Кометы хорошо отражают солнечный свет, потому представляют яркое зрелище, проходя близко от Земли и Солнца. Всякий раз, проходя вблизи Солнца, комета постепенно теряет массу. Кроме того, иногда кометы попадают в гравитационное поле планет-гигантов. Некоторые кометы вылетают за пределы Солнечной системы. Прямое столкновение с Землей маловероятно, но может привести к катастрофе, потому что кинетическая энергия (т. е. энергия движения) кометы огромна.

Джонатан Сарфати (Jonathan Sarfati) очень романтично начинает свое повествование о них: «Кометы всегда очаровывали и даже пугали человека. Они появлялись словно ниоткуда и столь же загадочно исчезали. Шлейфы комет затмевали своей красотой все остальные небесные тела».

Иоганн Кеплер (1571–1630) сформулировал законы движения планет. Исаак Ньютон (1643–1727), считающийся величайшим ученым всех времен, вывел закон всемирного тяготения. Друг Ньютона Эдмонд Галлей (1656–1742) использовал эти законы применительно к 25 наблюдаемым кометам и доказал, что они движутся по определенным траекториям. В частности, комета, которую он наблюдал в 1682 г., двигалась по орбите, подобной орбитам комет, появлявшихся в 1531 и 1607 годах. Таким образом, Галлей пришел к выводу, что это одна и та же комета, которая появляется на небосводе примерно каждые 76 лет. Эта комета появлялась и в 1066, и в 66 г. н. э., а также за несколько лет до рождения Христа — в 12 г. до н. э. Прогноз Галлея о появлении кометы в определенное время сбылся уже после его смерти, и это принесло всеобщее признание теории Ньютона. Комета по праву была названа в честь ученого — комета Галлея.

Комета — это тело из замерзших газов и камней, этакий «космический айсберг», который вращается вокруг Солнца по эллиптической орбите. Обычно диаметр кометы составляет всего несколько километров, однако диаметр кометы Галлея — около 10 километров, а диаметр кометы Хейла — Боппа, проходившей мимо Земли в 1997 г., — 40 километров. Это одна из крупнейших известных комет. Кометы состоят из каменистых структур и льда, но в состав льда входит не только замерзшая вода, но и аммиак, метан и углекислый газ.

ДВА ТИПА КОМЕТ

Ученые выделяют два типа комет: кометы малого периода (период обращения составляет менее 200 лет), такие как комета Галлея, цикл которой 76 лет, и долгопериодические кометы (свыше 200 лет). Размер и состав комет обоих типов практически не отличаются. Кометы малого периода обычно обращаются вокруг Солнца в одном направлении с планетами и практически в той же плоскости (эклиптика). Долгопериодические кометы обращаются вокруг Солнца в любой плоскости и в любом направлении. Комета Галлея составляет исключение: она движется в обратном направлении и имеет сильно наклоненную орбиту. Некоторые астрономы предполагают, что когда-то цикл этой кометы был больше, но сильная гравитация одной из планет сократила орбиту и период обращения кометы.

Самый большой период постоянной орбиты кометы — около 4 млн лет при наибольшем афелии (удалении от Солнца орбиты небесного тела) 50 000 а. е. А это составляет 20 % расстояния до ближайшей звезды. Поэтому есть вероятность, что данная комета попадет в гравитационное поле других звезд, выйдя из поля Солнца.

Даже комета с такой огромной орбитой сделала бы уже 1200 оборотов вокруг Солнца, если предположить, что возраст Солнечной системы 4,6 млрд лет.

Облако Оорта. Самое известное гипотетическое объяснение пополнения рядов комет — облако Оорта, названное так в честь голландского астронома Яна Хендрика Оорта (1900–1992). В 1950 г. он выдвинул предположение, что существует сферический пояс комет, растянувшийся от Солнца на три световых года. Этот пояс считается источником долгопериодических комет. Согласно этой теории, возмущения от проходящих звезд, газовые облака и галактические потоки «выталкивают» кометные ядра из облака Оорта на орбиты, проходящие через Солнечную систему.

Считается, что классическое облако Оорта состоит из ядер комет, оставшихся как результат эволюционного происхождения Солнечной системы (небулярная космогоническая теория). Общая масса облака, по предположениям, составляет около сорока масс Земли. Недавно было высказано предположение, что кометы распадаются прежде, чем мы их замечаем.

Пояс Койпера. Пояс Койпера находится примерно в 30–50 а. е. за орбитой Нептуна. Предполагается, что пояс Койпера является источником комет малого периода. Пояс был назван в честь голландского астронома Джерарда Койпера (1905–1973), который в 1951 г. выдвинул эту теорию. Иногда Койпера называют отцом современной планетологии. В поясе Койпера существуют миллиарды ядер комет. На период до 2003 г. было зафиксировано лишь 651 тело в этом месте Солнечной системы. Кроме того, до сих пор обнаруженные в поясе Койпера тела имеют намного большие размеры, чем кометы. Диаметр ядра обычной кометы составляет около 10 километров, тогда как диаметр недавно открытых тел в поясе Койпера превышает 100 километров. Самое крупное тело, известное на данный момент, — Quaoar (2002 LM60), его диаметр составляет 1300 км. Quaoar вращается вокруг Солнца практически по круговой орбите. Название