Когда у Земли было две Луны. Планеты-каннибалы, ледяные гиганты, грязевые кометы и другие светила ночного неба - [75]

Как бы они там ни оказались, мелкие тела внешней Солнечной системы провели миллиарды лет в состоянии глубокой заморозки, что сделало их привлекательными целями для экспедиций межпланетных космических аппаратов, перед которыми стоит задача определить начальные условия образования планет. У самых отдаленных тел температура на поверхности составляет только десятки градусов выше абсолютного нуля, то есть ниже –200 ℃[234]. Замерзли ли они в своей глубине, зависит от того, достаточно ли они велики, много ли в их составе горных пород, выделяющих радиоактивное тепло, и не закончили ли они свой путь как крупные спутники в сложных системах со значительным приливным разогревом. Плутон и его крупный спутник Харон, к примеру, видимо, вызывали приливный разогрев друг друга примерно первую сотню миллионов лет, пока не попали в состояние взаимного приливного захвата; сейчас этого источника тепла у них нет[235]. Где-то за ними могут таиться гиганты, а исходя из того, что мы знаем, легендарная Планета Х может оказаться двойной планетой, по массе равной Земле. Но большинство известных нам кометоподобных объектов слишком малы, чтобы испытывать какой-либо значительный разогрев, радиоактивный или приливный, – и поэтому нам так важно получить образцы этих поистине первичных материалов.

Время от времени какое-либо из этих тел внешней Солнечной системы находит дорогу назад, к Солнцу. Проходя самую дальнюю от Солнца точку своей орбиты в тысячах астрономических единиц, далекая комета из облака Оорта может испытывать воздействие галактических приливных сил. Это заставляет ее траекторию немного изменяться, так что следующий виток будет слегка иным, пока в какой-то момент она не встретится с полем тяготения Нептуна, как муха, запутавшаяся в паутине. Некоторые из таких объектов попадают в плен к Юпитеру, и большинство из них после этого живут недолго. Храбрые кентавры – это рассеянные объекты пояса Койпера, которые сейчас пытаются пройти мимо Юпитера. Когда их льды впервые ощущают на себе солнечный свет, эти астероиды проявляют самые разные необычные и непредсказуемые свойства.

Кометы состоят изо льда и пыли, а также сверхлетучих веществ вроде CO, CO₂, N₂, CH₄ и O₂, молекулы которых испаряются при чрезвычайно низких температурах. Даже при минимальном нагреве кометы начинают активно распадаться, испуская водяной пар и силикатную пыль. Их ядра претерпевают процесс сублимации и деградации, когда скрепляющие их материалы превращаются в пар и улетучиваются. Аморфные твердые компоненты в их глубине – льды, которые сконденсировались непосредственно из туманности 4,6 млрд лет назад и никогда с тех пор не нагревались в достаточной мере, чтобы кристаллизоваться, – превращаются в кристаллический лед в реакции, которая может быть экзотермической, выделяя тепло и становясь причиной полного распада кометных ядер.

Некоторые из комет гибнут при попытке протаранить ворота крепостной стены Юпитера. Какие-то из них кончают свой путь внутри гиганта, другие рассеивает его мощное гравитационное поле. Третьи разрушаются из-за интенсивного приливного воздействия планеты-гиганта, превращаясь за один-единственный пролет в десяток маленьких комет (что-то подобное произошло с кометой Шумейкеров – Леви 9 в 1992 г.). Если им удается пройти мимо Юпитера, они попадают в кометное семейство Юпитера. Такие кометы разбросаны по хаотичным орбитам, которые могут привести к столкновению с любой из землеподобных планет или падению дальше вглубь, пока Солнце не разрушит их приливным воздействием и радиоактивным излучением – после чего от них останется только пыль.

Таковы рождение, жизнь и смерть кометы: бурная первая сотня миллионов лет, затем 4,5 млрд лет в морозильнике и – для немногих счастливчиков – потрясающие десятки тысяч лет, когда они приближаются к Солнцу и своему великолепному финалу. Орбита кометы может приобрести огромный эксцентриситет с перигелием гораздо меньше 1 а.е., хотя большую часть своей жизни она будет проводить далеко за Нептуном. Во время каждого перигелия, который поначалу происходит раз в несколько тысяч лет, все более угольно-черная поверхность кометы подставляется Солнцу, разогревающему ее до сотен градусов, как тротуар в жару. Чтобы это тепло проникло внутрь, требуется время, а температура поверхности колеблется от жара до холода, поскольку комета вращается (аналог земных дня и ночи). Приповерхностные вещества поджариваются на этом гриле, превращаясь в скрепленный льдом слой углистой теплоизоляции, под которым скрываются первичные материалы.

Когда-то моя мама любила готовить десерт под названием «Запеченная Аляска». Она на несколько минут клала большой кусок застывшего в морозильнике мороженого в разогретую духовку. Верхний слой карамелизуется, а внутренняя часть остается замороженной. (Это нужно делать на деревянной доске, потому что стеклянная или металлическая посуда хорошо проводит тепло и лакомство растает.) Заветная мечта специалистов по планетарной геохимии – пройти сквозь карамельную корочку этого десерта, чтобы добраться до холодного мороженого, то есть до нетронутого вещества небесного тела, которое всего каких-то несколько тысяч лет назад пребывало в невообразимой дали. Этот древний материал Солнечной системы теперь скрыт под метрами видоизмененной термоизоляции – не поддавшейся возгонке твердой фазы, содержащей органические молекулы, которые и делают комету черной. Как бы то ни было, даже на «старых» кометах семейства Юпитера, переживших десятки проходов через перигелий, скорее всего, имеются участки свежей поверхности, где легко взять нужные образцы – слишком уж геологически активны такие тела. На комете 67P/Чурюмова – Герасименко есть недавно сформировавшиеся хребты и расселины с обнажениями свежего внутреннего вещества, только и ждущего, когда кто-нибудь его соберет. Именно поэтому в рамках программы NASA «Новые горизонты» возник проект экспедиции CAESAR, которая должна была вернуться на 67P и собрать эти сокровища. Но в условиях жесткой конкуренции вместо нее отобрали космический аппарат «Дрэгонфлай», стартующий в 2026 г.; если все пойдет хорошо, уже в 2034-м он будет парить над поверхностью Титана.