Вокруг Света 2010 № 04 (2835) - [16]

Как мишень Земля в 125 раз меньше Юпитера по площади и в три сотни раз уступает ему по массе, так что, к счастью, слабо притягивает летящие мимо объекты. К тому же она находится в 5 раз ближе к Солнцу, и кометы залетают сюда реже (хотя и на большей скорости). В целом, по сравнению с Юпитером,  вероятность падения кометы на Землю на несколько порядков ниже, и все же она не нулевая. Согласно одной из теорий, как раз такой удар резко изменил климат Земли около 65 миллионов лет назад и привел к массовому вымиранию динозавров.

Кометное облако

В 1950 году голландец Ян Оорт опубликовал научную статью, в которой рассматривались околопараболические кометы. Их эллиптические орбиты вытянуты так сильно, что едва отличимы от разомкнутых парабол. Период обращения таких комет вокруг Солнца измеряется многими тысячами и даже десятками тысяч лет, что гораздо больше, чем у относительно  короткопериодической кометы Галлея. Согласно второму закону Кеплера, кометы, движущиеся по таким вытянутым орбитам, в окрестностях Солнца находятся мизерную долю времени, а большую часть своей жизни проводят на огромном удалении от него.

Из этого Оорт сделал вывод, что Солнечная система окружена колоссальным сферическим облаком кометных ядер. Счет объектов в нем идет на триллионы. Больше всего их должно быть на расстоянии около 20 тысяч астрономических единиц от Солнца — это в 500 раз дальше Плутона. А разреженная периферия облака простирается не меньше чем на 50, а то и 150 тысяч  астрономических единиц, что уже сравнимо с расстоянием до ближайшей звезды. Так что кометные ядра во внешней части облака Оорта слабо связаны с Солнцем, и некоторые вполне могут уходить от него к другим звездам.

Вдали от Солнца кометные ядра движутся очень медленно: в афелиях (наиболее удаленных точках орбиты) — не быстрее пешехода. Так что даже небольшие возмущения могут значительно менять их орбиты, иногда направляя то или иное ядро к центру Солнечной системы. Надо сказать, что орбита Земли из облака Оорта выглядит как мелкая монета со стометровой дистанции, и чтобы попасть в нее, прицел нужен поистине снайперский. Однако Оорт считал, что кометных ядер в облаке так много, что по чистой случайности некоторое их число ежегодно оказывается на соответствующих орбитах. Тысячи лет занимает их путь к Солнцу, пока оно не начнет нагревать кометное ядро, испаряя смерзшиеся в нем летучие газы. Тогда вокруг ядра образуется кома — временная атмосфера, которая постоянно рассеивается в окружающем пространстве. Чем ближе к Солнцу, тем быстрее идет испарение, потоки газа начинают выносить с собой частицы пыли, а давление излучения и солнечного ветра растягивает кому в длинный, часто изогнутый хвост. За несколько месяцев комета делает крутой вираж вокруг Солнца и исчезает из виду на десятки тысяч лет... если только притяжение, скажем Юпитера, не изменит орбиту кометы так, что она станет  возвращаться чаще, например раз в 76 лет, как комета Галлея. Перехватывая подобным образом визитеров из облака Оорта, планеты-гиганты пополняют семейство короткопериодических комет.

Мы не знаем, что именно возмущает движение комет в облаке Оорта, ведь оно недоступно непосредственным наблюдениям и о нем практически ничего не известно достоверно. По одной из версий, на орбиты, заходящие в окрестности Земли, кометы выбрасываются приливными силами, действующими со стороны Галактики. Хотя эти силы относительно невелики, зато работают они непрерывно. Согласно другой гипотезе, определяющую роль играют возмущения со стороны звезд, время от времени проходящих в относительной близости от Солнца. Есть мнение, что наибольшее возмущение вызывают гигантские облака молекулярного водорода, с которыми Солнечная система иногда сближается в своем движении вокруг центра Галактики. И наконец, многие связывают возмущения с гипотетическим массивным трансплутоновым телом — некой планетой X, обращающейся на периферии Солнечной системы.

1. Гипотетическое облако Оорта:

a) Сферическое кометное облако

b) Гиперболическая орбита проходящей мимо звезды

c) Проходящая мимо звезда возмущает облако

d) Выброшенные из системы кометные ядра

e) В центре облака пояс Койпера

2. Пояс Койпера и планетная система:

f) Дискообразный пояс транснептуновых объектов

g) Орбита карликовой планеты Плутон

h) Орбита Нептуна i) Орбита кометы Галлея

j) Орбита околопараболической кометы

3. В центре планетной системы: происхождение метеорных роев

k) Солнце

l) Орбита короткопериодической кометы

m) Комета проходит перигелий

n) Рои метеорных частиц вдоль орбиты кометы

o) Земля встречается с метеорным роем

p) Орбита Марса

q) Орбиты Меркурия и Венеры

Планета Х

После того как Джон Адамс и Урбен Леверье по движению Урана предсказали существование Нептуна, поиск неизвестных небесных тел «на кончике пера» сделался весьма популярным занятием.

Попытки по движению комет предвычислить положение предполагаемой трансплутоновой планеты X не прекращаются уже многие годы. Но пока никому не удалось даже  убедительно продемонстрировать ее существование, не говоря уже о прямых наблюдениях этого гипотетического тела. Трудность в том, что неясно, какие кометы можно использовать для поиска, а какие нет. Кометы доступны для наблюдения, только когда оказываются во внутренних областях Солнечной системы. Но здесь они могут сближаться с планетами-гигантами, что чревато серьезными изменениями орбит. Точности наблюдений и вычислений не хватает, чтобы уверенно проследить эти  изменения за сотни и тысячи оборотов вокруг Солнца. Поэтому для анализа необходимо отбирать «динамически свежие» кометы, чьи орбиты после взаимодействия с гипотетической планетой Х не успели значительно измениться. Такие кометы можно попробовать выделить по астрофизическим критериям: в среднем они должны быть ярче старых, поскольку те уже успели растратить запасы летучих газов и покрылись пылевой коркой. Но, к сожалению, физическое и динамическое старение комет протекает далеко не синхронно. Может случиться, что уже при первом сближении с Солнцем комета пройдет рядом с планетой-гигантом и сильно изменит свою орбиту, став «старой» в динамическом отношении, непригодной для расчетов. Другая же комета, совершив сотни оборотов вокруг Солнца и постарев физически, может при этом счастливо избежать встреч с возмущающими телами, сохранить свою первоначальную орбиту и таким образом остаться «динамически свежей».