Загадки астрономии - Отто Байндер

Однократные кометы загадочны и непонятны. Прилетая с далеких окраин солнечной системы, они только один раз огибают Солнце, а затем по гиперболической (не замкнутой) траектории удаляются в ту же таинственную пустоту, из которой прилетели. Предполагается, что некоторые из них или даже все кометы имеют огромные, но все же замкнутые орбиты, по которым они пролетают почти половину расстояния до следующей звезды, прежде чем повернуть назад, затрачивая много лет на один оборот.

Одна из тайн комет межзвездного происхождения — неисчерпаемость их запасов. Ежегодно наблюдаются десятки комет, а сотни и тысячи, вероятно, никем не регистрируются. На очень больших расстояниях от Солнца замерзшие газы в ядре кометы почти не нагреваются солнечными лучами и не испаряются, до тех пор пока комета не пересечет орбиту Марса. Хвост, который состоит из разреженных газов, выталкиваемых из головы кометы давлением солнечных лучей, образуется еще позднее. Поэтому, пока комета не подойдет к Земле ближе чем на 120 млн. км, она остается невидимой, если только не обладает исключительно большими размерами.

По подсчетам астрономов, вокруг Солнца обращаются тучи комет, исчисляемые миллионами, из которых мы наблюдаем ничтожную часть. Более того, траектории всех зарегистрированных непериодических комет сильно различаются, то есть каждый год прилетает совершенно новая «партия» комет.

Загадка 5. Откуда прилетают эти многочисленные кометы?

Один из возможных ответов следующий: в безмолвной холодной глубине межзвездного пространства беспорядочно витает множество осколков. Некоторые из них, состоящие из небольших метеорных тел, замерзших газов и осколков ледяных кристалов, под действием сил притяжения собираются вместе. Затем, испытывая слабое, но все же ощутимое притяжение со стороны нашего светила, они начинают свое тысячелетнее поломничество «в Мекку» — к Солнцу.

Другая гипотеза сводится к тому, что кометы породила гипотетическая планета Астероидия, некогда взорвавшаяся по неизвестным причинам (см. гл. V). Если у нее была частично замерзшая атмосфера, то очень большие куски твердых газов, перемешанных с обломками камней, могли быть выброшены в космическое пространство. Взрыв, расколовший планету, мог сообщить им достаточную скорость, для того чтобы они покинули солнечную систему. Осколки, которые приобрели скорость 34 км/сек[24], были потеряны навсегда, но бóльшая часть вещества, возможно, имела меньшую скорость и осталась в сфере солнечного притяжения. Из него-то и образовались кометы, блуждающие в кромешной тьме за Плутоном.

Еще одна гипотеза принадлежит известному английскому астрофизику Хойлу. Он исходит из того факта, что грандиозные извержения из фотосферы Солнца, по своим масштабам едва доступные человеческому воображению, — протуберанцы и вспышки — выбрасывают газообразное вещество на сотни и тысячи километров. Струи раскаленных газов могут быть «выстрелены» с поверхности нашего светила со скоростью убегания — 620 км/сек — в глубины пространства и быстро застыть, превратившись в типичные головы комет. Так как извержения повторяются непрерывно, запасы комет никогда не иссякнут.

Загадка 6. Будет ли разбита на куски наша Земля, если с ней столкнется какая-нибудь комета?

По мнению самых авторитетных ученых, такая опасность сильно преувеличена, так как кометы — это, образно говоря, «видимое ничто». Когда ядро кометы на пути к Солнцу минует орбиту Марса, вокруг него образуется ореол испаряющихся газов, которые ионизуются и ярко светятся. Эти газовые шары под действием усиливающегося солнечного излучения расширяются и могут превзойти по размерам Землю, но они остаются все же не чем иным, как «мыльными пузырями», окутывающими крошечное центральное ядро.

Двигаясь с большой скоростью, это массивное ядро может взорваться при ударе о Землю и даже разрушить какой-нибудь город, но никак не всю планету. Не сможет комета и столкнуть Землю с орбиты, как блоха не сдвинет с места слона.

Было и другое безосновательное опасение — будто бы хвост кометы, пройдя через земную атмосферу, отравит воздух, которым мы дышим. В 1910 г. Земля прошла сквозь хвост кометы Галлея, но в земной атмосфере не появилось серных паров или радиоактивного тумана, от которых люди «гибли бы как мухи»; никто не увидел и не почувствовал вкуса или запаха посторонних примесей в воздухе. Более того, даже ученые с их чувствительными приборами не обнаружили следов «заражения» земной атмосферы. Они и не могли надеяться на это, так как было бы замечательным достижением получить в лаборатории вакуум, в котором оставшийся газ был бы разрежен так же, как в хвосте кометы.

Оболочка головы кометы, состоящая из светящихся газов и называемая комой, окружает крошечное твердое ядро (меньше 150 км в диаметре); приближаясь к Солнцу, она часто увеличивается в размерах до 80 000 км. Сверхгигантская комета Холмса 1882 г. «раздула» свою голову до 1,5 млн. км в диаметре, что превышает диаметр Солнца, а хвост более чем до 300 млн. км. Из-за высокой разреженности газовой плазмы в комете солнечные лучи способны оказывать ощутимое давление и сдувать часть ионизованного вещества с головы кометы, образуя позади шарообразной комы сияющую полосу.

При движении кометы по орбите световое давление вызывает хорошо известное явление: ее хвост выгибается дугой и указывает в сторону, противоположную Солнцу. Но бывают исключения из этого правила.

Загадка 7. Почему хвосты некоторых комет указывают в сторону Солнца вопреки давлению солнечного излучения?

Очень часто это всего лишь оптическая иллюзия. Когда комета огибает Солнце и хвост ее образует громадную изогнутую светящуюся дугу, простирающуюся на 100–150 млн. км, конец его кажется направленным к Солнцу.

Другое объяснение опирается на недавно предложенную теорию, согласно которой солнечные вспышки выбрасывают в окружающее пространство облака плазмы, несущие в себе магнитное поле. Эти «магнитные пузыри» искажают правильное магнитное поле в межпланетном пространстве и изменяют движение частиц кометного хвоста, либо отталкивая, либо притягивая их в зависимости от знака электрических зарядов этих частиц. Разумеется, все это могло бы резко изменить ориентацию кометного хвоста.

Теперь давайте обратимся к другому случаю. Не так давно одна комета своим поведением прямо-таки повергла в изумление астрономов.

Загадка 8. Что случилось с кометой, бесследно исчезнувшей в 1959 году?

Комета, открытая 30 августа 1959 г. англичанином Алкоком, была охарактеризована им как «великолепная комета с хорошо развитой головой и огромным хвостом». Этот великолепный экземпляр был сфотографирован и наблюдался астрономами всего мира в течение следующей недели после открытия. 7 сентября она стала невидимой с Земли, так как огибала Солнце.

Десятки астрономов направили свои телескопы на ту область неба, где комета должна была появиться снова после прохождения перигелия, находившегося за Солнцем. Но тщетно. Она больше не появилась! Сбитым с толку наблюдателям оставалось только строить догадки о том, куда «исчезла» целая комета вместе со своим пышным хвостом.

По-видимому, была неверно рассчитана траектория и в действительности комета столкнулась с Солнцем и погибла в огненных вихрях. Хотя это был бы первый случай падения кометы за всю эпоху телескопических наблюдений, подобные катастрофы, несомненно, должны были происходить и раньше.

Быть может, подойдя к Солнцу ближе, чем обычно (кометы редко заходят внутрь орбиты Меркурия радиусом 58 млн. км), «нарушительница» была разорвана на куски притяжением Солнца, а осколки образовали околосолнечное кольцо, как у Сатурна.

А может быть, гигантский протуберанец, поднявшийся в это время с невидимой стороны Солнца, дотянулся до ядра кометы и только короткий космический фейерверк возвестил о ее гибели.

Но, что бы ни случилось на самом деле, Алкок пережил своего космического тезку, тогда как обычно кометы надолго переживают своих открывателей.

Глава X

Живая вселенная

О физических процессах, протекающих в наблюдаемой нами области Вселенной, нельзя сказать почти ничего определенного. За пределами солнечной системы лежит бесконечная неизвестность. Расширяющаяся Вселенная, стационарная или взрывного происхождения, подозрительные скопления галактик, не видимые в телескоп источники космического радиоизлучения — все это объекты, теоретическое описание которых выходит за рамки нашей книги.