"При въезде на Арбатскую площадь огромное пространство звёздного тёмного неба открылось глазам Пьера. Почти в середине этого неба над Пречистенским бульваром, окружённая, обсыпанная со всех сторон звёздами, но отличаясь от всех близостью к земле, белым светом и длинным, поднятым кверху хвостом, стояла огромная яркая комета 1812-го года, та самая комета, которая предвещала, как говорили, всякие ужасы и конец света..." - так, описанием знаменитой кометы 1811 г., заканчивается второй том "Войны и мира". Мы не ошиблись, именно 1811 г. Астрономы, указывая год кометы, имеют в виду не время её видимости, а год наибольшего сближения с Солнцем. А эта комета миновала перигелий ещё 12 сентября 1811 г. Но лучше всего она была видна к началу 1812 г., поэтому Лев Толстой был вправе так её назвать, тем более что в России комету задним числом стали считать пророчицей Отечественной войны 1812 года.

До наших дней дошло старинное увлечение - "ловля" комет. Как и рыбной ловлей, ей занимаются и стар и млад, люди разного звания и профессий. Ведь астрономов на Земле всегда было мало, а комет - как рыб в океане. Первым за ловлю комет всерьёз взялся в 1756 г. парижский чертёжник Шарль Мессье, за ним - сторож Марсельской обсерватории (а позднее её директор) Жан Понс. С тех времён и по сей день кометы ищут и находят главным образом энтузиасты. Славнейшие из них - Каролина Гершель, Вильгельм Биёла, Уильям Брукс, Джованни Донати, Минроу Хонда, Антонин Мркос, Уильям Бретфилд - известны каждому любителю астрономии, их имена носят открытые ими кометы. Ловцов комет можно встретить в густые вечерние сумерки, в час кометного "клёва", на западной городской окраине, когда они исследуют область потухающей зари. Всё их снаряжение - любительский телескоп или бинокль и звёздный атлас. Чтобы открыть комету, в первую очередь нужно знание созвездий и (особенно!) межзвёздных туманностей, а кроме того - терпение, везение и примерно тысяча часов поиска. Именно так Мессье открыл 14 комет, а Понс - 33. Больше него не открыл никто.

Толстовскую комету обнаружил ещё весной 1811 г. такой же "звездолов" - француз Оноре Фложерг. 26 марта, проведя очередное "прочёсывание" неба, он заметил светящееся дискообразное пятнышко со сгущением к центру и без хвоста. Именно так должна выглядеть далёкая комета. Фложерг сверился с каталогом межзвёздных туманностей, составленным Ш.Мессье: не попалась ли ему одна из них? Но в этой части неба никаких "обманок" отмечено не было. К третьему вечеру пятно заметно сместилось, и стало ясно, что открыта новая комета - далёкая и медленная. Летом, по мере приближения к Солнцу, у неё начал отрастать хвост. Особенно роскошным он стал к зиме 1811/12 гг. Не очень длинный, чуть больше Ковша Большой Медведицы, он был необыкновенно красив. Но комета уже уходила от Солнца и Земли, хвост сокращался, и она таяла в пространстве. Напоследок её видели бесхвостой туманностью уже далеко за кольцом астероидов летом 1812г., всего за неделю до Бородинского сражения. Ещё 30 веков будет лететь она прочь от Солнца и потом вспять, чтобы засиять снова где-то около 4280 г.

Аристотель ещё в IV в. до н. э. объяснил явление кометы следующим образом: лёгкая, тёплая, "сухая пневма" (газы Земли) поднимается к границам атмосферы, попадает в сферу небесного огня и воспламеняется - так образуются "хвостатые звёзды". Это явление "подлунное", атмосферное, не астрономическое. Авторитет Аристотеля был столь незыблем, что в науке вплоть до XVI столетия сохранялся этот "приземлённый" взгляд на природу комет. Поэтому астрономы кометами не занимались.

Датский астроном Тихо Браге вернул кометы в семью небесных тел. Он сравнил удалённость кометы 1577 г. с расстоянием до Луны способом базисных измерений. Этот строгий геометрический метод можно объяснить в буквальном смысле на пальцах. Выставим два указательных пальца между правым глазом и каким-нибудь далёким предметом так, чтобы предмет и дальний палец загораживались ближним. А теперь посмотрим левым глазом: оба пальца сместились вправо - ближний больше, дальний меньше. Так же поступил Браге. "Глазами" стали две удалённые обсерватории - в Дании и в Чехии, дальним сроком - звёзды, а "пальцами" - Луна и комета. При этом комета сместилась на фоне звёзд меньше, чем Луна. А это значит...

Значит, пора исследовать движение комет.

Движение комет

Комета 1680 г. вернула Исаака Ньютона к работе над законом тяготения. Год назад он доказал, что если некоему пробному телу придавать в поле тяготения Солнца разные начальные скорости в различных направлениях, то орбита, по которой будет дальше двигаться тело, окажется одной из четырёх форм: окружностью, эллипсом, параболой или гиперболой. Эти кривые называются коническими сечениями, потому что, рассекая конус плоскостью под разными углами, мы всегда получим одну из названных кривых. При этом если рассечь конус наобум, наверняка выйдет либо замкнутая фигура - эллипс, либо разомкнутая кривая - гипербола. Для того же чтобы получилась окружность или парабола, нужно плоскость сечения ориентировать определённым образом. Можно сказать, что окружность - это идеально круглый эллипс, а парабола - эллипс, вытянутый в бесконечность. Окружность и парабола как орбиты в чистом виде не встречаются, их используют в расчётах как приближения.

Итак, есть эллипсы - по ним движутся планеты, их спутники, может, ещё что-то. Есть гиперболы - дороги случайных встреч, орбиты "одноразового использования": прилетело что-нибудь откуда-то из межзвёздья к Солнцу, обернулось и улетело обратно. Какие же пути выбирают кометы? Со времён Тихо Браге это оставалось загадкой.

И вот в ноябре 1680 г. комета приходит как по заказу. Профессор Кембриджского университета Ньютон организует толковых студентов на утренние наблюдения. Сам по точкам вычерчивает её пространственный путь. 12 ноября комета пересекает орбиту Земли; 19 ноября - летит почти прямо на Солнце и вскоре скрывается в солнечных лучах. Теперь её ищут в лучах зари и вечером, и утром - куда пойдёт дальше? 12 декабря комета вновь засияла на утреннем небе и летит, словно отброшенная назад на 180°. Её хвост, по измерениям Ньютона, стал длиннее радиуса орбиты Земли. И пока при дворе Людовика XIV решают проблему, за кем из Бурбонов прилетела комета, Ньютон лично замеряет положение уходящей кометы: дальние точки - самые важные для надёжного построения орбиты. По точкам получалась парабола. Но в реальности это мог быть либо отрезок сильно вытянутого эллипса, либо очень крутая гипербола. Сам Ньютон склонялся к тому, что комета ушла по эллипсу, а значит, когда-то должна вернуться.

Через четыре года судьба привела в дом Ньютона Эдмунда Галлея, астронома, математика, капитана дальнего плавания и ловца комет.

- Сэр, по каким орбитам движутся кометы, если на них распространяется притяжение Солнца? - спросил Галлей.

- По эллипсам, близким к параболам, - ответил Ньютон и положил на стол чертёж.

- Каковы же периоды их обращения?

- А это ещё предстоит узнать, - сказал Исаак Ньютон.

По совету Ньютона из сотен кометных наблюдений разных лет Галлей выбрал две дюжины таких, для которых можно было построить хоть приблизительную орбиту с допущением (для простоты), что все кометы движутся по параболам. Вычислить 24 орбиты вручную, без компьютера, на основе подчас неаккуратных наблюдений - это многолетний труд. И вот (к счастью!) три кометные будто бы параболы - 1531, 1607 и 1682 гг. - почти ложатся в пространстве Солнечной системы одна в другую. То есть это не три, а одно небесное тело, возвращающееся каждые 75- 76 лет! Так была открыта первая периодическая комета -- комета Галлея. Галлей предсказал её новое появление в 1758 г., а поймали её немецкий астроном-любитель Георг Палич и Шарль Мессье. Это был триумф закона тяготения и начало строгого "паспортного режима" для комет.

С древнейших времён до наших дней замечено и описано уже около 2000 комет. За 300 лет после Ньютона вычислены орбиты более 700 из них. Общие результаты таковы. Большинство комет движется по эллипсам, умеренно или сильно вытянутым. Самым коротким маршрутом ходит комета Энке - от орбиты Меркурия до Юпитера и обратно за 3,3 года. Самая далёкая из тех, что наблюдались дважды, - комета, открытая в 1788 г. Каролиной Гершель и вернувшаяся через 154 года с расстояния 57 а.е. В 1914 г. на побитие рекорда дальности пошла комета Делавана. Она удалится на 170 000 а. е. и "финиширует" через 24 млн лет.

Орбиты некоторых комет, спроецированные на плоскость эклиптики. Желтым обозначены орбиты ближайших комет (семейства Юпитера и Сатурна), красным - орбиты комет с периодом больше 20 лет, голубым - орбиты, мало отличающиеся от параболы, т.е. кометы с неопределенно большим периодом.

Хотя законы, управляющие движением планет и комет, одни и те же, их поведение и области обитания сильно различаются. Орбиты планет - эллипсы, близкие к окружностям. Орбиты комет - вытянутые эллипсы, почти параболы.Планеты движутся в плоскости тонкого диска в одном направлении. Пути комет - это настоящий клубок орбит, ориентированных в пространстве без порядка. Кометы ходят по ним одни - против, другие - по часовой стрелке (обратное движение).

Заметим, что две столь же несхожие звёздные "народности" населяют Галактику. Одни звёзды (и Солнце в их числе) живут в галактическом диске. Другие, более древние, с несколько иным химическим составом, образуют клубок вокруг центра Галактики и снуют вглубь-наружу, туда-обратно по вытянутым эллипсам. Странное сходство, заслуживающее размышления на досуге...

Движение планет устойчиво, они не меняют заметно своих орбит. Кометы, регулярно пересекая дороги больших планет, меняют орбиты. Обычно изменения незначительны, как у кометы Галлея, но если странница пролетит мимо гиганта ближе чем в полумиллиарде километров, величина и направление её орбиты могут измениться до неузнаваемости.

Особенно сильно влияние Юпитера. Набрасывая гравитационное лассо, он "одомашнивает" кометы, переводит их на короткие орбиты - от Солнца до Юпитера и обратно. Сегодня в табуне Юпитера около сотни хвостов. По десятку комет держат Сатурн и Нептун. Три кометы пасёт Уран. Есть ещё подозрительное стадо, гуляющее до границы 50-60 а. е. Стадо есть, а пастуха нет...

Но гиганты слепы, как Полифем. Порой и собственую комету прогонит навсегда, а иногда так поддаст пробегающей мимо, что та переходит на орбиту большей дальности, а то и вовсе бежит от Солнца по гиперболе - прочь и навсегда. В Солнечной системе есть кометы, движущиеся с гиперболической скоростью, но это не пришельцы, это "наши" кометы, вынужденные навсегда покинуть солнечную родину из-за того, что кому-то перешли дорогу.