Комета крупным планом

Кометы - самые протяжённые тела Солнечной системы. У кометы 1811 г. одна голова по объёму в шесть-восемь раз превосходила Солнце. У кометы 1882 г. хвост был больше, чем расстояние от Солнца до Юпитера. Но при всех своих невообразимых размерах хвосты, состоящие из плазмы, газа и дыма, настолько разреженны, что на Земле такая среда считается вакуумом. Кометы - это видимое ничто. Но в сердцевине этого "ничто" есть нечто - твёрдое ядро кометы, с которого всё начинается.

Перенесёмся мысленно к ядру кометы, спешащей к Солнцу, и пройдём с ней часть пути. Пусть это будет ядро кометы Галлея - знаменитый "башмак" размером 16 х 8 км, каким его увидели на снимках "Беги" и "Джотто" в 1986 г.

Ядро состоит из льдов, внутри уплотнённых, а снаружи пористых, губчатых, пушистых. Пока до Солнца далеко, комета, промороженная до -260 °С, спит глубоким сном: ни головы, ни хвоста.

Основу льдов (более 80%) составляет вода, остальное - твёрдая углекислота, именуемая "сухим льдом", метановый, аммиачный лёд и другие замороженные газы. Вещество ядра достойно внимательнейшего изучения. В этом холодильнике могли сохраниться реликтовые органические вещества - первые кирпичики, из которых сложилась жизнь на Земле. Кометный лёд - грязноватый, перемешан с пылью и каменистым веществом. Когда пригреет, лёд начнёт испаряться, и, как на городских сугробах, на поверхности ядра останется корка загрязнения.

Корковая пыль в тысячи раз мельче той, что летом садится на подоконник. Пылинки не рассмотреть даже в лупу. Их триллион в кубическом миллиметре. Попадаются и частицы покрупнее песчинки, камешки. Из такого вот космического праха, из кометной пыли, камней и льдов, возможно, слепились и выплавились Земля и планеты почти 5 млрд лет назад.

На расстоянии 4,5 а. е. от Солнца, когда обогрев кометы достигает 1/20 нагрева Земли и температура верхнего слоя льда поднимается до -140 °С, открытые льды начинают испаряться. Не таять, а именно испаряться. Так улетучивается на холоде лёд из замёрзшего белья, так же в морозный день без таяния истончаются сугробы. Переход вещества из твёрдого состояния в газообразное, минуя стадию жидкости, называется возгонкой. День за днём процесс идёт всё заметнее. Сначала испаряются метан, аммиак, водород, циан, образуя прозрачную атмосферу - голову кометы. По мере приближения к орбите Марса возгоняется углекислота. Последней начинает испаряться вода, требующая большего тепла.

Атмосферные газы кометы не остаются неизменными. Кванты солнечного света, налетая на молекулы газа, ионизуют вещество, выбивая из атомов электроны. Но от Солнца идёт не только свет, а ещё и солнечный ветер. Это поток заряженных частиц, которые разбегаются во все стороны от дневного светила и несут с собой обрывки солнечного магнитного поля. Налетая на голову кометы, ветер подхватывает магнитными полями, как сетями, ионы кометного газа и мчит их прочь от Солнца на скорости 500-1000 км/с, образуя длинный и прямой, как луч прожектора, плазменный хвост. На незаряженные частицы газа солнечный ветер не действует. Эти частицы задерживаются у ядра, пополняя голову кометы.

Наконец, из-под коричневой корки начинают бить газовые фонтаны-гейзеры. Атмосфера всё шире, голова всё больше, и вот уже заметно её холодное люминесцентное свечение. Кометный газ светится так же, как краски-люминофоры и как разреженный газ в лампах дневного света.

Даже слабый напор газа подхватывает и вздымает ввысь громадные султаны пыли. В это время для земного наблюдателя голова кометы становится ярче, потому что пылевой туман отражает больше света, чем его излучают холодные прозрачные газы. Кванты света налетают на пылинки, и хотя их давление на пыль не так энергично и эффективно, как действие солнечного ветра на "окрошку" из атомов и молекул, но свет тоже гонит пылинки прочь от Солнца. Они образуют уже другой хвост - не прямой, как меч, а изогнутый, как сабля: пыль уходит из головы медленнее, и хвост волочится за ней по орбите, изгибаясь.

Вид комет разнообразен, но, рассматривая их на фотографиях или в натуре, всегда легко заметить: у этой хвост из ионов, у этой - пылевой, а у этой оба хвоста. Есть и другие фасоны хвостов, есть даже "бороды", но обо всём не расскажешь.

Войдя внутрь орбиты Земли, комета попадает в область сильного нагрева. Теперь гейзеры газа и пыли льются непрерывными струями в сторону Солнца. Ядро может терять 30-40 т пара ежесекундно! Но самое впечатляющее - это подкорковые взрывы. Как будто рвутся глубинные мины непонятной природы. Какие же силы и каким образом вдруг испаряют на глубине объём льда в пять шестнадцатиэтажных зданий и выбрасывают огромное количество газа на 20- 30 тыс. километров, откуда и ядро-то еле видно? Это главная загадка комет.

Очень близкое прохождение около Солнца грозит ядру развалом, разрывом на части, как уже не раз бывало. Но если комета благополучно миновала перигелий, она, побушевав ещё немного, "успокаивается" и застывает до очередной встречи с Солнцем.

Комета умерла. Да здравствует комета!

Комета Галлея "обтаивает" на каждом витке метров на 200. Когда около 100 тыс. лет назад Нептун её захватил, это было солидное космическое тело диаметром несколько сот километров. А сейчас остался окатыш, которого едва хватит до конца III тысячелетия.

Кроме испарения кометы крошатся. Взрывы выбрасывают из ядра сколы льда, смёрзшиеся глыбы, камешки, пыль. Этот мусор продолжает летать по орбите кометы, постепенно растягиваясь, как бегуны по кругу: самые быстрые догоняют отстающих. Так, еще при живой комете на её орбите образуется тор из метеорного вещества. Дважды в году, 4 мая и 22 октября, Земля сближается с орбитой кометы Галлея и несколько суток движется внутри этого тора. Кометные соринки врезаются в атмосферу и сгорают, вызывая явление метеорного потока.

Наконец, хорошо изучены случаи, когда ядро разваливается на части под действием притяжения Солнца или Юпитера при значительных сближениях с ними.

Бурная жизнь комет вблизи Солнца в десятки тысяч раз короче жизни Земли или Солнечной системы. Они как мотыльки-однодневки рядом с людьми: вчера одни, а сегодня уже новые. Странный, однако, этот "мотылёк": его вещество - древнейшее в планетной системе.

В сущности что мешает комете жить? Близость Солнца и планеты-гиганты. Значит, если льдину поместить подальше, чтобы в перигелии она не подходила к планетным орбитам, скажем, ближе чем на 50 а. е., а в афелии не забиралась в сферу притяжения соседних звёзд (200 000 а. е.), тогда комета могла бы существовать миллиарды лет.

Это далёкое царство Мороза (-270 °С), где живёт около ста миллиардов Снегурочек-невидимок, называется облаком Оорта. Это гипотетическая сферическая оболочка, окружающая Солнечную систему на расстоянии около 1 светового года (50000 а.е.), в которой содержатся миллиарды комет с общей массой, равной примерно массе Земли. Они тоже солнечная семья, их тоже тянет к Солнцу, но они живут по мудрой кометной пословице: "в десять раз дальше от Солнца - в сто раз безопаснее". Только изредка возмущающее сближение какой-нибудь звезды с Солнечной системой приводит к изменению их орбит, и кого-то случай направляет прямо в солнечный жар, в планетные жернова и... в сети ловцов комет.

Кометное облако Оорта. Слева вверху - его центральная часть. Два рисунка справа показывают, как кометное ядро может изменить свою орбиту под действием тяготения проходящей мимо звезды.