Глава 4. Солнечная система

4.11. Малые тела Солнечной системы

4.11.5. Внутри кометы

1

Рисунок 4.11.5.1. Ядро кометы Галлея, сфотографированное космическим аппаратом «Джотто». Март 1986 года

При каждом сближении с Солнцем комета теряет некоторую часть своей массы в виде газа и пыли, выбрасываемых в голову и в хвост. При этом головы комет иногда достигают размеров, превышающих размеры Солнца, а хвосты имеют порой длину больше 1 а. е. Комета 1888 года имела хвост, размеры которого превосходили расстояние от Солнца до Юпитера!

Как показывают спектральные исследования, в комете содержатся и газовая, и пылевая составляющие; последняя светит только отраженным солнечным светом. То же можно утверждать относительно самой яркой центральной части головы кометы, которую наблюдатели обычно называют ядром.

В 1986 комету Галлея исследовали АМС «Вега-1», «Вега-2», «Джотто». Ядро кометы Галлея представляет собой космическое тело размером 14×7,5×7,5 км и массой 6∙10¹⁴ кг. Ядро кометы медленно вращается с периодом 53 часа. Поверхность кометы очень темная, альбедо 0,04. Температура поверхности на расстоянии 0,8 а. е. была около 360 К. В выбрасываемых струях были обнаружены углекислый газ и пыль. Каждую секунду возле перигелия комета выбрасывает 45 тонн газа и 8 тонн пыли.

2

Рисунок 4.11.5.2. Комета Галлея 13 марта 1986 года недалеко от Млечного Пути

Согласно гипотезе известного американского исследователя Фреда Уипла, кометное ядро представляет собой ледяную глыбу, состоящую из смеси замерзшей воды и замороженных газов с вкраплениями тугоплавких каменистых и металлических частиц, метеорного вещества. Образно говоря, оно похоже на «загрязненный айсберг». «Льды» кометного ядра состоят из простых соединений водорода, кислорода, углерода и азота, и с приближением такого айсберга к Солнцу они начинают интенсивно испаряться. Тогда все включенные в льды глыбы и камни с поперечником от нескольких метров до сантиметров и миллиметров обнажаются и в свою очередь выделяют адсорбированные газы и поставляют пыль. Они могут образовать рой самостоятельных глыб и камней. Фонтаны газа даже могут изменить орбиту кометы. Вокруг ядра образуется обширная светящаяся газовая оболочка – кома. Вместе с ядром она составляет голову кометы. Дальнейшее сближение кометы с Солнцем приводит к тому, что ее голова становится овальной, затем удлиняется и из нее развивается хвост. Чаще всего хвосты комет направлены от Солнца из-за давления солнечного света на молекулы газов и пылинки, выделяющиеся из кометного ядра.

Ядро кометы не твердое единое тело, пусть даже астероидных размеров, а совокупность отдельных тел. Эти тела (глыбы, камни, песчинки, пылинки) слабо связаны между собой, но все-таки образуют до поры до времени единое целое. Однако с каждым приближением к Солнцу периодическая комета становится все слабее. Некоторые из них достаточно «сильны»: так комета Галлея с более длинным периодом, 76 лет, наблюдается с 466 года до н. э. За минувшие тысячелетия она 32 раза проходила перигелий. Комета Энке с периодом 3,3 года была открыта в 1786 году и пережила за это время не один десяток своих хвостов. Однако и у нее за эти два столетия абсолютная звездная величина увеличилась не менее чем на 2^m. А есть такие, которые «не выдерживают» более двух-трех сближений с Солнцем и, распадаясь, порождают метеоритный рой, продолжающий двигаться по старой орбите. При его встрече с Землей мы наблюдаем метеорный поток.

Модель 4.9. Кометы

Нередки случаи, когда кометы дробятся на несколько частей, демонстрируя тем самым малую связанность ее вещества. Классическим примером является комета Биэлы. Она была открыта в 1772 году и наблюдалась в 1815, 1826 и 1832 годах. В 1845 году размеры кометы оказались увеличенными, а в январе 1846 года наблюдатели с удивлением обнаружили две очень близкие кометы вместо одной. Были вычислены относительные движения обеих комет, и оказалось, что комета Биэлы разделилась на две еще около года назад, но вначале компоненты проектировались один на другой, и разделение было замечено не сразу. Комета Биэлы наблюдалась еще один раз, причем один компонент был много слабее другого. Больше найти ее не удалось. Зато неоднократно наблюдался метеорный поток, орбита которого совпадала с орбитой кометы Биэлы.

3

Рисунок 4.11.5.3. Комета Галлея 12 марта 1986 года. Хорошо заметны белый пылевой и синий плазменный хвосты

Две «царапающие» кометы впервые наблюдались со спутника «SOLWIND» в непосредственной близости от Солнца в тени от искусственного диска. Он был выдвинут на много метров вперед от прибора и создавал имитацию солнечного затмения при отсутствии атмосферных помех. В январе и июле 1981 года кометы наблюдались на расстояниях от Солнца, немного превышающих его радиус, и даже в солнечной короне не прекращали своего существования. Можно с уверенностью утверждать, что вся пылевая составляющая этих комет испарилась в солнечной короне, но более крупные тела, входившие в ядро кометы (каменные глыбы), «пережили» чрезвычайно высокую температуру в течение нескольких часов пребывания в короне и вырвались по первоначальной орбите, удаляясь от Солнца как скопление малых твердых тел и уже невидимые. С тех пор регулярно открывают кометы, пролетающие около Солнца.