Галина Железняк Андрей Козка Чудеса и катастрофы Вселенной

ДВА ТИПА КОМЕТ

Ученые выделяют два типа комет: кометы малого периода (период обращения составляет менее 200 лет), такие как комета Галлея, цикл которой 76 лет, и долгопериодические кометы (свыше 200 лет). Размер и состав комет обоих типов практически не отличаются. Кометы малого периода обычно обращаются вокруг Солнца в одном направлении с планетами и практически в той же плоскости (эклиптика). Долгопериодические кометы обращаются вокруг Солнца в любой плоскости и в любом направлении. Комета Галлея составляет исключение: она движется в обратном направлении и имеет сильно наклоненную орбиту. Некоторые астрономы предполагают, что когда-то цикл этой кометы был больше, но сильная гравитация одной из планет сократила орбиту и период обращения кометы.

Самый большой период постоянной орбиты кометы — около 4 млн лет при наибольшем афелии (удалении от Солнца орбиты небесного тела) 50 000 а. е. А это составляет 20 % расстояния до ближайшей звезды. Поэтому есть вероятность, что данная комета попадет в гравитационное поле других звезд, выйдя из поля Солнца.

Даже комета с такой огромной орбитой сделала бы уже 1200 оборотов вокруг Солнца, если предположить, что возраст Солнечной системы 4,6 млрд лет.

Считается, что классическое облако Оорта состоит из ядер комет, оставшихся как результат эволюционного происхождения Солнечной системы (небулярная космогоническая теория). Общая масса облака, по предположениям, составляет около сорока масс Земли. Недавно было высказано предположение, что кометы распадаются прежде, чем мы их замечаем.

Необходимо отметить, что хотя диаметр тел в поясе Койпера обычно лишь в 10 раз больше диаметра кометы, масса каждого из них в тысячу раз превышает массу обычной кометы. Окраины Солнечной системы по-прежнему представляют собой загадочные и неизведанные места космоса. Астрономы называют обнаруженные в поясе Койпера небесные тела трансплутоновыми, или транснептуновыми, телами, что является объективным указанием на их расположение за самыми далекими из обнаруженных человечеством планетами Солнечной системы.

Канадский астроном Хью Росс (Hugh Ross) высказал идею, что кометы приходят из межзвездного пространства. Но если бы данная теория была верна, кометы двигались бы по гиперболическим орбитам со скоростью, превышающей вторую космическую. А этого не наблюдается. Возможно, есть только отдельные представители комет, которые прилетают из других звездных систем. Слой замерзших газов на поверхности кометы активно проявляет себя при рождении огромного и весьма впечатляющего «хвоста» кометы. Обращаясь вокруг Солнца, комета постепенно теряет массу и в конце концов исчезает.

Немного истории

История наблюдения за кометами богата и разнообразна. Мы расскажем об одной замечательной комете XX в.

К сожалению, появление этой яркой кометы принесло на Землю и трагедию. 39 мужчин и женщин в США, членов секты «Врата небесные», восприняли комету как знак для ухода из жизни и приняли смертельную дозу лекарства. Они были убеждены, что в хвосте кометы движется НЛО, на встречу с которым и отправились. Эта трагическая история была вызвана тем, что через хвост кометы просвечивала звезда восьмой звездной величины, которая и была принята за НЛО.

Кометы могут появиться в любой точке неба, могут двигаться по небу в любом направлении, меняя при этом свою яркость и форму. Такое странное поведение комет нередко пугало людей в прошлом. В древние времена появление на небосводе кометы недвусмысленно предвещало потрясения и несчастья для народов. Комета 54 г. н. э., по мнению римлян, была предвестницей смерти божественного Клавдия. Кометы появлялись и в годы смерти императора Константина I в 336 г., Атиллы в 453-м, Магомета в 632-м. Позже с появлением комет связывали смерть Генриха I и Ричарда Львиное Сердце, римских пап Иннокентия IV и Урбана IV.

Императору Нерону удалось «перехитрить» небесное знамение. Когда в 60 г. н. э. на небосклоне вспыхнула яркая комета и придворные уже заговорили о преемнике Нерона, он нашел выход из «неприятного» положения — традиционный для любого тирана. Астролог Бальбилл заверил юного Нерона, что у монархов принято отвращать от себя гнев небес именно подобным способом — уничтожением своих подданных. Невероятно опасный совет человеку, который убил свою мать, двоих жен, большую часть родственников и сжег Рим. И император распорядился жестоко расправиться не только с участниками недавно раскрытых заговоров — Пизоном и Веницианом, но также с их близкими и прислугой. Нерон благополучно пережил эту комету. А к моменту появления следующей — ею оказалась комета Галлея 66 г. н. э.  — воспользовался «проверенным» методом защиты. И хотя римский диктатор на тридцать третьем году жизни сам покончил с собой, случилось так, что ожидание беды оправдалось — погибло много людей. Но комета ли стала причиной несчастий?

В прошлом кометы считали предвестниками войны. В 367 г. до н. э. во Фракии упал огромный метеорит в то самое время, когда в течение 75 дней в небе была видна комета. В результате греческие философы стали считать, что «горячие камни» являются частью неба. Аристотель, знаменитый древнегреческий ученый, родился во Фракии и работал в Афинах в IV в. до н. э., в своей книге, посвященной природе, утверждал, что кометы вызывают сильные бури и засуху. Его представления были общепринятыми в среде образованных людей в течение почти двух тысячелетий.

43 г. до н. э.  — на этот раз появление кометы связали с убийством Юлия Цезаря. Римские граждане, по свидетельству Светония, наблюдая в июле 44 г. до н. э. в течение семи ночей «хвостатую звезду», верили, что это дух убитого незадолго до того Цезаря соединяется с богами на небесах.

70 г.  — появление кометы ассоциировали с падением Иерусалима. Плиний Старший писал, что на нее с трудом можно было смотреть, так как в комете замечено «изображение Божие в человеческом виде». За четыре года до этого события была замечена еще одна комета, но на нее как на предвестницу падения Иерусалима не обратили внимания.

451 г.  — варвары вторглись на территорию будущей Франции. Римляне, во главе которых стоял талантливый полководец Аэций, нанесли захватчикам сокрушительный удар в битве при Марне. Но сами римские солдаты приписали победу не столько своему военачальнику, своим силе и мужеству, сколько комете, появившейся в это время на небосклоне.

1066 г.  — вторжение норманнов в Южную Англию совпало с появлением на небе кометы Галлея. Состоялась знаменитая битва при Гастингсе, в которой войска нормандского герцога Вильгельма разбили английскую армию. Супруга Вильгельма королева Матильда Фландрская в честь этой победы выткала гобелен, состоящий из многочисленных эпизодов, в том числе с появлением кометы, считавшейся знамением исхода битвы. Подобное же совпадение произошло в 1453 г., когда пал Константинополь.

В средние века кометам стали уделять еще больше внимания. Они по-прежнему внушали ужас. Врачи же усматривали в кометах предвестниц болезней и эпидемий. Ученые и писатели не уставали повторять, что кометы всегда приносят несчастья. А вот флорентийский живописец Джотто представил комету как символ счастливого события. На одной из фресок в капелле города Падуи (1304–1306) он изобразил ее в виде Вифлеемской звезды над библейским хлевом с яслями. Это была комета Галлея, перекочевавшая с неба в сцену Рождества благодаря художнику Джотто ди Бондоне.

Знаменитый французский популяризатор астрономии Камилл Фламмарион иронично заметил, что комета, появившаяся в 1680 г., «произвела впечатление даже на кур». В своей «Истории неба» он опубликовал старинный рисунок куриного яйца с изображением кометы: «4 декабря 1680 г. курица снесла яйцо, на котором увидели фигуру кометы и около нее другие знаки».

Но даже сегодня ученые связывают с полетом комет возможность космических катастроф. Подобное, вероятно, произошло 65 млн лет назад. На полуострове Юкатан обнаружен кратер диаметром 180 км. Взрыв поднял огромные столбы пыли почти со всей поверхности планеты, что повлекло за собой глобальное изменение климата. Согласно гипотезе американского физика Луиса Альвареса, именно это явление вызвало быстрое вымирание динозавров.

Оставили заметный след «вестницы небес» и в отечественной истории. По поводу кометы Галлея 1066 г. русский летописец Нестор пишет: «В си же времена бысть знамение на западе, звезда превелика, луче имуща аки кровавы, восходяща с вечера по заходе солнечнем и пре-бысть за 7 дней; се же проявляша не на добро: посем бо быша усобице много и нашествие поганых (половцев) на Русьскую землю, си бо звезда бе аки кровава, прояв-ляющи кровипролитие».

В Украине народное поверье говорило о падающих звездах — метеорах, как о ведьмах, которые каждую ночь уносят с неба звезды, складывая их в кувшины.

«Допустим, эти предрассудки остались в прошлом, но ведь существует опасность столкновения кометы с Землей! — скажет просвещенный читатель, знакомый с современной картиной мира. — Какие же будут последствия?» Да, действительно, такое событие может стать печальной реальностью. Столкновение подобной кометы с Землей привело бы к катастрофическим последствиям не только для цивилизации, но и для жизни в целом.

Испепеляющий взрыв, ударная волна, несколько раз обогнувшая земной шар, в стратосферу выносятся миллиарды тонн пыли и мельчайших частиц кометного и земного вещества. Черное облако расползается по всему небосводу, затмевая солнечный свет на многие годы. Растения перестают расти, и наступившие холод и голод приводят к гибели многих видов жизни на Земле. Подобная картина апокалипсиса напоминает описание «ядерной зимы».

Для создания эффективной системы предупреждения таких столкновений следует вести непрерывные наблюдения за небесными посланниками. Но кометы несут большую опасность, так как они становятся видимыми лишь в непосредственной близости от Земли при движении с далеких окраин Солнечной системы. Если какая-нибудь из комет «возьмет курс» на столкновение с Землей, мы узнаем об этом лишь за несколько месяцев до катастрофы. По-видимому, тогда уже будет поздно что-либо предпринимать. Хотя вероятность такого события мала, порядка 2-1018 в течение года, тем не менее такое возможно. Найджел Колдер в книге «Комета надвигается!» великолепно направил сознание людей на созидательную миссию: «Земля в своей материнской мудрости породила нас, чтобы мы пораскинули мозгами и спасли все живущее от судьбы динозавров».

КОМЕТА ШУМЕЙКЕРА — ЛЕВИ

Может ли неизвестная нам комета застать врасплох землян? Нет, это абсолютно исключено. Не только астрономы-профессионалы, но и тысячи любителей нацеливают свои телескопы, подзорные трубы, другую дальнобойную оптику в небесные дали. Они осматривают подробнейшим образом небо в поисках новой или хорошо забытой старой кометы. Что ими движет? Очень часто не только научный интерес, но и честолюбие, желание внести свое имя в каталог небесных объектов, как это произошло с 19-летним японским юношей Каору Икейя, который открыл свою первую комету в 1963 г. А спустя два года весь мир наблюдал знаменитую яркую комету Икейя — Секи-1965, открытую им совместно с приятелем, преподавателем музыки Дутому Секи.

Информация со всего мира о реальных и мнимых небесных «новичках» направляется в международное бюро «Астрограм» в США, где и регистрируется. Специалисты бюро анализируют характер представляемого объекта. К сожалению, ошибочных сообщений поступает больше.

А теперь обратимся к Юпитеру. Эта планета превышает Землю более чем в 11 раз по размерам и в 300 раз по массе, поэтому она в значительной мере влияет на траектории комет, движущихся из космических глубин к ближайшему околосолнечному пространству. Работая как гигантский магнит, за счет массы Юпитер и другие планеты-гиганты искривляют орбиты или притягивают к себе значительную часть опасных «гостей». Так это произошло и с кометой, обнаруженной группой американских ученых — супругами Шумейкер совместно с Леви на 5-метровом телескопе Паломарской обсерватории 24 марта 1993 г. На предыдущем витке комета, пролетая мимо Юпитера, была разорвана приливными силами тяготения более чем на 20 частей. Теперь этот рой осколков был окончательно захвачен и поглощен мощным притяжением гиганта.

Падение каждого фрагмента — это фантастической силы взрыв в плотной атмосфере Юпитера, эквивалентный многим миллионам мегатонн тротила. Такая энергия превышает весь накопленный человечеством ядерный потенциал в тысячи раз. Взрыв кометного тела сопровождается ударной волной, яркой вспышкой, мгновенным разогревом, дроблением и испарением вещества кометы. Раскаленная масса за несколько секунд погружается на сотни километров в глубь атмосферы Юпитера, достигая плотных слоев, где и тормозится. Затем быстро расширяющееся раскаленное облако стремительно поднимается вверх, усиливая и без того весьма мощные атмосферные потоки и вихри на Юпитере. Каждый упавший фрагмент порождает вихревое облако, которое может фиксироваться как пятно на лике планеты.

Одно обстоятельство огорчило астрономов: падение кометы Шумейкера — Леви происходило на обратной, невидимой с Земли стороне Юпитера. Поэтому наземные наблюдатели могли фиксировать драматические события по отраженным от ближайших спутников Юпитера вспышкам, а затем, когда планета поворачивалась к нам «обстрелянной» стороной, определять физические последствия бомбардировки.

Для непосредственных наблюдений вблизи за процессом столкновения был сориентирован космический телескоп «Хаббл», которому не могли помешать ни наша атмосфера, ни погодные условия Земли. В период падения осколков — второй половине июля — десятки обсерваторий мира развернули исследовательскую программу.

Астрономы-наблюдатели Главной астрономической обсерватории АН Украины (Киев, Голосеево) также отправились на высокогорные наблюдательные базы — в Крым, на Кавказ. Над Кавказом в это время, к сожалению, проходил мощный циклон, а вот в Крыму погода благоприятствовала астрономам, и исследователям удалось получить интересные результаты.

Космическая катастрофа, вызванная падением кометы Шумейкера — Леви, приподнимает завесу таинственности, подобно плотной атмосфере окружающей самую большую планету Солнечной системы. В атмосфере Юпитера «закодирован» реликтовый состав протопланетного газопылевого облака, из которого сформировались Солнце и наша планетная система. Расшифровав этот «код», можно реконструировать не только прошлое, но и будущее нашей звезды — Солнца, Земли, следовательно, и нашей цивилизации.

Кстати, установлено, что кометное вещество содержит в себе различные органические соединения. Существует версия, согласно которой жизнь на нашу планету была принесена из космоса: 4 млрд лет назад одна из милио-нов комет, зацепив пустынную Землю своим хвостом, рассеяла в ее атмосфере живые протоклетки, давшие начало всему разнообразию жизни на планете.

ЖИЗНЬ НО ЗЕМЛЮ МОГЛИ ЗАНЕСТИ КОМЕТЫ

Моделируя столкновение кометы с Землей, ученые обнаружили, что переносимые кометой молекулы органического вещества могут пережить такое событие и «посеять» жизнь на нашей планете. Таким образом, первичные «кирпичики жизни», элементы ДНК и белков, могли прибыть на Землю из космоса.

Аминокислоты успешно «переживают» моделируемое столкновение кометы с Землей, и многие из них полимеризуются в цепочки — пептиды. Пептиды, в свою очередь, образуют полипептиды, и из еще более длинных молекулярных цепочек получаются белки. В зависимости от температуры, давления и длительности удара получались различные вариации пептидов. Причем замораживание мишени до температуры ядра кометы увеличивало «выживаемость» аминокислот.

Предполагается, что столкновения с кометами в ранней истории Земли (около 4 млрд лет назад) были довольно частым событием. Солнечная система была насыщена обломками из камня и льда. Они врезались в Землю на скорости около 25 км/с.

При малом угле падения вода с кометы, насыщенная органическими молекулами, может непосредственно попасть на Землю. Такой сценарий столкновения дает все необходимое для возникновения жизни: жидкую воду, органический материал и энергию.

Интересно, что в метеоритах обнаружено уже более 70 аминокислот. Из них 20 являются компонентами животных белков на Земле. Правда, не ясно, как же все-таки из этих элементарных компонентов возникли действительно живые существа.

Подведем итоги сказанному о кометах. Итак, наибольшую опасность представляют собой массивные долгопериодические кометы, их появление чаще всего бывает неожиданным из-за произвольной ориентации плоскостей орбит и больших или очень больших периодов обращения. Более того, многие из этих комет — апериодические, т. е. движутся по незамкнутым траекториям (параболическим или гиперболическим) и поэтому действительно являются новыми. У этих комет возможна более высокая скорость столкновения с Землей — до 72 км/с (на встречных траекториях), что может привести к глобальным катастрофическим последствиям. Возможность подобных столкновений подтверждается многими фактами, часть из которых изложена в этой книге. Вполне вероятно, что какая-то часть кратеров на Земле была образована и крупными кометными ядрами или телами промежуточного состава.

Но столкновения с кометами могут приводить не только к катастрофическим последствиям. Ряд ученых считает, что сразу после своего формирования при высоких температурах и охлаждения земная поверхность была очень сухой (например, как сейчас лунная) и что практически вся вода и другие летучие соединения были доставлены потоком комет, обрушившимся в то время на Землю. Кстати, кометы могли доставить не только воду, но и сложные органические соединения, возникновение которых в земных условиях, как некоторые полагают, было маловероятным, и таким образом создали основу для зарождения простейших организмов.

Еще одно несомненное подтверждение реальности столкновений кометных ядер с планетами — уникальное событие, которое произошло «на глазах» у всего современного человечества. Имеется в виду падение фрагментов кометы Шумейкера — Леви 9 на Юпитер в июле 1994 г. Как показало обратное моделирование движения этой кометы, она была либо сорванным с привычной орбиты ледяным спутником Юпитера, либо обычной кометой, ранее захваченной планетой-гигантом. Скорее всего, кометное ядро было разорвано на части приливными силами при сближении с Юпитером. Падение обломков ядра кометы размерами от

1 до 10 км со скоростью около 60 км/с происходило с 16 по 22 июля 1994 г. на обратную сторону южного полушария Юпитера. Последствия падений были грандиозными. Следы взрывов в виде огромных темных пятен и расходящихся от них кольцевых ударных волн (по диаметру сравнимых с Землей) на фоне юпитерианской атмосферы наблюдались во всех обсерваториях мира. Но лучшие по качеству снимки были получены с помощью орбитального телескопа «Хаббл», работающего за пределами земной атмосферы.

Для ответа на вопрос: «Опасны ли кометы?» — достаточно учесть, что из наблюдений около 200 долгопериодических комет известно, что примерно 5 комет в год пересекают плоскость орбиты Земли (напомним, что речь идет только об уже известных кометах типа кометы Карла V или кометы Галлея).

Для столкновения необходимо, чтобы траектория хотя бы одной из таких комет пересеклась с положением Земли, точнее, прошла бы через окружность площадью в 1/4 площади земной поверхности. Расчеты показывают, что вероятность такого события, как и ожидалось, экстремально мала — примерно одно событие в 50—100 млн лет. Но геологический возраст Земли-близок к 4,5 млрд лет. Значит, за это время нас «посетили», как минимум, несколько десятков комет. А если учесть, что каждый год астрономы открывают еще 3–5 новых комет, то кометный фактор становится одним из важнейших элементов земной истории! Этот вывод подтверждается и данными наблюдений кратеров Луны, значительная часть которых сформировалась под воздействием комет, астероидов и метеоритов.

Соединяя оптимистическую и пессимистическую точки зрения на кометную угрозу для Земли, можно указать наиболее оптимальный интервал для таких событий — примерно один раз в 10–20 млн лет. Много это или мало? Стоит ли принимать во внимание кометную опасность и предпринимать какие-то меры? Для тех, кто настроен оптимистически (по принципу — на мой век хватит), заметим, что приведенные выше оценки характеризуют лишь частоту событий, но в принципе не могут дать ответа на вопрос, когда же это событие произойдет. Следует пояснить, что и в повседневной жизни мы интуитивно оцениваем опасность того или иного фактора.

Ранее в книге говорилось о том, что опасность от движущегося автомобиля намного превышает опасность от упавшего с крыши кирпича или аварии самолета. Следовательно, в первую очередь нужно «страховаться» от потенциально наиболее вероятного события. Но что до этой логики человеку, на которого кирпич все-таки упал! Мы прекрасно понимаем, что вероятность аварии на атомной станции чрезвычайно мала. И несмотря на это мы стали свидетелями ужаса Чернобыля. Следовательно, сама по себе вероятность того или иного события хотя и важна, но недостаточна для характеристики степени опасности явления.

Если учесть, что столкновение крупной кометы с Землей будет сопровождаться гибелью всего живого, то рейтинг этой угрозы превышает авиационный в 5–7 раз! Вероятность эффекта мала, но зато последствия — глобальны!

Из хроники событий

В 1995 г. комета 73Р Швассмана — Бахмана (73Р/ Schwassmann — Wachmann) неожиданно распалась: без каких-либо видимых причин ядро кометы разделилось на три мини-кометы, летящие в космосе единой группой. В то время расстояние до кометы 73Р составляло 240 млн км. В мае 2006 г. фрагменты кометы пролетели мимо Земли на расстоянии, на котором не пролетала ни одна из комет за последние двадцать лет.

«Никакой опасности столкновения кометы с Землей нет, — так комментировал событие доктор Дон Эманс (Don Yeomans), руководитель программы НАСА по ближайшим к Земле объектам. — Ближайший фрагмент пройдет на удалении около 10 млн км, то есть в 25 раз дальше, чем Луна. Пролет кометных фрагментов станет знаменательным событием в истории астрофизики».

За кометной цепочкой вели наблюдение не только с помощью космической техники, но и с помощью гигантского радара «Arecibo» в Пуэрто-Рико. Ученые определяли форму и скорость вращения частей кометы. Группа из мини-комет была видна в созвездиях Лебедя и Пегаса. Интересно, что, несмотря на относительную близость к Земле, мини-кометы были не очень яркими.

Следует заметить, что эти мини-кометы совсем не похожи на большие кометы Hayutake и Hale — Ворр, пролетавшие мимо Земли соответственно в 1996 и 1997 годах. Те кометы можно было видеть невооруженным глазом даже в больших городах, а фрагменты 73Р лучше всего наблюдать за городом, вооружившись биноклем. Количество фрагментов кометы 73Р постоянно меняется. В 1995 г., в начале распада, было только три фрагмента, затем астрономы нашли не менее 13. С приближением к Солнцу 73Р количество фрагментов постоянно росло. И наконец в мае 2006 г. сверкающая «нитка жемчуга» из сорока «бусинок» пролетела в окрестностях нашей планеты.

По некоторым версиям, Земля могла бы попасть в облако кометных частиц. Тогда на планету обрушился бы метеорный дождь. Но этого не произошло. «Наиболее вероятной причиной распада является тепловое воздействие при приближении кометы к Солнцу. Под действием тепла ядро распадается, — поясняет доктор Вигерт. — Но облако осколков расширяется довольно медленно, и интенсивного метеорного дождя не будет».

С другой стороны, если комета была разбита при попадании в нее астероида, то в результате такого столкновения могли образоваться «быстрые» фрагменты, способные достигнуть Земли. Доктор Вигерт советовал астрономам-любителям быть наготове. Они могли бы наблюдать первый метеорный дождь, вызванный кометными осколками. «В качестве примера можно привести комету Биела (Biela), которая разделилась на фрагменты в 1846 г. и полностью распалась в 1872 г., — говорит астроном. — По крайней мере, три очень интенсивных метеорных дождя (от 3 тыс. до 15 тыс. метеоров в час!) в 1872,1885 и 1892 годах были вызваны остатками этой кометы».

Предполагая, что комета 73Р распалась под воздействием тепла, астрономы рассчитали наиболее вероятную траекторию ее пылевого облака. Согласно этим расчетам, облако достигнет Земли в 2022 г., при этом будет совсем небольшой метеорный дождь. Но продолжающееся деление кометы может стать причиной образования новых метеорных тел, разлетающихся в разных направлениях, поэтому сильный метеорный дождь от 73Р в будущем весьма вероятен.

жүктеу/скачать 0.73 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: