Комета Галлея в семье сестер
Комета Галлея, несомненно, самая популярная из комет. История открытия этой кометы такова. Английский астроном Э Галлей (1656–1742), вычисляя по совету своего друга И. Ньютона элементы орбит 24 наиболее ярких комет, обнаружил сходство орбит комет 1531, 1607 и 1682 годов. Галлей пришел к выводу, что это одна и та же комета, и предсказал ее очередное появление в конце 1758 года. Это предсказание ученого полностью подтвердилось: комета была обнаружена в декабре 1758 года, а 13 марта 1759 года она прошла перигелий С тех пор эта яркая комета и называется именем Галлея.
Эту достопримечательность Солнечной системы увидеть можно практически только один раз на протяжении человеческой жизни. Комета с удивительным постоянством появляется на земном небосклоне через 76 лет. Период ее обращения вокруг Солнца меняется в пределах от 74,4 до 79,2 года, так что 76 лет — это средний период за последние 2200 лет, на протяжении которых земляне регистрируют появление кометы.
Семья комет Солнечной системы достаточно многочисленна. В последнем издании каталога известного астронома доктора Б. Марсдена зарегистрировано 710 комет. Как указывает каталог азербайджанских астрофизиков, выпущенный республиканским издательством в 1986 году, 589 таких небесных тел имеют периоды обращения вокруг Солнца, превышающие 200 лет. Остальные (121) кометы, являются коротко-периодическими. Среди этой группы комет наибольшим вниманием пользуется комета Галлея.
Необычная форма кометы, пышный хвост, заметное перемещение среди звезд представляют собой красочное, волнующее зрелище, не оставляющее никого равнодушным. Но не эти факторы являются причиной широкой известности кометы Галлея. Все дело в сочетании параметров орбиты кометы с ее удивительной «молодостью». Именно поэтому ниже, хотя бы кратко, необходимо ознакомиться с некоторыми особенностями орбиты кометы Галлея.
Обычно в гравитационном поле Солнца астрономы отличают одну периодическую комету от другой и одно их появление от другого по набору шести основных параметров (элементов) орбиты.
О периоде обращения кометы Галлея вокруг Солнца уже говорилось выше. Вторая особенность кометы состоит в том, что ее орбите свойственна большая вытянутость (эксцентричность). Она обладает одним из самых значительных эксцентриситетов (е = 0,97) среди периодических комет, а это означает, что у кометы незначительное пери-гелийное (g = 0,58 а. е.) и большое афелийное (Q = 35,32 а. е.) расстояния.
Следовательно, перигелий орбиты расположен между орбитами Меркурия и Венеры, а в афелии комета пролетает между орбитами Нептуна и Плутона. В соответствии с законами небесной механики скорость кометы в перигелии составляет 54,5 км/с, а в афелии всего 0,9 км/с.
Еще одна особенность кометы Галлея — ее движение происходит в направлении, противоположном движению Земли (обратное, или ретроградное, движение). Другими словами, комета и Земля движутся по своим орбитам навстречу друг другу. Это обстоятельство имеет очень важное значение. Дело в том, что все планеты в своем движении вокруг Солнца вращаются в ту же сторону, что и Земля. Таким образом, комета и планеты пролетают мимо друг друга на «встречных курсах», и их относительные скорости значительны по величине.
Плоскость орбиты кометы Галлея расположена под углом 18° к плоскости эклиптики, т. е. плоскости, в которой движется Земля (рис. 3). Однако из-за обратного движения кометы наклонение ее орбиты считается 180° -18° = 162°. Плоскости орбиты кометы и эклиптики пересекаются по прямой, называемой линией узлов. Переходя из Южного полушария в Северное, комета проходит через восходящий узел орбиты, а обратно — через нисходящий. Благодаря указанному наклону перигелий орбиты находится на расстоянии 0,17 а. е. над плоскостью эклиптики, а афелий — 10 а. е. под плоскостью эклиптики.
Следовательно, комета Галлея большую часть времени проводит далеко внизу от плоскости эклиптики, что в сочетании с ее обратным движением приводит к очень редким сближениям (причем на значительных скоростях) с большими планетами Солнечной системы, которые в принципе могут значительно «искажать» траекторию движения кометы.
Именно поэтому ее орбита не является стационарной, она как бы «дрожит» от воздействия планетарных возмущений. Иначе говоря, элементы орбиты кометы Галлея слегка меняются во времени и «плавают», хотя и незначительно, возле своих средних значений.
С кометой Галлея связаны, два метеорных потока: Майские Аквариды и Октябрьские Ориониды. Оба потока являются результатом прохождения Земли через один и тот же метеорный рой. Однако благодаря тому что геометрические и физические условия этого прохождения неодинаковы, внешний вид потоков на небесной сфере также различен. Оба потока считаются одними из самых древних и длительных.
История кометы Галлея, теряющаяся в глубине веков, уже несколько столетий интересует астрономов. После изучения древних и средневековых летописей было установлено, что ее появление в 1910 году было 29-м, а в 1986 году — 30-м из зафиксированных. Хотя комета Галлея, как отмечалось выше, известна очень давно, только лишь во время последнего свидания ее ждали с особым нетерпением и основательно готовились к долгожданной встрече.
Все дело в том, что в 1986 году впервые в истории человечества комету удалось наблюдать с достаточно близкого расстояния. Это произошло в процессе ее встречи с целой «флотилией» межпланетных станций: двух советских «Вега-1» и «Вега-2», западноевропейского аппарата «Джотто» и двух японских станций — «Суисей» и «Саки-гаке».
Результаты «рандеву» с небесной странницей превзошли все ожидания. С расстояния тысяч и даже нескольких сотен километров удалось увидеть детали загадочного ядра кометы, которое оказалось эллиптической формы 14x7,5x7,5 км. Оно вращается вокруг своей оси с периодом около 53 часов. Поверхность ядра чрезвычайно неровна: на ней имеются образования круглого или овального вида, напоминающие кратеры ударного происхождения (рис. 4).
У кометы обнаружено два основных пылевых «выброса», три более узких со средней интенсивностью и два очень слабых. На границе области наиболее интенсивных «выбросов» видны такие детали, как корни и промежутки между отдельными пылевыми струями. Большая же часть ядра (около 85 % поверхности) активности не проявляет.
Температура на освещенной стороне ядра составляет примерно 315°К (42 С), а лед внутри его имеет температуру ниже 150°К. Ядро покрыто тонкой (около сантиметра толщиной) коркой со степенью отражения падающего света около 2 %. Эта своеобразная мантия состоит из углеводородов, сходных с обычным асфальтом. Другими словами, ядро кометы Галлея можно отнести к числу самых темных объектов Солнечной системы.
Космические аппараты зафиксировали также большой объем данных о физико-химических свойствах ядра, о процессах, протекающих в окружающей его газовой оболочке, о количестве водяного пара и пыли, покидающих кометное ядро ежесуточно, и т. д.
Согласно выполненным расчетам, ядро сокращается в размерах с интенсивностью 1 сантиметр в день, а сама комета теряет несколько сотен миллионов тонн своей массы при каждом сближении с нашим светилом. Это очень небольшая часть массы кометы. Учитывая, что объем ядра более 90 кубических километров, можно установить, что комета может безболезненно совершить еще свыше 330 оборотов вокруг Солнца.
Как показывают расчеты некоторых ученых, через несколько десятков сближений комета Галлея потеряет газовую оболочку и превратится в обычный астероид — очень слабую быстродвижущуюся звездочку, которую будет очень трудно обнаружить.
По другим прогнозам, напротив, считается, что на своей нынешней (или близкой к ней) орбите комета будет пребывать, возможно, еще более 100 тысяч лет и, как ни парадоксально, продолжать оставаться весьма активной — яркой, с бурным выделением газов, развитой атмосферой и достаточно пышным хвостом.
Да, многое в природе кометы Галлея стало в настоящее время ясным и понятным, но немало принципиальных вопросов нужно еще выяснить. И среди них — причины, порождающие вспышки блеска кометы, последняя из которых зарегистрирована совсем недавно, когда комета, удаляясь от Земли, находилась на расстоянии 1,2 миллиарда километров; особенности увеличения при удалении от Солнца длины ее хвоста; предполагаемое наличие в ядре собственного источника энергии; механизм деления ядра на составные части, что наблюдалось в 1910 году, и т. п.
Некоторые параметры орбиты, а также движения кометы вызывают недоумение. Известно, например, что строй девяти планет Солнечной системы подчиняется определенной закономерности. Хотя ученые сегодня еще однозначно не выяснили, в каком движении — вращательном или колебательном — находятся орбиты планет, но для шести давно открытых и хорошо изученных планет (с Меркурия по Сатурн) величина смещения перигелия находится в прямой зависимости от расстояния планеты до Солнца: чем дальше она расположена, тем больше смещение в единицу времени. Эта физическая закономерность, как установлено, еще больше подчеркивается кометой Галлея, у которой как смещение, так и местоположение перигелия находятся в промежутке между значениями этих величин Меркурия и Венеры. Действительно, вычисленные величины смещения перигелия (угловые секунды) за сто лет составляют: Меркурий — 575, комета Галлея — 630, Венера — 860, Земля-1158, Марс — 1603, Юпитер — 1780 и Сатурн — 2250.
