реферат скачать
 

Курсовая: Кометы

Тело, заброшенное Нептуном в облако, существует там до тех пор, пока что-

нибудь не уменьшит его скорость обращения вокруг Солнца. Этим «что-нибудь»

могли быть возмущения со стороны соседних звезд. Конечно, если возмущение не

уменьшит, а увеличит скорость кометного ядра, то ядро может покинуть

Солнечную систему навсегда.

Итак, планеты забросали всю периферию Солнечной системы кометными ядрами.

Приближаясь к Солнцу, ядра начинают испаряться, обрастают кометами, формируют

хвосты.

Описанная вкратце модель Оорта, – разумеется, не окончательно решает вопрос о

происхождении комет и, особенно о способах забрасывания их внутрь планетной

системы.

3. Кометные орбиты.

Согласно результатам исследований Ньютона, кометы движутся либо по

эллиптическим, либо по параболическим, либо по гиперболическим орбитам,

причем в фокусе каждой орбиты находится Солнце. Фокус кривой – это некоторая

точка F , лежащая в плоскости этой кривой. Фокусы у парабол, гипербол и

эллипсов расположены вблизи закруглений этих кривых. Очевидно, что у параболы

и гиперболы имеется по одной такой точке, в ней и находится Солнце, а у

эллипса таких точек две, и Солнце находится в одной из них.

Астрономам достаточно вычислить орбиту кометы, и эта орбита сама «скажет»,

вернется ли комета к Солнцу, или навсегда покинет его. Если комета окажется

параболической или гиперболической, т.е. незамкнутой, то комета, имеющая такую

орбиту, уже никогда не вернется. Каждая из них имеет фокус, в котором

расположено Солнце, но у них нет конечных значений величины а (большая

полуось эллиптической орбиты). Поэтому вместо значения а в случаях

параболических и гиперболических кометных орбит используют величину q –

расстояние перигелия от Солнца. Для гиперболических орбит эксцентриситет е

> 1, а для параболических – всегда е=0. Для определения формы и

расположения гиперболических орбит применяют параметры е, i,

,, q, параболических - i,

,, q.

Как полагают многие ученые, ядра комет, имеющих параболическую или

гиперболическую орбиту, удаляясь от Солнца с все уменьшающейся скоростью, на

расстоянии порядка 150 тысяч астрономических единиц от него почти

останавливаются. Постепенно там образовался огромный рой, миллиарды кометных

ядер – так называемое облако Оорта (по имени голландского ученого А.Оорта,

который выдвинул эту гипотезу). Поскольку тяготение Солнца на столь больших

расстояниях ничтожно, ядра могут оставаться там почти без движения бесконечно

долго. Лишь изредка, испытав гравитационное возмущение, к примеру, от

проходящей недалеко звезды, часть ядер в облаке начинает перемещаться,

некоторые из них, возможно, в сторону Солнца.

Совсем другое дело, если орбита окажется эллиптической. Поскольку эллипс –

линия замкнутая, комета должна обязательно вернуться в ту точку пространства,

в которой ее уже наблюдали с Земли.

Сколько же времени нужно комете, движущейся по эллипсу, чтобы сделать один

оборот? Это зависит от различных параметров эллипса, в частности от

расстояния между его фокусами. Чем меньше это расстояние, тем быстрее комета

совершит оборот вокруг Солнца.

Точная форма любого эллипса однозначно определяется величиной а большой

его полуоси и значением некоторой величины е – эксцентриситета,

характеризующего «степень сплюснутости» эллипса. Эксцентриситет е=0 для

окружности, а для эллипса 0<е<1. И чем ближе значение е к

0, тем больше эллипс походит на окружность, а чем ближе его значение к единице,

тем больше эллипс сплюснут и вытянут вдоль большой оси. Например, для планетных

орбит Солнечной системы е=0,1, и поэтому эти орбиты почти круговые. А

для большинства эллиптических кометных орбит е=1 (т. е. эти орбиты

представляют собой очень вытянутые эллипсы). Кометы, движущиеся по таким

орбитам, в точке наибольшего сближения с Солнцем (перигелии) могут оказываться

даже внутри орбиты Меркурия – ближайшей к Солнцу планеты, а в точке наибольшего

удаления от Солнца (афелии) – находиться далеко за орбитами планет Солнечной

системы.

В астрономии величину а полуоси эллиптической орбиты тела Солнечной

системы принято выражать в астрономических единицах (а. е.). Кометы, движущиеся

по эллипсам с большими полуосями до 20 а. е., имеют периоды обращения Т<

100 (короткопериодиодичес­кие кометы). У долгопериодических комет (Т

>100 лет) большие по­луоси орбит измеряются тысячами астрономических единиц.

В соответствии с одним из законов Кеплера, открытых в начале XVII в., кометы

движутся быстрее всего в перигелии, а медленнее – в афелии. Например, для

кометы с а=20 000 а. е. скорость в перигелии может составить 600 км./с,

а в афелии – 1 см./с.

Для таких комет период обращения вокруг Солнца может составлять миллионы и

десятки миллионов лет.

На большой оси эллипса по обе стороны от ее центра симметрично располагаются две

точки – фокусы эллипса. В одном из фокусов эллиптической кометной орбиты

находится Солнце, под действием притяжения которого движется комета.

Расположение кометной орбиты в пространстве определяется прежде всего

наклонением i орбиты, т. е. величиной угла наклона плоскости орбиты кометы к

плоскости орбиты Земли, или к плоскости эклиптики. При этом говорят, что комета

имеет прямое движение, если 00 < i < 900 и

обратное, если 900 < i < 1800 . Ясно, что при i не

равном 0 одна часть кометной орбиты располагается над плоскостью эклиптики,

другая – под этой плоскостью, если всю

картину рассматривать из северного эклиптикального полупро­странства (т. е.

наблюдать перемещение Земли вокруг Солнца про­исходящим против часовой

стрелки).

Кометная орбита пересекает плоскость эклиптики в точках, называемых узлами

орбиты: в одном из них – восходящем – комета из полупространства под

плоскостью орбиты Земли «восходит» в полупространство над ней, а в другом –

нисходящем – «нисходит» из полупространства над плоскостью эклиптики в

полупространство

под нею. Прямая, проходящая через Солнце и через узлы орбиты В плоскости

эклиптики есть фиксированная прямая линия, проходящая через Солнце и

соединяющая так называемые точки весеннего и осеннего равноденствий. Величина

одного из углов между этой прямой и пересекающейся с ней в

Солнце линией узлов называется долготой восходящего узла орбиты.

Наклонение орбиты i, долгота восходящего узла орбиты и

долгота перигелия, т. е. величина угла между направлениями от

Солнца на восходящий узел и на перигелий, однозначно определяют положение

орбиты в пространстве.

Пять элементов орбиты – а, е, i, и  - полностью

определяют как форму эллиптической кометной орбиты, так и ее расположение

относительно земной орбиты.

4. Точность определения кометных орбит.

Для вычисления точного положения кометы в пространстве кроме параметров,

описывающих форму орбиты и ее расположение, необходим еще момент Т0

времени прохождения кометы через перигелий.

Элементы орбиты можно определить, если есть не менее трех наблюдений кометы.

И без учета возмущающего действия на комету притяжения со стороны других тел

Солнечной системы, задача нахождения этих элементов, в общем, кажется не

столь сложной. Если же на практике по нескольким наблюдениям определить

орбиту кометы и предвычислить ее эфемериду(т. е. положение ее на небе на

период видимости), в следующее возвращение кометы к Солнцу ее можно либо

вообще не найти, либо, случайно «переоткрыв» ее, увидеть, что элементы орбиты

значительно изменились под влиянием гравитационных возмущений со стороны

больших планет Солнечной системы. Дело в том, что вычисленная по нескольким

наблюдениям комета без учета возмущений со стороны планет эллиптическая,

параболическая или гиперболическая орбита – это так называемая оскулирующая

орбита кометы, подчас значительно отличающаяся от реальной, по которой комета

движется среди планет Солнечной системы. На практике оскулирующая орбита

кометы пересчитывается на все более отдаленные в прошлое моменты времени с

постоянным учетом гравитационных возмущений. Процедура пересчета элементов

кометной орбиты производится до того момента, когда орбита окажется не

подверженной влиянию со стороны больших планет. Такая орбита называется

первичной. Первичная орбита кометы, будучи одной из кривых конического

сечения (окружность, эллипс, парабола или гипербола), позволяет судить о

принадлежности кометы к Солнечной системе. Большинство первичных кометных

орбит – эллиптические, т. е. большинство комет - члены нашей Солнечной

системы. Но стали ли они членами Солнечной системы, придя из межзвездных

пространств, или всегда принадлежали к семейству планет Солнца? В каждом

конкретном случае нужно специальное исследование.

Согласно теории движения комет, и среди комет, имеющих гиперболические

первичные орбиты, лишь незначительное количество может оказаться «небесными

гостьями» из межзвездных глубин: большая часть таких орбит возникла в

результате гравитационных возмущений со стороны больших планет Солнечной

системы.

Говоря об эллиптических, гиперболических и параболических орбитах, следует

иметь в виду два момента.

Во-первых, поскольку эксцентриситет е для эллиптических орбит может

принимать любые значения в пределах 0 < е < 1, а для

гиперболических – любые больше 1, очевидно, что теоретически допустимо

существование бесчисленного количества таких орбит с различными значениями

эксцентриситета е<>1. Так как для всех

параболических орбит е=1, т. е. эксцентриситет е может

принимать единственное значение, вероятность возникновения параболической

кометной орбиты должна быть исчезающе малой. Тогда можно допустить, что в

большинстве случаев установленные для комет параболические орбиты, скорее всего

либо очень вытянутые эллипсы, либо гиперболы со значениями эксцентриситета

близким

к 1.

Во-вторых, элементы кометной орбиты обычно определяются лишь по ничтожно

малому отрезку траектории движения кометы в непосредственной близости от

Солнца. Поэтому при небольшом количестве наблюдений степень достоверности

установления формы орбиты может оказаться невысокой, хотя вычисленная орбита

и является наилучшим образом соответствующей наблюдениям среди всех других

возможных орбит кометы. В 1976 году польский ученый К. Рудницкий открыл новую

комету. Орбита ее, вычисленная американскими специалистами по наблюдениям с

15 по 22 октября 1976 года, была определена как параболическая. По 14

наблюдениям кометы Рудницкого в период с 15 октября по 26 октября того же

года польские ученые определили ее орбиту как эллиптическую с периодом

обращения, равным 15 годам. Позже по мере присоединения новых наблюдений

кометы ее орбита принята опять параболической с новыми значениями элементов,

затем – гиперболической, а потом – еще раз параболической. Наконец, по 42

наблюдениям за период с 15 октября по 5 декабря 1976 года орбита кометы

Рудницкого окончательно была определена как гиперболическая.

Этот пример может служить иллюстрацией трудностей, с кото­рыми ученые

сталкиваются при определении кометной орбиты по малому количеству наблюдений.

Причина свечения комет и их химический состав

Во времена Ломоносова еще ничего не было известно о законе изменения блеска

комет и тем более об их спектрах. Однако Михаил Васильевич Ломо-

носов со свойственной ему научной проницатель­ностью охарактеризовал свечение

комет с точки зрения, близкой к современной. Он писал: «Комет бледного сияния

и хвостов причина недовольно еще изведана, которую я без сомнения в

электрической силе полагаю...»

Светись комета только отраженным светом, ее блеск с приближением к Солнцу

(после учета изме­нения ее расстояния от Земли) менялся бы обратно

пропорционально квадрату расстояния ее от Солнца. Примерно так и ведет себя

блеск ее звездообразного ядра, что согласуется с тем, что оно состоит в

основ­ном из твердых кусков, попросту отражающих свет Солнца.

Это подтверждается также и характером спектра ядра. Обычно он является копией

солнечного спект­ра, как и полагается спектру отраженного света. Но когда

ядро кометы приближается к Солнцу, то в его спектре появляются яркие линии

излучения натрия. В спектре ядра кометы 1882 г., подошедшей чрезвычайно

близко к Солнцу, были обнаружены даже яркие линии железа и никеля, пропавшие,

когда комета от него удалилась. Потом исчезли и линии натрия. Все это нужно

объяснить тем, что твердое ядро кометы, когда оно подходит очень близко к

Солнцу, нагревается настолько, что начи­нает испаряться, превращаясь в

раскаленный, све­тящийся пар. Натрий превращается в пар и светится при

меньшей температуре, чем железо, .т. е. на боль­шем расстоянии от Солнца;

ближе к нему не выдер­живает и железо. Распределение яркости в голове кометы

вследствие таких процессов подробно иссле­довал теоретически Д. О. Мохнач (в

Ленин­граде).

Блеск головы кометы меняется с приближением к Солнцу значительно быстрее, чем

обратно пропор­ционально квадрату расстояния, чаще всего пример­но как его 3-

я или 4-я степень. Это показывает, что свечение (блеск) головы кометы зависит

от Солнца, но не является просто отраженным. Очевидно, Солн­це возбуждает

свечение кометы, но свечение холод­ное; это свечение возникает не вследствие

обращения кометы в раскаленный пар, так как комета светится даже будучи

далеко от Солнца, где ее температура

должна быть много ниже нуля. Пыль не может дать подобного свечения,— его

могут дать только газы.

Поведение блеска комет все же очень прихотливо, и описанная выше зависимость от

расстояния до Солнца меняется не только от кометы к комете, но и у одной кометы

на ее пути вокруг Солнца. Это го­ворит безусловно о неустойчивости кометного

ядра, о возможности быстрых изменений на его поверх­ности. Ярким примером этого

является история ко­меты, открытой чешским астрономом Когоутеком ранней весной

1973 г. В это время она была еще очень далеко от Солнца и поэтому была очень

слаба (16-й звездной величины). Но вычисленная вскоре ее ор­бита оказалась

имеющей перигелий очень близко к Солнцу, всего 0,14 а. е. или 21.10е

км. Это очень вдохновило наблюдателей, так как, предполагая, что для нее

оправдается закон повышения блеска как четвертая или даже более высокая степень

расстоя­ния от Солнца, они ожидали, что комета в декабре и январе станет почти

столь же яркой, как Венера, и надеялись изучить ее очень подробно. Однако

комета увеличивала блеск очень медленно и в декабре была лишь едва видима

глазом, тем более, что наблюдать ее мешал свет зари. Лишь в январе 1974 г. она

стала примерно 2 зв. величины и удалось ее изучить инст­рументами средней силы.

Шумиха, поднятая журна­листами по поводу этой «кометы века», как они ее

назвали, оказалась преждевременной.

Некоторые молекулы кометного газа поглощают солнечный свет, и затем снова его же

излучают в той же длине волны. Такое излучение физики называют резонансным.

Другие молекулы поглощают энергию Солнца в виде ультрафиолетовых лучей, но

излучают их в виде лучей с другой длиной волны, видимых глазу. Такое свечение

физики называют флуоресцен­цией. Пример флуоресценции представляют

некото­рые вещества на Земле, например, сернистый цинк;

«освещенные» невидимыми глазу рентгеновскими лу­чами в темноте, они от этого

светятся видимым светом, часто зеленым или голубым. Теория проис­хождения

таким путем кометных спектров, разрабо­танная в Бельгии Свингсом,

подтверждается новей­шими детальными наблюдениями.

Спектр головы кометы показывает, что она состо­ит из молекул, т. е. химических

соединений, излу­чающих не узкие яркие линии, а широкие полосы.

Химический состав этих газов удалось выяснить подробнее лишь за последние годы.

Оказалось, что голова кометы состоит из молекул углерода (Сз), циана (СК),

углеводорода (СН). Недавно были об­наружены гидрид азота, гидроксил (ОН) .

В 1970 г. было произведено первое наблюдение кометы с борта искусственного

спутника Земли ОАО-2. С него в ультрафиолетовом свете (не дохо­дящем до Земли

вследствие его поглощения в ее атмосфере) было обнаружено, что ядро кометы

Та-го — Сато — Косака 1969 @ было окружено водо­родным облаком, которое по

размерам было больше, чем Солнце. Огромность этого облака сама по себе не

удивила уже астрономов, потому что еще три­дцатью годами ранее автор этих

строк доказал, что у кометы 1943 г. пары циана составляли оболочку, большую

чем Солнце.

Яркость разных полос в спектре у разных комет бывает различна, и в одной и

той же комете она ме­няется с изменением ее расстояния от Солнца, по-

видимому, как вследствие изменения пропорции га­зов, составляющих голову

кометы, так и вследствие изменений условий их свечения. Главную роль все же

играют всегда углерод и циан, который является, как известно, крайне ядовитым

газом и главной со­ставной частью сильного яда — синильной кислоты.

В спектре головы кометы, кроме ярких полос, присутствует и непрерывный

спектр, который, воз­можно, также принадлежит молекулам газа и не является

спектром света, отраженного от Солнца. Однако большинство ученых полагает,

что пыль в голове кометы все же должна быть и что из нее же состоят изогнутые

хвосты (II типа по классификации Бредихина), так как у них тоже наблюдается

не­прерывный спектр. Если бы в этом спектре удалось обнаружить и темные

линии, имеющиеся в спектре Солнца, наличие пыли в хвостах комет было бы

до­казанным.

Хвост кометы, когда он широкий и яркий, иногда обнаруживает непрерывный

спектр, свидетельству­ющий о наличии в нем пыли. По большей части, од­нако,

спектр хвоста кометы газовый, обнаруживаю­щий наличие ионизованных

углекислоты СО2, окиси углерода СО, молекул азота N2. Как известно, окись

углерода СО образуется в печах при неполном сгорании топлива и тоже ядовита,

хотя и не так, как циан. Ее называют угарным газом. Вы видите, что на вопрос

о химическом составе комет ответить кратко нельзя, так же как, например, на

вопрос о содержании большой цирковой программы: состав комет разнообразен, он

сложен и в разных частях комет (в ядре, голове и хвосте) различен.

6. ОТКРЫТИЕ ГАЛЛЕЯ

Верный друг Ньютона Эдмунд Галлей питал слабость к кометам. Его великий

учитель, открыв закон всемирного тяготения, доказал, что, подчи­няясь этому

закону, два тела могут двигаться около общего их центра тяжести только по

одному из конических сечений: эллипсу, параболе или гипер­боле. Ньютон

доказал, что, поскольку притяжения планет друг другом малы в сравнении с

могучим притяжением Солнца, каждая из них описывает около Солнца почти

правильный эллипс.

У Ньютона было много дела и без того, и за по­добную трудоемкую задачу взялся

Галлей. Он на­чал с того, что усовершенствовал способ вычисления кометных

орбит, придуманный Ньютоном. Потом Галлей собрал из разных книг наблюдения

над положением и движением на небе разных комет с 1337 г. по 1698 г. Закончив

свой труд, Галлей на­писал:

«Собрав отовсюду наблюдения комет, я составил таблицу — плод обширного и

утомительного труда,— небольшую, но небесполезную для астрономов... Читателю

астрономических трудов следует обратить внимание на то, что предложенные мною

числа я получил в результате самых точных наблюдений и опубликовал их не

прежде, чем после многих лет доб­росовестного изучения, сделав столько,

сколько мог».

Составив таблицу, Гадлей, помня указания Нью­тона, стал сравнивать орбиты

комет, которые в ней заключались, и вот к чему он пришел:

«Довольно многое заставляет меня думать, что комета 1531 г., которую наблюдал

Апиан, была тож­дественна с кометой 1607 г., описанной Кеплером и

Лонгомонтаном, а также с той, которую наблюдал я сам в 1682 г. Все элементы

сходятся в точности, и только неравенство периодов, из которых первый равен

76 годам и 2 месяцам, а второй 74 годам и ЮУг месяцам, по-видимому,

противоречит этому, но раз­ность между ними не столь велика, чтобы ее нельзя

было приписать каким-нибудь физическим причинам.

Мы знаем, например, что движение Сатурна так сильно нарушается притяжением

других планет, особенно Юпитера, что время обращения Сатурна известно нам

лишь с точностью до нескольких дней. Насколько же больше должна подвергаться

таким влияниям комета, уходящая от Солнца почти в 4 раза далее Сатурна и

скорость которой, увеличенная очень мало, может превратить ее эллиптическую

орбиту в параболическую. Подобными причинами я объясняю неравенство периодов

кометы и поэтому с уверенностью решаюсь предсказать возвращение той же кометы

в 1758 г. Если она вернется, то не будет более никакой причины сомневаться,

что и другие кометы должны возвращаться... но многие века пройдут, прежде чем

мы узнаем количество подобных тел, обращающихся вокруг общего их центра —

Солнца...».

Потомство назвало эту комету именем Галлея. Впоследствии некоторым другим

кометам также при­сваивались названия по имени ученых, особенно хорошо

изучивших их движение. Так, комета, давно известная под именем кометы Энке,

стала впослед­ствии называться кометой Энке — Баклунда по фа­милии директора

Пулковской обсерватории, изу­чившего особенности ее движения.

Комета Галлея не обманула ожиданий того, чье имя она носила, и вернулась. Но

к тому времени, как она, хотя и не по своей воле, собралась вернуть­ся, на

Земле произошло много событий. Наука о небе далеко ушла вперед. Стало

возможным учесть влия­ние возмущений, производимых планетами, на дви­жение

кометы Галлея. Их учет позволил точнее пред­сказать ее появление. Этот

серьезный и большой труд взял на себя французский математик Клеро.

Мало кто знает, какое отношение к комете Галлея имеют красивые бело-розовые

или голубые цветы, известные под названием гортензии. Их родина — Япония, и

они были впервые вывезены во Францию ко времени возвращения кометы Галлея.

Парижская Академия наук назвала этот новый для Европы цве­ток в честь

женщины, которая была верной помощницей Клеро в его вычислениях. Гортензия

Ле-пот — одна из первых ученых женщин, вероятно, вспоминала в эти дни судьбу

своей далекой пред­шественницы, первой женщины-астронома Гипатии. Много веков

тому назад (в IV веке) в знойном Египте, в Александрии, Гипатия изучала

течение небесных светил и была растерзана за «колдовство» той же озверелой и

темной толпой, руководимой христиан­скими монахами, которая сожгла величайшую

со­кровищницу древней учености — Александрийскую

библиотеку...

Клеро и Лепот указали более точно время про­хождения кометы Галлея через

перигелий в середине апреля 1759 г. и предвычислили ее видимый путь по небу.

С приближением кометы к Земле и к пери­гелию комету стали подстерегать

ученые, но всех их опередил Палич — крестьянин, открывший ее в декабре 1758

г. Из дальнейших наблюдений вы­яснилось, что комета Галлея прошла перигелий

на 31 день раньше, чем было предвычислено.

В следующем появлении в 1835 г. комета Галлея прошла перигелий всего на 9

дней позже, чем ожи­далось по новым, еще более точным расчетам.

В 1910 г. при своем последнем наблюдавшемся появлении, она запоздала к

перигелию против вы­числений всего лишь на три дня,— так усовершен­ствовался

учет возмущений и точность наблюдения комет. Какова будет ошибка

предвычислений к бу­дущему появлению кометы? Оно будет около 1985 г., и автор

всем вам, дорогие читатели, желает его увидеть, увы, не рассчитывая на это

сам.

Как мы видим, слова Пушкина «...как беззакон­ная комета в кругу расчисленном

светил» могут быть справедливы только в отношении комет, на­блюдаемых

впервые.

При последнем ее возвращении комету Галлея впервые увидели 11 сентября 1909

г. на предсказан­ном для нее на этот день месте, когда она отстояла от Земли

и от Солнца примерно вдвое дальше, чем Марс отстоит от Солнца. После

прохождения коме­той перигелия 20 апреля 1910 г. она скрылась из вида

(вернее, от стеклянного глаза астрографов, которые в содружестве с

фотопластинкой следили за ней на месяц дольше, чем глаза, вооруженные

телескопами) 1 июля 1911 г. В это примерно время она на своем обратном пути

от Солнца уже пересекала орбиту Юпитера.

Этот пример дает понятие о том, сколько времени остается видимой яркая комета

и на каких расстоя­ниях от Земли и от Солнца она может быть просле­жена.

По старинным летописям и хроникам, составлен­ным на Руси и в других странах,

было обнаружено много прежних появлений кометы Галлея, начиная с 240 г. до

нашей эры, когда ее видели и отметили китайцы. В ее появление в 1066 г. с нее

был написан первый, хотя и очень уродливый портрет. Я имею в виду упомянутую

уже вышивку королевы Матиль­ды Фландрской, представляющую первую известную

нам попытку изобразить комету. Если вы знакомы с исторической хронологией,

попытайтесь вспомнить, свидетельницей каких событий на Земле была коме­та

Галлея во время разных своих приближений к Земле. Однако никакие изменения на

Земле, про­текавшие между любыми ее последовательными возвращениями, не были

так грандиозны, как те, кото­рые произошли на Земле со времени ее последнего

визита к нам в 1910 г.

7. СТОЛКНОВЕНИЕ ЗЕМЛИ С КОМЕТОЙ

Столкновения Земли с кометой — вот чего стали бояться люди, перестав видеть в

кометах предвест­ниц войн. Но говорить о столкновении Земли с ко­метой — это

примерно то же, что говорить о случай­ном падении в Московской области

неуправляемого аэростата, если этот аэростат оторвался с привязи где-нибудь в

Казахстане. Крайне сомнительно уже то, чтобы аэростат принесло ветрами именно

в Мос­ковскую область. Еще более сомнительно, чтобы аэростат упал в центр

какого-нибудь города. Ведь в этом случае вероятность попадания аэростата в

поле, лес или в город пропорциональна площадям, которые на Земле занимают

поля, леса и города.

Если говорить о столкновении Земли с твердым ядром кометы, то одно такое

ядро, приблизившись к Солнцу на расстояние Земли от Солнца, имеет один шанс

из 400 000 000 столкнуться с Землей.

Поскольку в год на этом расстоянии от Солнца проходит около пяти комет в

среднем, то ядро какой-либо кометы может столкнуться с Землей в среднем один

раз за 80 000 000 лет. Вот какова вероятность столкновения! Она равна

вероятности того, что из 80 миллионов белых шаров, среди которых есть один

черный шар, беря ежегодно по одному, вы вынете в данном году именно черный

шар.

Столкновение с головой или с хвостом кометы может происходить, конечно, чаще,

и даже гораздо чаще. Но что в этом случае может быть? На эту тему было

написано много увлекательных романов.

Некоторые представляют себе столкновение Зем­ли с хвостом кометы, как нечто

подобное тому, что получится, если крокодил заденет своим хвостом куриное

яйцо. В свете того, что было только что рассказано о хвостах комет, этого

опасаться не приходится. Ни сдвинуть Землю с ее пути, ни даже изуродовать ее

кометный хвост не сможет. Но не можем ли мы отравиться ядовитыми газами —

циа­ном или окисью углерода, имеющимися в ко­мете?

Зная ничтожно малую, почти неосуществимую ис­кусственно в лаборатории

плотность комет, мы убе­ждены, что примесь кометных газов к нашему возду­ху

будет совершенно неощутима. Вероятно, ее даже не удастся обнаружить

современными методами хи­мии. В голове или в хвосте кометы при большой

скорости движения небесных тел Земля может про­быть не дольше нескольких

часов. Кометные газы ничтожной плотности примешиваются только к наи­более

высоким слоям земной атмосферы. Буквально лишь немногие молекулы сумеют за

долгий срок, быть может, за годы, добраться до нижних слоев воз­духа. К тому

же еще вопрос, уцелеют ли они на таком пути, испытывая множество столкновений

и химиче­ских соединений с молекулами воздуха?

Насколько можно судить по вычислениям. Земля в свое время пересекла хвост

кометы 1861 II. Комета Галлея 19 мая 1910 г. была на расстоянии 24 миллионов

км от Земли, между нами и Солнцем. Хвост же кометы в эти дни тянулся на 30

миллионов км и, по-видимому, коснулся Земли 19 мая. В этот период не только

не произошло ничего особенного, но даже точнейшие химические анализы, как и в

1861 г., не обнаружили никакой примеси посторонних газов в воздухе.

Таким образом, «столкновение» Земли с хвостом кометы, содержащим угарный газ,

гораздо безопас­нее для всей Земли, чем преждевременное закрытие вьюшки у

одной печки с непрогоревшими углями. Даже досадно, что и редкая встреча с

кометой не позволяет нам непосредственно заняться химией комет!

Но что будет, если с Землей все-таки столкнется ядро кометы? Оно ведь твердое!

Масса кометных ядер, как мы знаем, ничтожно мала в сравнении с Землей.

Исследования автора этой книги показали еще 35 лет назад, что, на наше

счастье, твердое вещество в ядре, если оно сплошь каменное, то раздроблено на

множество кусков, так что, вероятно, даже самые крупные из них будут размером

не больше, чем какая-нибудь «избушка на курьих ножках». Если принять, что

ядро состоит из смеси льда и пыли, то при полете сквозь атмосферу лед сразу

испарится, а пылинки принесут еще меньше вреда, чем при гипотезе о ядре,

состоящем из небольших каменных кусков.

Большинство же таких кусочков, составляющих ядро кометы, должно быть еще

мельче, иначе поверх­ность ядра была бы недостаточна, чтобы выделять газы с

той скоростью, как это наблюдается. Для крупного зверя заряд мелкой дроби

безопаснее од­ной крупнокалиберной пули. Так и для Земли дробное строение

каменных ядер предпочтительнее при встрече с ними. К тому же сопротивление

атмо­сферы сильнее затормозит движение мелких твердых кусков, чем крупных, и

ослабит их ударную силу. Куски эти при падении на Землю рассредоточатся и

выпадут на расстоянии десятков километров или даже сотен километров друг от

друга, а не кучей.

Что же может произойти в результате? В худшем случае легкие местные

землетрясения и разрушения на отдельных площадях размером в несколько

кило­метров.

Вероятность попадания осколков кометного ядра в какой-либо город очень мала.

Чтобы убедиться в этом, попробуйте мысленно пройти по компасу все в одном и

том же направлении тысячу километров и подсчитайте, через сколько городов вы

пройдете при этом на своем пути, какую часть этого пути вы пройдете по

мостовой...

Заключение.

В эпоху, когда астрономия как наука переживала период своего младенчества,

люди изучали небо невооруженным глазом. Поэтому все открываемые в ту пору

«хвостатые звезды» были довольно яркими. Когда на помощь астрономам пришел

телескоп (с XVII века), кометы стали открывать чаще. Сначала далекие, слабые

кометы обнаруживали случайно, при наблюдении других небесных объектов. Потом

появились астрономы, упорно обшаривавшие небо в поисках чего-то нового. Через

десятки лет на счету таких наблюдателей оказывалось по 5-10, а иногда и

больше открытых ими комет. А после того как телескопы стали доступны большому

кругу людей, увлекающихся астрономией, появилась целая армия «охотников за

кометами» – бескорыстных и преданных сподвижников науки. Эти любители

астрономии внесли огромный вклад в науку о кометах. Так, Ж. Понс, всю свою

жизнь прослуживший сторожем на Марсельской обсерватории, открыл за тридцать

лет 26 комет (его рекорд держался 165 лет!).

В 1892 году американский ученый Э. Барнард впервые открыл комету на

фотопластинке. Это был важный шаг в техническом раз­витии астрономии, после

чего очень скоро фотография окончательно отучила астрономов-профессионалов от

визуальных наблюдений. Появившиеся затем новые светосильные фотографические

теле­скопы-фотокамеры оказались очень удобными для поиска слабых небесных

объектов. Таким образом, произошло разграничение сфер деятельности между

профессионалами и любителями: ученые пере­ключились на фотографический поиск

и при этом стали открывать слабые, ранее недоступные для наблюдений объекты.

А любители продолжали обшаривать небо с помощью своих скромных телеско­пов.

Казалось бы, в наше время, когда вводятся в строй все новые и новые

фотографические инструменты, любители должны оставаться «не у дел». Но этого

не происходит, и число открытий, сделанных любителями, остается весьма

значительным. В 1974 году из пяти новых комет две открыты любителями, в 1987

из семнадцати вновь открытых – семь, в 1988 из пятнадцати – четыре, в 1989 из

двадцати – шесть, в 1990 из девяти – две, в 1991 «вольные охотники»

обнаружили три новых (из девятнадцати). Таким образом, как столетие назад,

так и в наши дни, любители по-прежнему обнаруживают 20-40 процентов новых

комет. И, по всей видимости, до конца эпохи любительства в астрономии еще

далеко.

Литература.

1. Гетман В.С. Внуки солнца: Астероиды, кометы, метеоритные тела. –

М.: Наука, 1989.

2. Емельяненко В.В. Движение почти параболических комет под

воздействием малых кометных возмущений // Письма в Астрономический журнал. –

1990. Т.16, №8.

3. Каймаков Е.А. и др. Кометы на Земле. – Л.: «Знание» РСФСР, 1986.

4. Ковшун И.Н. И отторгались звезды от неба и падали на землю. -

Киев: Наука, 1990.

5. Кометы и происхождение жизни: сб. статей под ред. С. Понпамперумы;

Пер. с англ. Д.Б. Кирпонина, В.В.Рябина – М.: Мир, 1984.

6. Марочник Л.С. Свидание с кометой. – М.: Наука, 1985.

7. Мороз О.П. Свидание с кометой. – М.: Сов. Россия, 1983.

8. Наука и жизнь. – М.: «Пресса», №9, 1992.

9. Воронцов-Вельяминов Б.А. Очерки о вселенной.-М.:»Наука», 1980

Страницы: 1, 2


ИНТЕРЕСНОЕ



© 2009 Все права защищены.