Кометы

В феврале и марте 1744 г. в кругах ученых Петербургской академии наук царило большое оживление. В эти дни на небе наблюдалась замечательно яркая комета с громадным хвостом. С особым интересом следил за кометой, за ее перемещением среди звезд и изменением ее внешнего вида тогда еще молодой ученый М. В. Ломоносов.

Эта комета представляла исключительное зрелище: ее туманный «придаток» раскинулся почти на половину неба и состоял как бы из нескольких отдельных хвостов.

Долгое время люди ничего не знали о природе комет. В XVI в. астроном Тихо Браге и за ним многие другие исследователи выяснили, что кометы находятся далеко за пределами земной атмосферы и даже гораздо дальше, чем спутник ЗемлейЛуна; что они движутся в пространств примерно на таком же большом расстоянии от Земли, как и планеты.



Позднее, в конце XVII в., Исаак Ньютон, предположив, что кометы, как и планеты и их спутники, подчиняются закону всемирного тяготения, впервые определил путь вокруг Солнце одной из комет. Это была комета 1680 г. Оказалось, что ее путь представляет собой бесконечно вытянутую кривую — параболу. Пройдя вблизи Солнца, эта комета умчалась в межзвездное пространство, и больше ее никогда не видели.

Друг и ученик Ньютона Э. Галлой определил пути вокруг Солнца 24 комет. Этот кропотливый труд привел к интересным результатам: оказалось, что три кометы, наблюдавшиеся через промежутки времени около 76 лет, двигались по почти совпадавшим путям.

Тщательно изучив этот вопрос, Галлей с полной уверенностью заявил, что в действительности наблюдались не три разные кометы, а одна и та же. Галлей подсчитал, через какой срок эта комета будет снова видна, и предсказал ее появление на 1758 год. Его предсказание оправдалось. Так было доказано, что движение подчиняется тем же законам, что и движение других небесных тел. Сравнительно короткий период обращения кометы Галлея (около 76 лет) давал возможность наблюдать время последовательных появлений.

Какие же главные особенности строения кометы? Самая яркая часть ее — это «голова», похожа на сгущенное, туманное облачко, яркость которого увеличивается к середине. Здесь иногда бывает видно «ядро» головы кометы, похожее на звездочку. Из головы кометы выходит в виде слабой светящейся полосы «хвост». Изредка наблюдались исключительно яркие: их блеск превосходил блеск Венеры или Юпитера.

Пока комета находится вдали от Солнца, она не имеет никакого хвоста. Хвост появляется и начинает расти по мере приближения кометы к Солнце, причем он обычно направлен в сторону от Солнца.

Хвосты комет различаются по длине и по форме. У некоторых комет хвосты тянулись через все небо; у других они едва заметны. Головы комет и в особенности хвосты состоят из чрезвычайно разреженного вещества. Масса комет ничтожна — в миллиарды раз меньше массы Земли, и притяжение, оказываемое кометой на Солнце и планеты, настолько мало, что его даже невозможно заметить. В мае 1910 г. Землей проходила сквозь хвост кометы Галлея. При этом в движении Земли не произошло никаких изменений.

Хвосты комет настолько прозрачны, что сквозь них хорошо видны звезды. Таким образом, хвост кометы может состоять только из частиц газа, находящегося в состоянии сильного разрежения, или из мельчайших пылинок, или из смеси газа и пыли. Ядро кометы — твердое и плотное. Оно, видимо, состоит из смеси замороженных газов и пылинок и, по-видимому, каменных глыб. Диаметры твердых кометных ядер бывают от нескольких метров до нескольких километров. Поэтому столкновение кометного ядра с Землей не грозит последней никакой опасностью. При проникновении в земную атмосферу замороженные газы быстро испарятся, и от ядра останутся только обломки, которые не могут причинить вреда Земле. Итак, столкновение Земли с ядром кометы не страшно, да и случиться оно может крайне редко — один раз за десятки или сотни тысяч лет.

Кометы делятся на короткопериодические и длиннопериодические.

Согласно теории Бредихина, голову и хвост кометы образуют частички газа и пыли, выбрасываемые с поверхности ядра кометы. Бредихин обосновал давно высказывавшуюся мысль, что солнечные лучи являются причиной того, что эти газ и пыль потоком, как бы от взрыва, направляются из ядра сперва в сторону к Солнцу, а затем идут обратно от него под действием какой-то отталкивающей силы. Эта сила как бы затормаживает движение к Солнцу вещества комет, а затем заставляет его двигаться в обратную сторону со все большей и большей скоростью.

Так, подобно своеобразно действующему газовому фонтану, образуются туманная голова кометы и ее хвост.

Природу такой отталкивающей силы выяснил русский ученый — Петр Николаевич Лебедев. В конце XIX в. он доказал, что свет действительно производят давление на поверхность, поставленную на пути светового потока, как это заключил из своей теории английский физик Максвелл. П. Н. Лебедев с большим мастерством производил точные физические опыты. Опытами он доказал существование давления света на твердые тела и на газы.

Давление света практически не сказывается на больших телах, поэтому мы не замечаем его действия на Земле. Но при уменьшении размеров тела оно все больше дает себя знать и в некоторых случаях может играть решающую роль. Если поперечник частички составляет приблизительно 1/1000 долю миллиметра, давление спета на нее оказывается уже значительным и будет превосходить силу притяжения.

Изучая процессы образования хвостов у различных комет, Бредихин сделал важное открытие. Оказалось, что хвосты комет бывают в основном трех типов: прямые, узкие, направленные прямо от Солнца (первый тип), широкие, немного искривленные и уклоняющиеся от Солнца (второй тип) и короткие, уклоненные еще больше (третий тип).

Почему получаются столь различные хвосты у комет? На этот вопрос сейчас можно ответить так: разные кометы состоят из частиц различного состава и свойств, различным образом отзывающихся на действие Солнца. На одни частицы световое давление действует сильнее, на другие слабее, поэтому у тех или иных комет частицы будут двигаться по разным путям и получатся хвосты разных форм. В последнее время выяснено, что, помимо давления света, на частички хвостов действуют и быстро движущиеся ядра атомов водорода и электроны, выбрасываемые с поверхности Солнца.

Ясно, что раз материал хвоста выбрасывается из ядра кометы, то хвост мы можем рассматривать как продукт разрушения кометы. Частички головы и хвоста, подгоняемые отталкивательной силой Солнца, бомбардируемые быстро двигающимися солнечными частицами, уносятся с большой скоростью в мировое пространство. Таким образом, материал ядра, способный образовывать хвост, истощается, комета «теряет» свою массу. Это теоретическое соображение было подтверждено при изучении яркости комет.

Оказывается, кометы резко снижают свою яркость от появления к появлению и наконец совсем перестают быть видимыми.

В голове кометы светятся главным образом газы — углерод и циан, а вблизи ядра головы — молекулы углеводородов и соединении азота с водородом. В хвостах же комет были обнаружены ядовитый газ — окись углерода и азот, находящиеся в наэлектризованном состоянии.