Как далеки мы от истины, установить будет очень трудно, хотя с развитием космической техники, новейшей технологии обработки материалов не исключено появление сверхчувствительных приемников излучения в различных диапазонах длин волн. Скажем, десятую планету можно будет зарегистрировать в инфракрасной области.
Еще одна головоломка
А могут ли кометы, постепенно потеряв весь свои газовый запас, превратиться в некое подобие астероидов? Вспомните, сколько астероидов обитает на отшибе, вдали от своего пояса. Разве исключено, что это просто "высохшие" кометпые ядра?
Кстати, в разговорах о периодических катастрофах, влияющих на развитие биологической жизни на Земле, упоминались и астероиды, и кометы.
Наверное, окончательный ответ можно будет получить, посадив на подозреваемый астероид исследовательский космический аппарат (а это, по-видимому, будет опять делом ваших рук).
И все-таки поговорить о физическом строении комог, а точнее кометных ядер, стоит. Можно определить кометное ядро как ком очень грязного льда или снега, который, приближаясь к Солнцу, нагревается, и испаряющийся газ увлекает за собой пыль и более крупные комочки грязи. Комочки грязи достаточно долго летят рядом с ядром, а пыль отталкивается давлением солнечного света, и из нее формируется пылевой хвост кометы. Испаряющийся газ, часто ионизованный, также уносится в хвост. Гонят его туда потоки чрезвычайно горячего газа, мчащегося от Солнца со скоростью до 400 километров в секунду. Ежеминутно Солнце покидают 60 миллионов топп такого газа. Это так называемый солнечный ветер (предсказанный, кстати, С. К. Всохсвятским и его учениками). Солнечный ветер формирует ионные хвосты у комет.
Итак, кометы лихо транжирят свое вещество. До каких пор это будет происходигь? Возможны, по-видимому, следующие варианты.
1. Соотношение летучих компонент и пыли таково, что при последнем выбросе газа рассеются и последние 'пылинки ядра. Комета исчезнет, оставив после себя рой метеорных частиц.
2. Летучие вещества испарятся полностью, но останется остов, своеобразная кометная "пемза". Такой остаток ядра и окажется "высохшей" кометой, а точное пористым астероидом.
3. Внутри кометного ядра имеется прочная астероидо-подобная сердцевина, укутанная обычным кометпым веществом. Это вещество постепенно удалится, образовав кому и хвост каметы. Когда же сердцевина полностью обнажится, комета "погаснет" и превратится в обычный астероид.
Этот последний вариант самый важный. Хорошо бы, конечно, посадить на ядро кометы специальный космический аппарат, который смог бы проникнуть в его недра и подтвердить наличие астероида внутри кометы. Однако это опять же дело будущего, а пока вопрос решается косвенным путем.
Давно замечено, что многие кометы делятся на частп. Помните семейство "царапающих" Солнце комет? Кстати, упомянутая нами комета Веста тоже раскололась на четыре части в 1976 году.
Совершенно ясно, что если бы у таких комет была астероидонодобная сердцевина, то после раскола отдельные части кометы вели бы себя иначе, чем их "родитель
пкца" или другие неразделившиеся кометы малого размера.
К большому сожалению, ничего особенного отделившиеся куски собой не представляют, а продолжают оста-з^аться обычными кометами. Скорое можно сделать вывод, что они дробятся, потому что состоят из обычного кометного вещества. Если бы впутри каждого из них находился астероид, TQ развалить их на куски было 63.1 сложнее.
Конечно, можно попытаться решить эту головоломку путем сравнения внешнего вида комет и астероидов, а также их орбит. Но и на этом пути не все так гладко, как хотелось бы. Мы уже с вами говорили о влияниях Юпитера и других плапет-гигаптов и,а различные малые тела. Поэтому сегодняшняя орипта кометы пли асторог-да - вовсе "не паспорт)), а только временное "удостовс-репие личности". Чтобы провести действительное сравнение орбит двух тел, необходимо тщательно исследовать эволюцию этих орбит, а она очень сложна. Тем не менее такие работы выполнялись. Они свидетельствуют, что "высохшие" кометы поселяются среди астероидов группм Аполлона и Амура, приближающихся к Земле достаточно близко.
А, например, астероиды Гидальго и Хирон вообще движутся по кометным орбитам. Не в свою область ва-брались и знаменитые "троянцы". И тем не менее ни об одном 113 указанных объектов нельзя твердо сказать, что в его родословной есть кометная "кровь".
Исследования свойств кометных ядер и астероидов путем тонких астрофизических методов также не дают пока однозначного ответа.
Нередко наблюдается еще одно интересное явление. У многих комет з,аметна асимметрия их активности, указывающая на то, что часть поверхности ядра не выбрасывает пи газа, ни пыли. Ага! Вот он, кусок астероида, торчащий из ядра! Если бы так было! На самом деле пассивные участки могут возникать вследствие образования экрана из пылевых частиц, не пропускающих солнечные лучи. Характерна в этом плане комета Энке. Будучи уже старой кометой, тысячи раз обернувшейся вокруг Солнца, выбросившей значительную массу вещества в пространство, она продолжает бушевать, но делает это достаточно однобоко: активным является одно полушарие, второе, по-видимому, экранировано облаком пыли.
ГЛАВА 3
ОТ ПАДАЮЩИХ ЗВЕЗД К НЕБЕСНЫМ КАМНЯМ
Загадай желание
Ясная морозная ночь. Необъятное небо в россыпи бриллиантов звезд. Серебристый туман Млечного Пути, утопающий за горизонтом. Кажется, что это могущее спокойствие природы ничем нельзя нарушить. Внезапно яркий метеор огненной стрелой вспарывает небо, стремительно несется среди неподвижных звезд, роняя тысячи искр. Через мгновение метеор гаснет, оставив после себя слабо святящийся белесый след. Еще секунда, п след растворяется в глубоком небе.
Многие люди, далекие от астрономии, полагали (некоторые полагают п сейчас), что метеоры имеют звездную природу. "Звезда упала,- нередко слышим мы от человека, наблюдавшего метеор.- Давай загадаем желание". На самом же деле метеорные явления никакого отношения к звездам не имеют. Звезды действительно находятся в движении и постоянно перемещаются в пространстве относительно друг друга со скоростями в несколько десятков километров в секунду. Но поскольку расположены они от нас на чудовищных расстояниях, их видимое положение практически не меняется.
Судите сами, звезда Барнарда, имеющая наибольшую из известных угловую скорость движения, смещается за год лишь на угол 0,0023°. Конечно, в течение жизни многих поколении людей она будет казаться абсолютно неподвижной. Что касается остальных звезд, то их видимое смещение еще более ничтожно.
Но если метеоры - не падающие звезды, то что это? Если просеять Солнечную систему через сито столь мелкое, чтобы оно задерживало планеты, их спутники, сравнительно крупные астероиды и кометы, то, как это пи удивительно, можно насеять довольно большую гору космической пыли, песка, щебня и валунов поперечником до нескольких метров. Всю эту космическую мелочь на
частей могло породить представление о МИОГОГОЛОБОСТИ небесных чудовищ.
Еще более ранние упоминания о наблюдениях метеоров имеются в китайских хрониках и древнеегипетских папирусах, относящихся к 2000-1000 годам до н. э.
В 1749 году кузнец и охотник Яков Медведев обнаружил на берегу Енисея необычную железную глыбу. Снаружи она была покрыта твердой оплавленной корой, а внутри состояла из пористого железа с вкрапленными в него мелкими желтыми камешками. Среди местных жителей ходила легенда, будто глыба упала прямо с неба. Надеясь использовать ее в кузнечном деле, Медведев перевез глыбу на свой двор. Но "божий дар" возлагаемых
зывают метеорными телами или метвороидами. Наблюдать такие объекты даже в самые мощные телескопы - затея бессмысленная, поскольку каждое из этих тел отражает ничтожное количество света. И мы могли бы совершенно ничего о них не знать, если бы Земля при своем движении вокруг Солнца постоянно не сталкивалась с ними.
Метеороиды влетают в земную атмосферу с космическими скоростями, составляющими десятки километров в секунду. Подавляющая их часть полностью разрушается ^ на высотах 60-110 км, не достигая, таким образом, поверхности Земли. Это разрушение сопровождается кратковременным световым явлением, которое называют метеором. Чем крупнее и быстрое метеорное тело, тем ярче метеор. Очень яркие метеоры называют болидами. Бывают болиды, светящиеся ярче полной Луны, а некоторые видны даже в солнечный день.
Метеоры и болиды - практически единственньш источник регулярной информации, получаемой нами о метеорных телах, закапчивающих свой жизненный путь в земной атмосфере.
Если метеороиды не разрушились полностью, то сохранившиеся остатки падают на Землю, и, как мы у:ке говорили раньше, эти остатки называют метеоритами.
Итак, когда мы говорим о метеорах, то имеем в виду световые явления, сопровождающие разрушение метео-роидов в атмосфере, & когда говорим о метеоритах, то - метеороиды или их осколки, достигшие поверхности Земли. Как отмечалось ранее, метеориты являются продукт."i-ми дробления астероидов. Мы поговорим здесь и о тех и о других. Вначале героями нашего рассказа будут метеоры, потому что падение любого самого маленького метеорита сопровождается явлением метеора.
Чуть-чуть истории
Люди обратили внимание на метеоры и болиды еще в седой древности. Древнерусские летописи хранят сведения о метеорах начиная приблизительно с 1000 года. Может быть, огнедышащий Змей Горыныч, прочно прописавшийся в бесчисленном количестве сказок, родился как одно из следствий толкования на Руси метеорных явлений. Яркие медленные болиды в воображенпп наших далеких предков могли представляться изрыгающими пламя змеями, а дробление болидов на несколько
на него надежд не оправдал, и глыба пролежала рядом с кузницей более 20 лет.
Случайно ее увидел член Петербургской академии паук П. С. Паллас, путешествовавший по Сибири с научными целями. Ученый проявил к находке исключительный интерес прежде всего как к уникальному образцу самородного железа п в 1773 году перевез таинственную глыбу в Петербург. С тех пор она вошла в историю под именем палласова железа. Любопытно, что сам Палдас (как и все ученые - его современники) и мысли не допускал, что падение камней и железных "самородков" с неба может быть реальностью, а не выдумкой.
Чего уж было ожидать от "простых" людей. Так, третий президент Соединенных Штатов Америки Томас Джефферсон, человек, бесспорно, прогрессивный и разносторонне образованный, автор проекта известной Декларации независимости 1776 года, принятой в разгар войны в Северной Америке, приветствовавший Великую французскую революцию, установивший дипломатические отношения с Россией в 1808 году, весьма нелестно отозвался о двух профессорах Йельского университета. Они имели неосторожность сообщить о небесном происхождении метеорита Вестон, найденного в штате Коннектикут. В иронии президента сквозило сомнение в профессиональной пригодности указанных представителей пауки, поскольку, конечно же, никакие камни с неба падать не могут...
В 1794 году палласово железо исследовал профессор Берлинского университета, член Петербургской академии наук Э. Хладии. Годом раньше он заинтересовался поко-торыми фактами, "намекающими" на существовапие свр-зи между наблюдениями болидов и последующими находками удивительных камней. Проведя тщательные сравно-ния сибирской глыбы с образцами других необычных камней и самородного железа, Э. Хладни твердо уверился в их небесном происхождении и опубликовал книгу, в которой обосновал свои выводы. Он доказывал, что тд-кие болиды порождаются вторжением космических тел в атмосферу Земли.
Вскорз, в 1798 году, наблюдения одних и тех же метеоров с двух удаленных друг от друга пунктов, проведенные в Германии Г. Брандесом и И. Бенценбергом, не оставили сомнения в том, что метеоры возникают в атмосфере на высотах порядка 100 километров. Еще одно событие сыграло значительную роль в судь
бе метеорной пауки. Знаменитому естествоиспытателю А. Гумбольдту, путешествовавшему по Южной Америке, иосчастливилось наблюдать метеорный дождь, (Очепь интенсивный поток метеоров пазывают метеорным дождем.) В одну из ноябрьских ночей 1799 года тысячи метеоров, точно зажженные стрелы, проносились по ночному небу. Гумбольдт, потрясенный необычным огненным ливнем, проявил некоторую настойчивость и установил, что подобное явление местные жители наблюдали и в ноябре 1766 года.
В 1833 году явлепие повторилось. Небо буквально пылало от обилия метеоров. Суеверные люди вправе были полагать, что пришел день страшного суда. К счастью, очевидцами метеорного дождя были и астрономы, обратившие внимание, что метеоры казались выходящими иа одной точки неба, названной радиантом и расположенной в созвездии Льва. Вывод напрашивался сам собой: траектории метеоров были параллельными друг Другу (вспомните, как уходящие вдаль рельсы кажутся сходящимися в одну точку). Метеороиды двигались в межпланетном пространстве параллельными путями. Наблюдавшийся поток метеоров получил название Леониды '("лео"-по-латыпи лев). Без преувеличения можно сказать, что в 1833 году родилась метеорная астрономия.
Обратите внимание, что метеорный дождь Леонид появлялся регулярно приблизительно через каждые 83 года: в ноябре 1766, 1799, 1833 годов. Астрономами были вычислены даты предыдущих появлении замечательного метеорного дождя и прослежено его действие в прошлом вплоть до 585 года. Прогноз очередного появления дождя в ноябре 1866 года публиковался в газетах и вообще получил широкую огласку. Дождь действительно наблюдался, и, хотя число метеоров было меньшим, чем в 1833 году, эффект был" впечатляющим. Авторитет астрономов сильно возрос: люди, умеющие предсказать на много лет вперед лунные и солнечные затмения, а теперь и звездные дожди, в глазах публики выглядели пророками.
Энтузиазм в проведении наблюдений метеоров буквально захлестнул астрономов. Европа переживала метеорный бум. Русский астроном Ф. А. Бредихин, итальянец Дж. Скиапарелли, англичанин X. Ньютон (однофамилец знаменитого физика и математика) и другие крупные ученые обратили самое серьезное внимание па развитие науки о самых малых телах Солнечной системы. Резуль
Столь резкая миграция умов, полное опустошение высших эшелонов исследователей, обеспечивающих идейный и технический прогресс метеорной науки, превратили ее практически в слабосвязанную сеть кустарей-одиночек, занимающихся в основном повторением пройденного.
Ситуация изменилась лишь в 20-х годах, когда с раз-вигием авиации и метеорологии возникла необходимость детального исследования земной атмосферы, в том числе ее верхних слоев. Вы, вероятно, помните, что физическое состояние газа зависит от некоторых важнейших характеристик, таких как температура, плотность, давление. В те в общем-то уже далекие времена сведения об этих
таты не замедлили сказаться. Вскоре выяснилось, что Леониды - не единственный метеорный ноток, стали известны Персеиды, Лириды, Гемипиды. Были обпаружепы признаки связи некоторых потоков с кометами. Казалось, что развитие метеорной астрономии пойдет теперь по широкому и перспективному пути. Однако всесильная природа уже подстраивала коварную ловушку.
Уже после дождя 1866 года более тщательные исследования орбиты потока Леонид указывала на возможность отклонения ее в пространстве. Но память об удивительных метеорных дождях 1833 и 1866 годов была так свежа, впечатление было настолько потрясающим, что к наблюдениям 1899 года готовились все обсерватории мира. Были привлечены все оптические и интеллектуальные силы. На случай облачной погоды предусматривались всевозможные дополнительные меры. Венской академией наук была отправлена в Индию специальная хорошо оснащенная экспедиция опытных астрономов-наблюдателей. В Петербурге, Париже и Страсбурге планировались наблюдения с аэростатов. Многие города Европы и Америки жили напряженным ожиданием грандиозного небесного фейерверка.
Однако итог был плачевным и припес полнейшее разочарование. Небо было спокойно, как в обычные ноябрьские ночи, с привычным сверканием звезд. Проведенные тут же но "горячему следу" вычисления показали, что ориентация орбиты Леонид в пространстве действительно изменилась и в дату предполагаемого метеорного дождя Земля находилась па расстоянии более 2 миллионов километров от средней орбиты роя. Таким образом, все подготовительные хлопоты оказались напрасными, а это всегда раздражает, вызывает чувство досады и даже гнева. Престижу астрономии был нанесен сильнейший удар.
Интерес к метеорам стал резко падать. Лишь астрономы-любители, вдохновляемые не столько научной перспективой, сколько доступностью наблюдений, поддерживали слабый огонек в очагах метеорных исследований. И даже в начале XX века уровень этих исследований продолжал оставаться любительским. Известный специалист по Солнечной системе Б. Ю. Левин связывал это с бурным развитием астрофизики, когда появление новой наблюдательной техники и широкое привлечение физики к объяснению процессов в звездах создали новое поде деятельности для профессиональных астрономов.
характеристиках на высотах 60-120 километров можно было получить, лишь систематически наблюдая метеоры т. Никаких других возможностей просто не существовало. Все существующие тогда летательные аппараты и приспособления в принципе не могли достичь таких высо1, ракет тогда еще не было. Попытки вывести простейшпо математические соотношения, связывающие параметры атмосферы с данными наблюдений, способствовали разработке оспов физической теории метеоров.
В те годы основным методом наблюдений все еще оставался визуальный метод (иногда с применением телескопа для наблюдений очень слабых метеоров), дающий наглядное представление об изучаемом объекте, но страдающий низкой точностью. В самом деле, человек по электронно-вычислительная и не электронно-копирова..^-пая машина. Заметив метеор, он не может в то же мгновение нанести "синхронно" его траекторию на звездную карту. Все это он сделает уже после того, как метеор погаснет. Обычно все явление метеора длится доли секунды. И, конечно, отыскав на карте необходимые созвездия, наблюдатель наносит на нее весьма приблизительную траекторию. Еще сложнее задача оценить блеск метеора. Обычно это делается путем сравнения с блеском зве^д. Здесь субъективизм оценок достигает еще большей сго-пени, чем при напесении траектории на карту. Метеор то уже исчез, и вы фактически производите сопоставление по памяти. Но это скорее эмоциональный способ, нежели действительно научный.
Конечно же, это прекрасно понимали профессиональные астрономы, приток которых освежил совсем было захиревшее направление. Нужен был инструментальный способ регистрации метеоров. И такой способ в других, более прогрессивных областях астрономии уже давно царствовал. Речь идет, как вы, вероятно, догадались) о фотографии. В 30-х годах в разных странах начали создаваться необходимые наблюдательные средства, организовывались фотографические наблюдения с двух пунктов, удаленных друг от друга, что позволяло методом трпап-гуляции определять высоты фотографируемых метеоров. В начале 40-х годов были проведены наблюдения метеоров с помощью радиолокаторов.
После окончания второй мировой войны фотографический и радиолокационный методы получили самое широкое распространение и на сегодняшний день все еще являются основными методами наблюдения метеоров.
пп
В настоящее время успешно развиваются электронно-оптические и телевизноппые методы наблюдения слабых метеоров, предпринимаются активные попытки пзучать метеорное вещество па основе взаимодействия метсорои-дов со специальными датчиками, установленными па космических аппаратах.
Блеск метеоров и болидов, как п звезд и астероидов, да и остальных небесных светил, оценивается в звоздных величинах. Напомним, что блеск Солнца эквивалентен блеску звезды минус 27-й величины (-27"'). Блеск Лупы в полнолуние составляет -12"\ У Венеры в период максимума блеск равеи -4"\ Блеск Сирпуса составляет -l^, Беги 0^, Полярной звезды +2"\ Туманности Лпд-ромеды +4)3"' и т. д. Напомним, что при написании положительных звездных величин знак "+" опускается. Визуально невооружеппым глазом удается наблюдать метеоры ярче б". Метеоры слабее 5-6" недоступны глазу и наблюдаются в телескопы и бинокли.
Фотографические наблюдения охватывают диапазон звездных величин от 4" до -20"' и ярче. С помощью электронно-оптических и телевизионных методов удается наблюдать слабые метеоры от 0" до 10"*.
Как видите) современными наблюдениями удается охватить метеоры очень широкого диапазона звездных величин (болид со звездной величиной -20"' светит ярче метеора со звездной величиной 10" в 1000 миллиардов раз!).
Космическая мелочь
Подавляющее большинство метеорных тел принадлежит Солнечной системе. Это стало ясно, как только удалось по результатам наблюдений метеоров определить их орбиты. Подобно планетам, их спутникам, астероидам п многим кометам, метеорные тела движутся в" пространстве вокруг Солнца по замкнутым эллиптическим орбитам. Это весьма существенно, поскольку эти тела могли бы приходить к нам и из глубин межзвездного пространства, но тогда бы их орбиты пмелп формы гипербол, а не эллипсов.
В современных каталогах число гиперболических орбит метеорных тел ничтожно, да и достоверность их весьма проблематична. По-видимому, в большинстве случаев получение гипероолпческих орбит связано с погрешностями, неизбежными при обработке наблюдательных
данных. Конечно, об этом можно только глубоко сожалеть, поскольку межзвездные частицы, порождая метеорные явления в земной атмосфере, могли бы рассказать о себе немало интересного. Предстарьте себе па мипутку, что Тунгусское явление порождено межзвездным телом!
Впрочем) пока и природа натней собственной космической "мелочи", обитающей в Солнечной системе, остается достаточно загадочной, несмотря на полуторавековое ее изучение. Тем не менее многие факты все-таки удалось связать единой логической нитью. Уже в 30-х годах прошлого столетия, т. е. в самом младенческом возрасте метеорной астрономии, было открыто несколько активных, регулярно действующих потоков, и в их числе Персеиды. В 60-х годах Дж. Скиапарелли, с удивительной точностью вычисливший орбиту Персеид, установил ее идентичность с орбитой кометы Свифта - Туттля, открытой в 1862 году, и тем самым впервые указал па возможность взаимосвязи метеороидов с другими телами Солнечной системы.
Последовавшее далее установление тесной связи потока Леонид с кометой Темпеля - Туттля, наблюдавшейся впервые в 1866 году, и Лирид - с кометой 1861 1 укрепило эту точку зрения. Па основе многочисленных наблюдений сложилось правильное представление о том, что действие метеорных потоков обусловлено прохождением Земли через сгущения метеорные тел, встречающихся па се пути (вспомните, как мы проезжаем на автомобиле сквозь клубы пыли). Такие сгущения получили название метеорных роев. Каждый рой состоит из множества метеорных тел различных размеров, движущихся вокруг Солнца по почти параллельным путям. При этом поперечники роев могут достигать десятков миллионов километров. Прямо, какие-то "миниастероидные иояса".
При пересечении такого роя Землей метеорные тела, вторгаясь в земную атмосферу, порождают в пей поток метеоров, имеющих общий радиант и близкие скорости движения. Как уже отмечалось, метеорный поток и связанный с ним рой метеорных тел называют по созвездию, в котором расположен радиант. Например, радиант Персеид находится в Персее, Ориопид - в Орионе, Геми-ннд - в Близнецах (по-латыни - "Гемини"), Акварид - в Водолее (по-латыни -"Аквариус"), Тауриды-в Тельце (по-латыни - "Таурус"), Дракониды - в Драконо и т. д.
Рассказывать подробно обо всех потоках нет необходимости. Хотелось бы обратить внимание, дорогие читате
ли, на упоминавшийся здесь поток Персеид. Его действие охватывает довольно значительный период: приблизительно с 25 июля по 20 августа. Ночи с 10 по 13 августа наиболее богаты метеорами. Максимальное их число обычно наблюдается в предутренние часы 12 или 13 ав' густа. В те "счастливые" для профессионалов и любителей годы, когда на максимум действия потока приходится безлунный период (как это было в 1988 году), даже неопытный наблюдатель, находясь за чертой города в неосвещенном месте, сможет за два предрассветных часа увидеть несколько десятков ярких метеоров.
Еще в 1925 году были опубликованы данные, свидетельствующие о весьма почтенном возрасте потока Персеид, некоторые вехи в "биографии" которого удалось проследить более чем на 1200 лет назад. Естественно, что ежегодно "падения звезд" не оставались незамеченными, и даже церковь не обошла их своим вниманием. По имени святого, день которого праздновали 10 августа, метеоры потока Персеид назывались "слезами Святого Лавреп-тия". И чем больше выпадало "огненных слез", тем усерднее молились прихожане.
О чем же говорит тот факт, что поток наблюдается регулярно ежегодно более 1000 лет, и всякий раз, котда Земля пересекает орбиту роя, наблюдается много ярких метеоров? А говорит это о том, что метеорные тела равномерно рассеяны вдоль орбиты этого роя.
Предполагаемая родоначальница роя - комета Свифта - Туттля делает один оборот вокруг Солнца приблизительно за 120 лет. В момент открытия кометы в 1862 году она была чрезвычайно слабой, а в 1982, когда ожидалось ее возвращение к Солнцу, она не была обнаружена. Раз на таком длинном пути (период 120 лет1) метеорные тела распределены равномерно, то, следовательно, комета начала разрушаться очень давно, и рой, состоящий из продуктов этого разрушения, очень старый.
Еще одна головоломка
А могут ли кометы, постепенно потеряв весь свои газовый запас, превратиться в некое подобие астероидов? Вспомните, сколько астероидов обитает на отшибе, вдали от своего пояса. Разве исключено, что это просто "высохшие" кометпые ядра?
Кстати, в разговорах о периодических катастрофах, влияющих на развитие биологической жизни на Земле, упоминались и астероиды, и кометы.
Наверное, окончательный ответ можно будет получить, посадив на подозреваемый астероид исследовательский космический аппарат (а это, по-видимому, будет опять делом ваших рук).
И все-таки поговорить о физическом строении комог, а точнее кометных ядер, стоит. Можно определить кометное ядро как ком очень грязного льда или снега, который, приближаясь к Солнцу, нагревается, и испаряющийся газ увлекает за собой пыль и более крупные комочки грязи. Комочки грязи достаточно долго летят рядом с ядром, а пыль отталкивается давлением солнечного света, и из нее формируется пылевой хвост кометы. Испаряющийся газ, часто ионизованный, также уносится в хвост. Гонят его туда потоки чрезвычайно горячего газа, мчащегося от Солнца со скоростью до 400 километров в секунду. Ежеминутно Солнце покидают 60 миллионов топп такого газа. Это так называемый солнечный ветер (предсказанный, кстати, С. К. Всохсвятским и его учениками). Солнечный ветер формирует ионные хвосты у комет.
Итак, кометы лихо транжирят свое вещество. До каких пор это будет происходигь? Возможны, по-видимому, следующие варианты.
1. Соотношение летучих компонент и пыли таково, что при последнем выбросе газа рассеются и последние 'пылинки ядра. Комета исчезнет, оставив после себя рой метеорных частиц.
2. Летучие вещества испарятся полностью, но останется остов, своеобразная кометная "пемза". Такой остаток ядра и окажется "высохшей" кометой, а точное пористым астероидом.
3. Внутри кометного ядра имеется прочная астероидо-подобная сердцевина, укутанная обычным кометпым веществом. Это вещество постепенно удалится, образовав кому и хвост каметы. Когда же сердцевина полностью обнажится, комета "погаснет" и превратится в обычный астероид.
Этот последний вариант самый важный. Хорошо бы, конечно, посадить на ядро кометы специальный космический аппарат, который смог бы проникнуть в его недра и подтвердить наличие астероида внутри кометы. Однако это опять же дело будущего, а пока вопрос решается косвенным путем.
Давно замечено, что многие кометы делятся на частп. Помните семейство "царапающих" Солнце комет? Кстати, упомянутая нами комета Веста тоже раскололась на четыре части в 1976 году.
Совершенно ясно, что если бы у таких комет была астероидонодобная сердцевина, то после раскола отдельные части кометы вели бы себя иначе, чем их "родитель
пкца" или другие неразделившиеся кометы малого размера.
К большому сожалению, ничего особенного отделившиеся куски собой не представляют, а продолжают оста-з^аться обычными кометами. Скорое можно сделать вывод, что они дробятся, потому что состоят из обычного кометного вещества. Если бы впутри каждого из них находился астероид, TQ развалить их на куски было 63.1 сложнее.
Конечно, можно попытаться решить эту головоломку путем сравнения внешнего вида комет и астероидов, а также их орбит. Но и на этом пути не все так гладко, как хотелось бы. Мы уже с вами говорили о влияниях Юпитера и других плапет-гигаптов и,а различные малые тела. Поэтому сегодняшняя орипта кометы пли асторог-да - вовсе "не паспорт)), а только временное "удостовс-репие личности". Чтобы провести действительное сравнение орбит двух тел, необходимо тщательно исследовать эволюцию этих орбит, а она очень сложна. Тем не менее такие работы выполнялись. Они свидетельствуют, что "высохшие" кометы поселяются среди астероидов группм Аполлона и Амура, приближающихся к Земле достаточно близко.
А, например, астероиды Гидальго и Хирон вообще движутся по кометным орбитам. Не в свою область ва-брались и знаменитые "троянцы". И тем не менее ни об одном 113 указанных объектов нельзя твердо сказать, что в его родословной есть кометная "кровь".
Исследования свойств кометных ядер и астероидов путем тонких астрофизических методов также не дают пока однозначного ответа.
Нередко наблюдается еще одно интересное явление. У многих комет з,аметна асимметрия их активности, указывающая на то, что часть поверхности ядра не выбрасывает пи газа, ни пыли. Ага! Вот он, кусок астероида, торчащий из ядра! Если бы так было! На самом деле пассивные участки могут возникать вследствие образования экрана из пылевых частиц, не пропускающих солнечные лучи. Характерна в этом плане комета Энке. Будучи уже старой кометой, тысячи раз обернувшейся вокруг Солнца, выбросившей значительную массу вещества в пространство, она продолжает бушевать, но делает это достаточно однобоко: активным является одно полушарие, второе, по-видимому, экранировано облаком пыли.
ГЛАВА 3
ОТ ПАДАЮЩИХ ЗВЕЗД К НЕБЕСНЫМ КАМНЯМ
Загадай желание
Ясная морозная ночь. Необъятное небо в россыпи бриллиантов звезд. Серебристый туман Млечного Пути, утопающий за горизонтом. Кажется, что это могущее спокойствие природы ничем нельзя нарушить. Внезапно яркий метеор огненной стрелой вспарывает небо, стремительно несется среди неподвижных звезд, роняя тысячи искр. Через мгновение метеор гаснет, оставив после себя слабо святящийся белесый след. Еще секунда, п след растворяется в глубоком небе.
Многие люди, далекие от астрономии, полагали (некоторые полагают п сейчас), что метеоры имеют звездную природу. "Звезда упала,- нередко слышим мы от человека, наблюдавшего метеор.- Давай загадаем желание". На самом же деле метеорные явления никакого отношения к звездам не имеют. Звезды действительно находятся в движении и постоянно перемещаются в пространстве относительно друг друга со скоростями в несколько десятков километров в секунду. Но поскольку расположены они от нас на чудовищных расстояниях, их видимое положение практически не меняется.
Судите сами, звезда Барнарда, имеющая наибольшую из известных угловую скорость движения, смещается за год лишь на угол 0,0023°. Конечно, в течение жизни многих поколении людей она будет казаться абсолютно неподвижной. Что касается остальных звезд, то их видимое смещение еще более ничтожно.
Но если метеоры - не падающие звезды, то что это? Если просеять Солнечную систему через сито столь мелкое, чтобы оно задерживало планеты, их спутники, сравнительно крупные астероиды и кометы, то, как это пи удивительно, можно насеять довольно большую гору космической пыли, песка, щебня и валунов поперечником до нескольких метров. Всю эту космическую мелочь на
частей могло породить представление о МИОГОГОЛОБОСТИ небесных чудовищ.
Еще более ранние упоминания о наблюдениях метеоров имеются в китайских хрониках и древнеегипетских папирусах, относящихся к 2000-1000 годам до н. э.
В 1749 году кузнец и охотник Яков Медведев обнаружил на берегу Енисея необычную железную глыбу. Снаружи она была покрыта твердой оплавленной корой, а внутри состояла из пористого железа с вкрапленными в него мелкими желтыми камешками. Среди местных жителей ходила легенда, будто глыба упала прямо с неба. Надеясь использовать ее в кузнечном деле, Медведев перевез глыбу на свой двор. Но "божий дар" возлагаемых
зывают метеорными телами или метвороидами. Наблюдать такие объекты даже в самые мощные телескопы - затея бессмысленная, поскольку каждое из этих тел отражает ничтожное количество света. И мы могли бы совершенно ничего о них не знать, если бы Земля при своем движении вокруг Солнца постоянно не сталкивалась с ними.
Метеороиды влетают в земную атмосферу с космическими скоростями, составляющими десятки километров в секунду. Подавляющая их часть полностью разрушается ^ на высотах 60-110 км, не достигая, таким образом, поверхности Земли. Это разрушение сопровождается кратковременным световым явлением, которое называют метеором. Чем крупнее и быстрое метеорное тело, тем ярче метеор. Очень яркие метеоры называют болидами. Бывают болиды, светящиеся ярче полной Луны, а некоторые видны даже в солнечный день.
Метеоры и болиды - практически единственньш источник регулярной информации, получаемой нами о метеорных телах, закапчивающих свой жизненный путь в земной атмосфере.
Если метеороиды не разрушились полностью, то сохранившиеся остатки падают на Землю, и, как мы у:ке говорили раньше, эти остатки называют метеоритами.
Итак, когда мы говорим о метеорах, то имеем в виду световые явления, сопровождающие разрушение метео-роидов в атмосфере, & когда говорим о метеоритах, то - метеороиды или их осколки, достигшие поверхности Земли. Как отмечалось ранее, метеориты являются продукт."i-ми дробления астероидов. Мы поговорим здесь и о тех и о других. Вначале героями нашего рассказа будут метеоры, потому что падение любого самого маленького метеорита сопровождается явлением метеора.
Чуть-чуть истории
Люди обратили внимание на метеоры и болиды еще в седой древности. Древнерусские летописи хранят сведения о метеорах начиная приблизительно с 1000 года. Может быть, огнедышащий Змей Горыныч, прочно прописавшийся в бесчисленном количестве сказок, родился как одно из следствий толкования на Руси метеорных явлений. Яркие медленные болиды в воображенпп наших далеких предков могли представляться изрыгающими пламя змеями, а дробление болидов на несколько
на него надежд не оправдал, и глыба пролежала рядом с кузницей более 20 лет.
Случайно ее увидел член Петербургской академии паук П. С. Паллас, путешествовавший по Сибири с научными целями. Ученый проявил к находке исключительный интерес прежде всего как к уникальному образцу самородного железа п в 1773 году перевез таинственную глыбу в Петербург. С тех пор она вошла в историю под именем палласова железа. Любопытно, что сам Палдас (как и все ученые - его современники) и мысли не допускал, что падение камней и железных "самородков" с неба может быть реальностью, а не выдумкой.
Чего уж было ожидать от "простых" людей. Так, третий президент Соединенных Штатов Америки Томас Джефферсон, человек, бесспорно, прогрессивный и разносторонне образованный, автор проекта известной Декларации независимости 1776 года, принятой в разгар войны в Северной Америке, приветствовавший Великую французскую революцию, установивший дипломатические отношения с Россией в 1808 году, весьма нелестно отозвался о двух профессорах Йельского университета. Они имели неосторожность сообщить о небесном происхождении метеорита Вестон, найденного в штате Коннектикут. В иронии президента сквозило сомнение в профессиональной пригодности указанных представителей пауки, поскольку, конечно же, никакие камни с неба падать не могут...
В 1794 году палласово железо исследовал профессор Берлинского университета, член Петербургской академии наук Э. Хладии. Годом раньше он заинтересовался поко-торыми фактами, "намекающими" на существовапие свр-зи между наблюдениями болидов и последующими находками удивительных камней. Проведя тщательные сравно-ния сибирской глыбы с образцами других необычных камней и самородного железа, Э. Хладни твердо уверился в их небесном происхождении и опубликовал книгу, в которой обосновал свои выводы. Он доказывал, что тд-кие болиды порождаются вторжением космических тел в атмосферу Земли.
Вскорз, в 1798 году, наблюдения одних и тех же метеоров с двух удаленных друг от друга пунктов, проведенные в Германии Г. Брандесом и И. Бенценбергом, не оставили сомнения в том, что метеоры возникают в атмосфере на высотах порядка 100 километров. Еще одно событие сыграло значительную роль в судь
бе метеорной пауки. Знаменитому естествоиспытателю А. Гумбольдту, путешествовавшему по Южной Америке, иосчастливилось наблюдать метеорный дождь, (Очепь интенсивный поток метеоров пазывают метеорным дождем.) В одну из ноябрьских ночей 1799 года тысячи метеоров, точно зажженные стрелы, проносились по ночному небу. Гумбольдт, потрясенный необычным огненным ливнем, проявил некоторую настойчивость и установил, что подобное явление местные жители наблюдали и в ноябре 1766 года.
В 1833 году явлепие повторилось. Небо буквально пылало от обилия метеоров. Суеверные люди вправе были полагать, что пришел день страшного суда. К счастью, очевидцами метеорного дождя были и астрономы, обратившие внимание, что метеоры казались выходящими иа одной точки неба, названной радиантом и расположенной в созвездии Льва. Вывод напрашивался сам собой: траектории метеоров были параллельными друг Другу (вспомните, как уходящие вдаль рельсы кажутся сходящимися в одну точку). Метеороиды двигались в межпланетном пространстве параллельными путями. Наблюдавшийся поток метеоров получил название Леониды '("лео"-по-латыпи лев). Без преувеличения можно сказать, что в 1833 году родилась метеорная астрономия.
Обратите внимание, что метеорный дождь Леонид появлялся регулярно приблизительно через каждые 83 года: в ноябре 1766, 1799, 1833 годов. Астрономами были вычислены даты предыдущих появлении замечательного метеорного дождя и прослежено его действие в прошлом вплоть до 585 года. Прогноз очередного появления дождя в ноябре 1866 года публиковался в газетах и вообще получил широкую огласку. Дождь действительно наблюдался, и, хотя число метеоров было меньшим, чем в 1833 году, эффект был" впечатляющим. Авторитет астрономов сильно возрос: люди, умеющие предсказать на много лет вперед лунные и солнечные затмения, а теперь и звездные дожди, в глазах публики выглядели пророками.
Энтузиазм в проведении наблюдений метеоров буквально захлестнул астрономов. Европа переживала метеорный бум. Русский астроном Ф. А. Бредихин, итальянец Дж. Скиапарелли, англичанин X. Ньютон (однофамилец знаменитого физика и математика) и другие крупные ученые обратили самое серьезное внимание па развитие науки о самых малых телах Солнечной системы. Резуль
Столь резкая миграция умов, полное опустошение высших эшелонов исследователей, обеспечивающих идейный и технический прогресс метеорной науки, превратили ее практически в слабосвязанную сеть кустарей-одиночек, занимающихся в основном повторением пройденного.
Ситуация изменилась лишь в 20-х годах, когда с раз-вигием авиации и метеорологии возникла необходимость детального исследования земной атмосферы, в том числе ее верхних слоев. Вы, вероятно, помните, что физическое состояние газа зависит от некоторых важнейших характеристик, таких как температура, плотность, давление. В те в общем-то уже далекие времена сведения об этих
таты не замедлили сказаться. Вскоре выяснилось, что Леониды - не единственный метеорный ноток, стали известны Персеиды, Лириды, Гемипиды. Были обпаружепы признаки связи некоторых потоков с кометами. Казалось, что развитие метеорной астрономии пойдет теперь по широкому и перспективному пути. Однако всесильная природа уже подстраивала коварную ловушку.
Уже после дождя 1866 года более тщательные исследования орбиты потока Леонид указывала на возможность отклонения ее в пространстве. Но память об удивительных метеорных дождях 1833 и 1866 годов была так свежа, впечатление было настолько потрясающим, что к наблюдениям 1899 года готовились все обсерватории мира. Были привлечены все оптические и интеллектуальные силы. На случай облачной погоды предусматривались всевозможные дополнительные меры. Венской академией наук была отправлена в Индию специальная хорошо оснащенная экспедиция опытных астрономов-наблюдателей. В Петербурге, Париже и Страсбурге планировались наблюдения с аэростатов. Многие города Европы и Америки жили напряженным ожиданием грандиозного небесного фейерверка.
Однако итог был плачевным и припес полнейшее разочарование. Небо было спокойно, как в обычные ноябрьские ночи, с привычным сверканием звезд. Проведенные тут же но "горячему следу" вычисления показали, что ориентация орбиты Леонид в пространстве действительно изменилась и в дату предполагаемого метеорного дождя Земля находилась па расстоянии более 2 миллионов километров от средней орбиты роя. Таким образом, все подготовительные хлопоты оказались напрасными, а это всегда раздражает, вызывает чувство досады и даже гнева. Престижу астрономии был нанесен сильнейший удар.
Интерес к метеорам стал резко падать. Лишь астрономы-любители, вдохновляемые не столько научной перспективой, сколько доступностью наблюдений, поддерживали слабый огонек в очагах метеорных исследований. И даже в начале XX века уровень этих исследований продолжал оставаться любительским. Известный специалист по Солнечной системе Б. Ю. Левин связывал это с бурным развитием астрофизики, когда появление новой наблюдательной техники и широкое привлечение физики к объяснению процессов в звездах создали новое поде деятельности для профессиональных астрономов.
характеристиках на высотах 60-120 километров можно было получить, лишь систематически наблюдая метеоры т. Никаких других возможностей просто не существовало. Все существующие тогда летательные аппараты и приспособления в принципе не могли достичь таких высо1, ракет тогда еще не было. Попытки вывести простейшпо математические соотношения, связывающие параметры атмосферы с данными наблюдений, способствовали разработке оспов физической теории метеоров.
В те годы основным методом наблюдений все еще оставался визуальный метод (иногда с применением телескопа для наблюдений очень слабых метеоров), дающий наглядное представление об изучаемом объекте, но страдающий низкой точностью. В самом деле, человек по электронно-вычислительная и не электронно-копирова..^-пая машина. Заметив метеор, он не может в то же мгновение нанести "синхронно" его траекторию на звездную карту. Все это он сделает уже после того, как метеор погаснет. Обычно все явление метеора длится доли секунды. И, конечно, отыскав на карте необходимые созвездия, наблюдатель наносит на нее весьма приблизительную траекторию. Еще сложнее задача оценить блеск метеора. Обычно это делается путем сравнения с блеском зве^д. Здесь субъективизм оценок достигает еще большей сго-пени, чем при напесении траектории на карту. Метеор то уже исчез, и вы фактически производите сопоставление по памяти. Но это скорее эмоциональный способ, нежели действительно научный.
Конечно же, это прекрасно понимали профессиональные астрономы, приток которых освежил совсем было захиревшее направление. Нужен был инструментальный способ регистрации метеоров. И такой способ в других, более прогрессивных областях астрономии уже давно царствовал. Речь идет, как вы, вероятно, догадались) о фотографии. В 30-х годах в разных странах начали создаваться необходимые наблюдательные средства, организовывались фотографические наблюдения с двух пунктов, удаленных друг от друга, что позволяло методом трпап-гуляции определять высоты фотографируемых метеоров. В начале 40-х годов были проведены наблюдения метеоров с помощью радиолокаторов.
После окончания второй мировой войны фотографический и радиолокационный методы получили самое широкое распространение и на сегодняшний день все еще являются основными методами наблюдения метеоров.
пп
В настоящее время успешно развиваются электронно-оптические и телевизноппые методы наблюдения слабых метеоров, предпринимаются активные попытки пзучать метеорное вещество па основе взаимодействия метсорои-дов со специальными датчиками, установленными па космических аппаратах.
Блеск метеоров и болидов, как п звезд и астероидов, да и остальных небесных светил, оценивается в звоздных величинах. Напомним, что блеск Солнца эквивалентен блеску звезды минус 27-й величины (-27"'). Блеск Лупы в полнолуние составляет -12"\ У Венеры в период максимума блеск равеи -4"\ Блеск Сирпуса составляет -l^, Беги 0^, Полярной звезды +2"\ Туманности Лпд-ромеды +4)3"' и т. д. Напомним, что при написании положительных звездных величин знак "+" опускается. Визуально невооружеппым глазом удается наблюдать метеоры ярче б". Метеоры слабее 5-6" недоступны глазу и наблюдаются в телескопы и бинокли.
Фотографические наблюдения охватывают диапазон звездных величин от 4" до -20"' и ярче. С помощью электронно-оптических и телевизионных методов удается наблюдать слабые метеоры от 0" до 10"*.
Как видите) современными наблюдениями удается охватить метеоры очень широкого диапазона звездных величин (болид со звездной величиной -20"' светит ярче метеора со звездной величиной 10" в 1000 миллиардов раз!).
Космическая мелочь
Подавляющее большинство метеорных тел принадлежит Солнечной системе. Это стало ясно, как только удалось по результатам наблюдений метеоров определить их орбиты. Подобно планетам, их спутникам, астероидам п многим кометам, метеорные тела движутся в" пространстве вокруг Солнца по замкнутым эллиптическим орбитам. Это весьма существенно, поскольку эти тела могли бы приходить к нам и из глубин межзвездного пространства, но тогда бы их орбиты пмелп формы гипербол, а не эллипсов.
В современных каталогах число гиперболических орбит метеорных тел ничтожно, да и достоверность их весьма проблематична. По-видимому, в большинстве случаев получение гипероолпческих орбит связано с погрешностями, неизбежными при обработке наблюдательных
данных. Конечно, об этом можно только глубоко сожалеть, поскольку межзвездные частицы, порождая метеорные явления в земной атмосфере, могли бы рассказать о себе немало интересного. Предстарьте себе па мипутку, что Тунгусское явление порождено межзвездным телом!
Впрочем) пока и природа натней собственной космической "мелочи", обитающей в Солнечной системе, остается достаточно загадочной, несмотря на полуторавековое ее изучение. Тем не менее многие факты все-таки удалось связать единой логической нитью. Уже в 30-х годах прошлого столетия, т. е. в самом младенческом возрасте метеорной астрономии, было открыто несколько активных, регулярно действующих потоков, и в их числе Персеиды. В 60-х годах Дж. Скиапарелли, с удивительной точностью вычисливший орбиту Персеид, установил ее идентичность с орбитой кометы Свифта - Туттля, открытой в 1862 году, и тем самым впервые указал па возможность взаимосвязи метеороидов с другими телами Солнечной системы.
Последовавшее далее установление тесной связи потока Леонид с кометой Темпеля - Туттля, наблюдавшейся впервые в 1866 году, и Лирид - с кометой 1861 1 укрепило эту точку зрения. Па основе многочисленных наблюдений сложилось правильное представление о том, что действие метеорных потоков обусловлено прохождением Земли через сгущения метеорные тел, встречающихся па се пути (вспомните, как мы проезжаем на автомобиле сквозь клубы пыли). Такие сгущения получили название метеорных роев. Каждый рой состоит из множества метеорных тел различных размеров, движущихся вокруг Солнца по почти параллельным путям. При этом поперечники роев могут достигать десятков миллионов километров. Прямо, какие-то "миниастероидные иояса".
При пересечении такого роя Землей метеорные тела, вторгаясь в земную атмосферу, порождают в пей поток метеоров, имеющих общий радиант и близкие скорости движения. Как уже отмечалось, метеорный поток и связанный с ним рой метеорных тел называют по созвездию, в котором расположен радиант. Например, радиант Персеид находится в Персее, Ориопид - в Орионе, Геми-ннд - в Близнецах (по-латыни - "Гемини"), Акварид - в Водолее (по-латыни -"Аквариус"), Тауриды-в Тельце (по-латыни - "Таурус"), Дракониды - в Драконо и т. д.
Рассказывать подробно обо всех потоках нет необходимости. Хотелось бы обратить внимание, дорогие читате
ли, на упоминавшийся здесь поток Персеид. Его действие охватывает довольно значительный период: приблизительно с 25 июля по 20 августа. Ночи с 10 по 13 августа наиболее богаты метеорами. Максимальное их число обычно наблюдается в предутренние часы 12 или 13 ав' густа. В те "счастливые" для профессионалов и любителей годы, когда на максимум действия потока приходится безлунный период (как это было в 1988 году), даже неопытный наблюдатель, находясь за чертой города в неосвещенном месте, сможет за два предрассветных часа увидеть несколько десятков ярких метеоров.
Еще в 1925 году были опубликованы данные, свидетельствующие о весьма почтенном возрасте потока Персеид, некоторые вехи в "биографии" которого удалось проследить более чем на 1200 лет назад. Естественно, что ежегодно "падения звезд" не оставались незамеченными, и даже церковь не обошла их своим вниманием. По имени святого, день которого праздновали 10 августа, метеоры потока Персеид назывались "слезами Святого Лавреп-тия". И чем больше выпадало "огненных слез", тем усерднее молились прихожане.
О чем же говорит тот факт, что поток наблюдается регулярно ежегодно более 1000 лет, и всякий раз, котда Земля пересекает орбиту роя, наблюдается много ярких метеоров? А говорит это о том, что метеорные тела равномерно рассеяны вдоль орбиты этого роя.
Предполагаемая родоначальница роя - комета Свифта - Туттля делает один оборот вокруг Солнца приблизительно за 120 лет. В момент открытия кометы в 1862 году она была чрезвычайно слабой, а в 1982, когда ожидалось ее возвращение к Солнцу, она не была обнаружена. Раз на таком длинном пути (период 120 лет1) метеорные тела распределены равномерно, то, следовательно, комета начала разрушаться очень давно, и рой, состоящий из продуктов этого разрушения, очень старый.