Феликс Зигель - Хвостатые звезды

Однако, спросит читатель, откуда же может появиться электрический ток в кометах? Дело в том, что хвост кометы пронизывается множеством электронов и других электрически заряженных частиц, летящих из Солнца. Солнце выбрасывает со своей поверхности в мировое пространство в огромном количестве электрически заряженные частицы, среди которых есть и электроны. Вот эти-то частицы и бомбардируют хвост кометы, заставляя его светиться.

Здесь полная аналогия с северным сиянием, о котором говорил Ломоносов. Северное сияние представляет собой свечение верхних слоев земной атмосферы (от 50 до 500 километров), происходящее также в результате бомбардировки воздуха электронами, вылетающими из Солнца.

Но есть и другая причина свечения комет — самая главная. Солнце посылает в мировое пространство невообразимо большое количество световой энергии. Частицы солнечного света — так называемые фотоны — разлетаются от Солнца со скоростью 300 000 километров в секунду и тоже сталкиваются с газовыми частицами кометных хвостов. Эти частицы, поглощая фотоны, тотчас же снова переизлучают частично их энергию, что и порождает свечение самих молекул. Так объясняется холодное свечение кометных хвостов.

Если мы вспомним про электромагнитную природу света, то нам остается только еще раз удивиться гениальному предвидению Ломоносова, полагавшего причину «бледного сияния» кометных хвостов в «електрической силе».

Хвосты комет — это самая заметная и красивая их часть. Вдали от Солнца комета вовсе не имеет хвоста. Когда же ее ядро приблизится к Солнцу на расстояние, в два раза большее, чем то, на которое Земля удаляется от Солнца, у кометы начинает образовываться постепенно все более растущий хвост. Из ядра обычно бурно выделяются газы, и с приближением к Солнцу хвост становится гигантским. У кометы 1882 года хвост имел в длину 900 миллионов километров. Частицы, образующие хвост, не стоят на месте; они летят вдоль хвоста прочь от ядра и в конце концов рассеиваются в пространстве.

Хвост — это часть в комете, которая более всего пугала древних. Теперь мы хорошо знаем, что хвосты комет чрезвычайно разрежены. Даже у поверхности кометного ядра, где газы наиболее плотны, их плотность почти в 10 миллиардов (10 000 000 000) раз меньше плотности комнатного воздуха. Некоторые электрические лампочки имеют внутри очень мало воздуха, и их поэтому называют «пустыми». Но «пустота» этих ламп в сотни тысяч раз плотнее кометных хвостов.

Теперь совсем смешными кажутся страхи суеверных людей, опасавшихся столкновения с хвостами комет. Эти страхи более нелепы, чем опасение получить синяк от «столкновения» с облаком дыма от папиросы. Как остроумно заметил когда-то один астроном, хвосты комет — это видимое ничто.

сли посмотреть на фотографию или рисунок обычной кометы, то не сразу скажешь, где граница между головой и хвостом. Голова обычно постепенно переходит в хвост. Все это казалось до последнего времени вполне естественным. Ведь, по «фонтанной» теории, частички, вылетающие из ядра по направлению к Солнцу, через некоторое время затормаживаются и начинают двигаться в обратном направлении, образуя хвост. Значит голова и хвост кометы, по этой теории, образуются из одних и тех же частиц.

Однако дело оказалось не таким простым. Камнем преткновения оказался один давно известный из наблюдений факт. Он заключается в том, что при приближении кометы к Солнцу размеры ее головы уменьшаются.

«Фонтанная» теория объясняла это тем, что с приближением к Солнцу отталкивательные силы увеличиваются, и поэтому частицы, вылетевшие из ядра, будут сильнее тормозиться и быстрее уходить в хвост кометы. Представьте себе, что Земля стала бы притягивать к себе все тела в 10 раз сильнее, чем теперь. Тогда камень, брошенный вверх, поднялся бы на высоту, в 10 раз меньшую той, на которую он поднимается теперь.

Вообразим себе теперь частички, вылетающие из ядра кометы по направлению к Солнцу. Чем ближе Солнце, тем больше силы, толкающие эти частицы назад, а значит тем на меньшее расстояние отлетят они от ядра. Следовательно, с приближением к Солнцу расстояние вершины головы кометы от ее ядра и сама голова уменьшаются.

И все-таки теоретические подсчеты величины головы, сделанные на основе «фонтанной» теории, расходились с наблюдениями. Вблизи Солнца головы комет были больше, чем полагалось по теории.

Советские астрономы решили этот вопрос. В последние годы они разработали новую физическую теорию головы кометы. Эта теория построена на предположении, что частица, вылетающая из ядра кометы, испытывает, кроме светового давления, действие еще и других сил. В самом деле: ядро кометы, состоящее из твердых глыб, отражает солнечные лучи. Эти отраженные лучи, падая на частицы головы кометы, так же, как и прямые солнечные лучи, давят на них. Но частички «подгоняются» не только этими отраженными лучами. Ядро кометы окутано сравнительно плотным тонким слоем газовых молекул. Эти газовые молекулы, освещенные Солнцем, сами начинают испускать лучи, несущие большую энергию. Вот эти-то лучи производят главным образом добавочное давление на частицы головы.

Вся эта новейшая теория и ее математические выводы вполне объяснили наблюдаемые размеры голов комет.

Увеличение головы кометы, как показали наблюдения, может продолжаться только до некоторого предельного расстояния ее от Солнца. Подсчеты показали, что у кометы Галлея в 1910 году голова имела наибольшие размеры при расстоянии в 375 миллионов километров от Солнца. Тогда она имела 370 000 километров в поперечнике, то есть была более чем в 30 раз больше земного шара. Вполне возможно, что и у других комет наибольшая голова бывает при том же расстоянии. За этими пределами газовая оболочка, окутывающая ядро кометы, очень невелика.

Но самое удивительное было в другом. Оказалось, как это ни странно, что головы комет не имеют почти ничего общего с хвостом. Прежде всего хвосты у комет бывают газовые и пылевые. Головы же всех комет состоят только из газов. Если ядро кометы но выделяет газов, то и головы у такой кометы не будет вовсе. Читатель, наверное, помнит странную «безголовую» комету, появившуюся в 1901 году. Ее хвост был исключительно пылевым, а ядро этой кометы газов совсем не выделяло.

Но еще более странен другой факт. В голове кометы иногда можно наблюдать крохотное облачное образование. Изучая его движение, можно найти величину отталкивательных сил, действующих в голове кометы. Оказалось, что эти силы близки к 1. Между тем в газовом хвосте этой же кометы действуют, как известно, отталкивательные силы, кратные 22,3.