Вокруг Света - Журнал Вокруг Света №12 за 2005 год

Знаменитая комета Галлея по праву считается «главной » — ее появления вблизи Земли зафиксированы 30 раз начиная с 240 года до н. э. Английский ученый Эдмунд Галлей на рубеже XVII—XVIII веков впервые установил периодичность в ее движении и предсказал время следующего ее появления. С тех пор она и стала называться его именем.

В 1986 году, как известно, к ней была отправлена целая космическая флотилия — советские станции «Вега-1» и «Вега-2», европейская станция Giotto («Джотто») и японские Sakigake («Пионер») и Suisei («Комета»), да и американская станция ICE приняла участие в наблюдениях, хотя находилась от нее очень далеко, в 30 млн. км.

Наблюдения с космических станций «Вега» и Giotto впервые показали, как выглядит кометное ядро, которое до этого скрывалось от астрономов за облаками выбрасываемого им газа и пыли. По форме оно напоминает картофелину размерами 14x10х8 км. Неожиданным оказался и тот факт, что ядро темное, как сажа, и отражает только 4% падающего света. На обращенной к Солнцу стороне наблюдались выбросы газа и пыли, прорывавшиеся через темную оболочку. Ядро кометы Галлея очень пористое, содержит много пустот, и его плотность — 100 мг/см 3 (в 10 раз меньше, чем у воды). Оно состоит в основном из обычного льда с небольшими включениями углекислых и метановых льдов, а также пылевых частиц. Темный цвет обусловлен накоплением каменного материала, остающегося после испарения льда. По расчетам, при каждом пролете кометы Галлея около Солнца с ее поверхности исчезает слой толщиной около 6 м. В результате этого за 100 последних пролетов (за 7 600 лет) ее диаметр уменьшился на 1,2 км, что составляет примерно 1/10 от нынешнего поперечника.

За время пролета вблизи кометы на расстоянии 8 000 км с относительной скоростью 78 км/с (280 тыс. км/ч) станция «Вега-1» подверглась сильнейшей бомбардировке кометными пылевыми частицами. В результате вдвое понизилась мощность солнечной батареи и нарушилась работа системы ориентации в пространстве. То же самое произошло со станцией «Вега-2». Giotto прошла всего в 600 км от ядра кометы, и такое тесное сближение не обошлось без потерь. Еще на расстоянии 1 200 км удар кометной частички вывел из строя телекамеру, а сама станция временно потеряла радиосвязь с Землей. Две японские станции пролетели на более далеких расстояниях от кометы, выполнив исследования окружающего ее обширного водородного облака.

Проникнуть в глубь ядра кометы и узнать свойства материала не только на поверхности кометного ядра, но и в его недрах — такая задача была поставлена перед американской автоматической станцией Deep Impact («Сильный удар»), запущенной в самом начале 2005 года в сторону кометы Темпеля-1. Эта комета имеет удлиненное ядро размером 11х5х5 км (немного меньше, чем у кометы Галлея), совершающее один оборот вокруг своей оси за 42 часа. Приблизившись к цели, станция легла на параллельный с ней курс. Через некоторое время от нее отделился аппарат Impactor («Ударник»), состоявший в основном из крупных блоков меди. Пока аппарат подлетал к ядру кометы, с ним столкнулось несколько небольших частиц, немного изменивших траекторию «Ударника». Используя датчики, настроенные на поиск самого яркого объекта, аппарат восстановил нужное направление движения и продолжил путь к намеченной цели.

Спустя сутки, 4 июля 2005 года, Impactor на огромной скорости 10,3 км/с (37 000 км/ч) столкнулся с кометой. При этом из-за громадной температуры, возникшей при ударе, произошел тепловой взрыв, превративший аппарат размером с бытовую стиральную машинку, массой 370 кг в облако пыли и газа. Что касается кометы — вещество ее поверхностного слоя выбросило взрывом на большую высоту. При этом была вспышка света, очень удивившая исследователей, поскольку она оказалась более яркой, чем ожидалось. Выброшенный материал полностью рассеялся лишь спустя 12 часов. Обработка данных, полученных при наблюдении этого столкновения, показала, что вещество верхнего слоя кометы сильно отличается от того, которое там ожидали обнаружить. Считалось, что ее ядро представляет собой огромную глыбу льда с включениями каменных горных пород, возможно, в виде мелких обломков вроде щебня. На самом деле оказалось, что ядро кометы состоит из очень рыхлого материала, напоминающего даже не кучу камней, а громадный ком пыли, поры в котором составляют 80%.

Когда произошло столкновение зонда с ядром кометы, то выброшенное вещество взлетело узким высоким столбом. Такое возможно лишь при очень рыхлом и легком грунте. Будь ее вещество плотнее, разлет выбросов оказался бы ниже и шире, а если бы комета была каменной, то материал разлетался бы в виде низкой и широкой воронки. Результаты этого эффектного эксперимента в космосе привели к появлению новой модели строения ядра комет. В прошлом ядро считали загрязненным снежным шаром или заснеженным комком грунта, а теперь его рассматривают как весьма рыхлое тело, немного удлиненной формы (вроде картофелины), состоящее из порошка или пыли. Остается неясным, как в такой «пушистой» субстанции могут сохраняться кратеры, холмы и резкие уступы поверхности, которые отчетливо видны на снимках ядра кометы Темпеля-1, полученных как с самой станции Deep Impact, так и с отделившегося от нее ударного аппарата, который передал последние изображения совсем незадолго до столкновения. На этих подробных снимках видно, что поверхность не сглажена и не покрыта пылью — она имеет весьма отчетливые, резкие формы рельефа и выглядит примерно так же, как поверхность Луны, — с множеством кратеров и небольших холмов. Пытаясь соединить полученные данные в единую картину, исследователи вспомнили о небезызвестном Тунгусском метеорите.

В 1994 году комета Шумейкеров—Леви-9 подошла слишком близко к Юпитеру и была попросту разорвана его гравитационным полем на 23 фрагмента размером до 2 км. Эти обломки, вытянувшись в одну линию, наподобие нитки бус или железнодорожного состава, продолжали свой полет наперерез Юпитеру, пока не столкнулись с ним. Падение кометы Шумейкеров—Леви-9 на Юпитер стало наиболее необычным из когда-либо наблюдавшихся событий в Солнечной системе. Растянувшись на 1,1 млн. км (это втрое больше, чем от Земли до Луны), кометный «экспресс» стремительно двигался к своей конечной станции — Юпитеру. Целую неделю, с 16 по 22 июля 1994 года, длился своего рода пулеметный залп по планете. Одна за другой происходили гигантские вспышки, когда очередной обломок кометы входил в атмосферу Юпитера с гигантской скоростью 64 км/с (230 тыс. км/ч). В процессе падения нарушения в структуре радиационных поясов вокруг планеты достигли такой степени, что над Юпитером появилось очень интенсивное полярное сияние. Обширный пояс планеты от 40° до 50° южной широты оказался испещренным яркими округлыми образованиями — следами атмосферных вихрей над местами падения обломков. В мощной газовой оболочке Юпитера, состоящей на 90% из водорода, эти «воронки» продолжали вращаться еще продолжительное время, пока атмосфера постепенно не восстановила свою обычную циркуляцию в виде серии поясов, параллельных экватору, и планета приняла свой привычный «полосатый» облик.