Хвостатые звезды - Зигель Феликс Юрьевич. Страница 23
Но ведь чтобы решить вопрос, откуда пришла комета, надо найти ее первичную орбиту. Если первичная орбита параболической или гиперболической кометы — эллипс, то это значит, что она в действительности принадлежит нашей солнечной системе, а не пришла к нам из других звездных систем.
Как же вычислить первичную орбиту? Для этого надо прежде всего узнать, проходила ли данная комета вблизи какой-нибудь большой планеты. Тогда, вычисляя влияние притяжения этой планеты на комету, можно установить, как двигалась комета до этой встречи, то есть найти ее первичную орбиту. Эти вычисления очень сложны и громоздки, но астрономы, в том числе известный советский ученый А. А. Михайлов, все же проделали их.
Результат получился неожиданный. Первичные орбиты всех комет оказались эллипсами. Следовательно, все кометы — члены солнечной системы.
Видимое ничто
Чтобы выполнить эту работу, то есть рассортировать кометы по их хвостам, нужно было для каждой кометы знать величину отталкивательных сил, действующих на частицы этих хвостов. Если пользоваться старыми бредихинскими методами и формулами, пришлось бы затратить очень много времени на вычисления. И вот советские ученые разработали новые, усовершенствованные методы, позволяющие быстро и точно определить тип кометного хвоста. С их помощью эта большая по замыслу задача и была разрешена.
Прежде всего стало ясно, что все кометные хвосты делятся на газовые и пылевые. Хвосты, состоящие из газов, отнесены по современной классификации к первому типу, а образованные мельчайшими твердыми пылинками — ко второму.
Газовые хвосты всегда прямые или почти прямые с очень небольшим изгибом.
Но ведь чем прямее хвост, тем больше отталкивательные силы, действующие на его частицы. Мы уже рассказывали, как Бредихин определял величину отталкивательных сил в этих хвостах. Найденный им способ очень остроумен, однако не всегда удобен и недостаточно точен, потому что кривизна этих хвостов весьма мала, а из степени кривизны и выводится математически отталкивательная сила. Сейчас в распоряжении астрономов есть другой способ, разработанный советскими учеными.
Он заключается в следующем. Иногда в ядре кометы наблюдается нечто вроде взрыва. Образуется одно или несколько маленьких облачков, которые потом двигаются в хвосте кометы прочь от ее ядра. Это так называемые облачные образования. За их движением можно следить, фотографируя кометный хвост. На эти маленькие облачка действуют отталкивательные силы Солнца. Чем больше эти силы, тем с большим ускорением движется облачко. По наблюдаемой скорости движения облачка и находят величину отталкивательных сил.
Результаты получились весьма интересные. Бредихин, основываясь на менее точных методах, пришел к убеждению, что в хвостах первого типа отталкивательные силы кратны числу 18. Он ошибся лишь немного. Для всех исследованных по новому способу комет оказалось, что эти силы кратны не 18, а 22,3. Иначе говоря, в хвостах комет отталкивательные силы равны n х 22,3, где «n» может принимать целые значения от 1 до 9.
Но есть хвосты комет, в которых действуют значительно большие отталкивательные силы. Эти хвосты напоминают собой тонкие лучи прожектора или фонтаны, выходящие из головы кометы.
В голове кометы часто можно заметить газовые параболические оболочки, концентрически охватывающие ядро. Эти оболочки, продолженные в сторону хвоста, сходятся в отдельные «лучи». Такие хвосты, состоящие из прямолинейных газовых лучей, по современной классификации также относят к первому типу. Подробные исследования показали, что в «лучах» действуют отталкивательные силы, почт в 1 000 раз превышающие силу притяжения Солнца.
Голова кометы (видны параболические оболочки, состоящие из газов различной плотности).
Как все это объяснить? Почему в одних хвостах первого типа отталкивательные силы кратны 22,3, а в других — того же типа — они чрезвычайно велики? Чтобы получить ответ на эти вопросы, надо прежде всего узнать, из каких газов состоят кометные хвосты.
Астрономы тщательно изучили спектры этих хвостов и пришли к следующему выводу: «лучи» состоят из угарного газа, в обычных же хвостах первого типа, кроме угарного газа, есть еще и азот. Эти газы нам хорошо известны и на Земле. Когда плохая хозяйка закроет печку до того, как в ней прогорели все головешки, в комнату начинает просачиваться из печки невидимый угарный газ. В общежитии его просто называют угаром. Угарный газ очень ядовит, а в больших количествах смертелен для человека. Другой газ — азот — в большом количестве входит в состав воздуха, которым мы дышим. Это также бесцветный невидимый газ.
И азот и угарный газ в кометах находятся в особом, так называемом ионизированном состоянии. Чтобы понять, что это означает, вспомним физику. Все тела в природе состоят из мельчайших частиц, называемых молекулами. Молекулы, в свою очередь, состоят из атомов. Атомы напоминают отчасти солнечную систему. В центре атома находится массивное «ядро», вокруг которого кружатся электроны.
Число электронов у атомов каждого вещества обычно строго определенно. Но при некоторых условиях (например, при высокой температуре) электроны могут улетать со своих орбит прочь от атома.
Такой атом, потерявший один или несколько электронов, называется ионизированным. Атомы газов, образующих кометный хвост, потеряли каждый по одному электрону. Кометные хвосты первого типа состоят, таким образом, из ионизированных азота и угарного газа. Ионизированные атомы несут электрический заряд.
Однако, хотя состав этих хвостов стал известен, объяснить природу отталкивательных сил, действующих в них, все еще не удалось. В самом деле, эти силы не могут быть обычным световым давлением. Читатель помнит, что даже в наилучшем случае световое давление может превышать силу притяжения Солнца только в 2,8 раза, а не в сотни и тысячи раз, как в хвостах первого типа.
Правда, эти подсчеты касались твердых частиц. На газовые же частички, образующие хвосты первого типа, световое давление, как показали теоретические расчеты, должно действовать примерно в 50 раз больше силы тяготения. Однако и эти данные не объясняют существования значительно больших отталкивательных сил в этих хвостах, так же как и их кратность числу 22,3. Значит в этих хвостах действуют какие-то другие, пока неизвестные силы.
Хвосты первого типа — еще мало исследованная область кометной астрономии. Именно в этой области следует ожидать особенно интересных открытий.
Совсем иную природу имеют хвосты второго типа. В этих хвостах, хорошо исследованных еще Бредихиным, отталкивательные силы колеблются в пределах от 2,5 до 0,6 силы притяжения. Допустив, что эти силы представляют собой давление солнечных лучей, можно подсчитать, из каких твердых пылинок состоят такие хвосты. Оказалось, что наибольшие из этих пылинок имеют поперечник в шесть десятитысячных миллиметра, а наименьшие — в четыре стотысячных миллиметра.
Если маленькую булавочную головку увеличить до размера огромного воздушного шара с поперечником в 25 метров, то наименьшая из этих пылинок изобразится булавочной головкой, а наибольшая — обыкновенной вишней. Вот как малы эти пылинки по сравнению даже с булавочной головкой!
Когда облако этой мелкой пыли вылетает из ядра кометы, оно растягивается в полоску, которую Бредихин назвал синхроной. Таких синхрон бывает несколько, они-то и образуют хвост второго типа.