Хвостатые звезды - Зигель Феликс Юрьевич. Страница 25
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.
Наконец астрономы, к их удивлению, обнаружили, что состав голов и газовых хвостов различен. В газовых хвостах присутствуют ионизированные молекулы угарного газа и азота. В голове же кометы этих газов нет совершенно, но зато наблюдаются ядовитый газ циан и молекулы углерода.
Было замечено, что отдельные маленькие облачка, состоящие из циана и углерода, при продвижении в хвост меняли свой состав, сохраняя иногда свою форму. В хвосте кометы они оказывались состоящими уже из угарного газа и азота.
В чем тут дело? Как ни бились астрономы и физики, но объяснить этот загадочный факт они пока не сумели. Здесь происходят какие-то сложные физические процессы, которые со временем, конечно, будут разгаданы.
Газы, образующие головы комет, светятся холодным свечением, как и газовые хвосты. Правда, головы комет гораздо ярче хвостов. Самая яркая из известных комет — это хвостатая звезда, появившаяся в 1729 году. Она испускала света почти в 18 раз больше, чем Луна в полнолуние. Но так как она была от Земли гораздо дальше Луны, то ее видимая яркость была сравнительно невелика. По количеству испускаемого света кометы очень сильно различаются. Самой слабой была комета 1922 II. Она испускала в мировое пространство в 10 миллионов раз меньше света, чем комета 1729 года.
Ознакомившись с головами комет и их свечением, мы теперь займемся самой главной частью кометы.
Главное в комете
Ядро — это тот световой сгусток, который можно заметить в центральной части головы каждой кометы. Он очень похож на маленькую туманную звездочку.
Еще Ньютон совершенно правильно считал, что ядра комет представляют собой твердые глыбы.
Но каковы размеры этих ядер? Казалось, что решить этот вопрос весьма легко. Если расстояние до кометы известно, то надо измерить видимый поперечник ядра в угловой мере, а потом очень просто подсчитать его настоящие размеры в километрах. Так когда-то и делали. Получалось, что поперечники ядер достигают нескольких десятков тысяч километров. Но потом астрономам пришлось в этом усомниться. В самом деле: если бы ядра комет были так велики, то их можно было бы заметить во время прохождения комет между Землей и Солнцем. Такие случаи были в 1882 и 1910 годах. Но, как уже известно читателю, никаких следов кометных ядер на солнечном диске замечено не было.
Есть много и других доводов в пользу этого заключения. В 1770 году комета Лекселя подошла очень близко к Юпитеру и пролетала внутри системы его спутников или лун. Если бы ядро этой кометы имело массу, равную земной, то движение спутников Юпитера было бы нарушено. Однако этого не наблюдалось. Эта же комета в июле 1770 года подошла к Земле на расстояние 2,4 миллиона километров, но подобное сближение никак не повлияло на движение нашей Земли. Астрономы отсюда заключили, что массы кометного ядра, по крайней мере, в 5 000 раз меньше массы Земли.
В 1927 году небольшая комета подошла к Земле На расстояние 5,8 миллиона километров. В крупнейший телескоп ядро этой кометы казалось чрезвычайно маленькой и слабой звездочкой. По яркости ядра подсчитали его размеры. Оказалось, что поперечник его не более 400 метров. Подобные же наблюдения в 1930 году над одной из комет привели к аналогичному выводу. Даже у кометы Галлея ядро должно быть значительно меньше 30 километров. В противном случае его заметили бы в виде маленького черного пятнышка на фоне солнечною диска 19 мая 1910 года. Значит ядра комет измеряются километрами, а не тысячами километров.
Следовательно, видимое ядро — это не твердое ядро кометы, а плотная оболочка газов, окружающая настоящее ядро.
Этим объясняется следующий любопытный факт.
Чем ближе комета к Земле, тем меньше ее видимое ядро. Если бы это ядро было твердой глыбой, то с приближением к Земле его видимые размеры, конечно, увеличивались бы.
Есть, правда, одно обстоятельство, которое как будто противоречит всем этим выводам. Дело в том, что спектр видимых ядер всегда непрерывен, как будто бы видимое ядро — это твердое тело, отражающее солнечный свет. Но это явление можно объяснить и иначе.
Вблизи настоящего твердого ядра кометы может находиться много твердых пылинок, которые, отражая солнечные лучи, также дадут непрерывный спектр. Значит на самом деле никакого противоречия здесь нет.
Новая физическая теория головы кометы позволила советским ученым определить величины и массы кометных ядер. Наибольшее ядро получилось у кометы 1911 года. Оно имело поперечник около 20 километров. У кометы 1882 года ядро было значительно меньше — около 5 километров. Поперечник же ядра кометы 1858 года оказался еще меньше — всего около двух километров.
В 1944 году известный советский ученый, профессор Б. А. Воронцов-Вельяминов закончил свои исследования ядра кометы Галлея. Он не только критически разобрал все определения величины кометных ядер, сделанные прежде, но и создал новый метод, позволяющий наиболее точно решить этот вопрос. В этой работе использованы все новейшие достижения физики, имеющие отношение к кометным явлениям.
Результаты получились очень интересные. Оказа-… <В оригинале отсутствуют страницы 161–162. Прим. авт. fb2>.
…оказываются перемешанными друг с другом, образуя так называемый твердый раствор. В некоторых случаях газ вступает даже в химическое соединение с твердым телом. Явление поглощения газа твердым телом называется сорбцией.
Метеориты могут поглощать сравнительно большое количество газов, по объему в несколько раз превышающее их собственный объем. Когда метеоритная глыба, входящая в кометное ядро, находится очень далеко от Солнца, то температура ее близка к абсолютному нулю, то есть к минус 273 градусам по Цельсию. При приближении к Солнцу поверхность глыбы начинает заметно прогреваться его лучами. Молекулы газов, находящиеся в глыбе, начинают двигаться все быстрее и быстрее. Наиболее быстрые из них вылетают из глыбы и образуют газовую оболочку вокруг ядра.
Но Солнце все ближе и ближе. Когда до него остается не более 350 миллионов километров, температура глыб поднимается до 100 градусов ниже нуля. Для нас, земных обитателей, это кажется страшным холодом. Но, как показывает теория, такая температура вполне достаточна, чтобы началось бурное выделение газов из поверхностных слоев ядерных глыб. Газов вокруг ядра скопляется так много, что начинает уже образовываться заметный газовый хвост.