Типовой проект методической брошюры серии «Библиотека ХТОПП», «Комета Галлея» черный+циан

АЛЛЕ

ОМЕТ

Б. Ю. Левин А. Н. Симоненко

Б. Ю. Левин / B. Y. Levin

доктор физико-математических наук dr. of Physical and Mathematical Sciences

А. Н. Симоненко / A.N.Simonenko кандидат физико-математических наук PhD in Physics and Mathematics

КОМЕТА ГАЛЛЕЯ ПОДПИСНАЯ НАУЧНО-ПОПУЛЯРНАЯ СЕРИЯ КОСМОНАВТИКА И АСТРОНОМИЯ Ключевые слова: космос, комета, астрономия, физика

HALLEY’S COMET SIGNED POPULAR SCIENTIFIC SERIES COSMONAUTICS & ASTRONOMY Key words: space, comet, astronomy, physics

Москва 2020

ББК 22.655 Л 36 ISBN 978–966–03–6139–3

Левин Б. Ю. , Симоненко А. Н.

КОМЕТА ГАЛЛЕЯ ПОДПИСНАЯ НАУЧНО-ПОПУЛЯРНАЯ СЕРИЯ КОСМОНАВТИКА И АСТРОНОМИЯ

Комета Галлея. — М.: Знание, 2020 — 16 с, ил. — Сер. «Космонавтика, астрономия» К Солнцу возвращается одна из самых удивительных комет — комета Галлея. Яркая, с длинным хвостом, она вот уже 2000 лет появляется на небе с завидным постоянством через каждые 3/4 века. О роли, которую она сыграла в астрономии, и о том, как ученые и любители астрономии готовятся к предстоящей встрече с кометой, рассказывается в этой брошюре. Также приводятся современные представления о кометах вообще и их происхождении. Брошюра рассчитана на всех, кто интересуется современными проблемами астрономии.

ISBN 978–966–03–6139–3 ББК 22.655 Л 36 © Левин Б. Ю. , Симоненко А. Н. , текст, 2020 © Издательство «Знания», 2020

3

Введение Наше Солнце родилось из газопылевой (как говорят, протосолнечной) туманности около 4,5 млрд. лет назад. Остатки вещества туманности частично собрались в более или менее крупные тела, а частично рассеялись в межзвездном пространстве. С тех пор Солнце своим притяжением удерживает около себя большую семью, главные члены которой — 8 планет с многочисленными спутниками. В эту семью, или, как говорят, Солнечную систему, входят и многочисленные мелкие тела — астероиды и кометные ядра. Астероиды состоят в основном из нелетучих веществ и движутся преимущественно между орбитами Марса и Юпитера. Размеры крупнейшего астероида слегка превышают 1000 км, а размеры самого маленького из известных нам — не более 200 м. Мелкие и наиболее прочные их обломки, когда встречаются с Землей, способны преодолеть сопротивление земной атмосферы и выпасть на поверхность Земли в виде метеоритов. Поэтому мы хорошо знаем вещество, слагающее, по крайней мере, некоторые астероиды. Не исключено, правда, что среди метеоритов изредка встречается осколочный материал с Луны и Марса. Наиболее удивительными среди малых членов Солнечной системы являются кометные ядра. Это глыбы «очень грязного» льда и снега, содержащие большие количества летучих веществ. В поперечнике они могут, по-видимому, достигать сотен и даже тысяч километров, Эти тела сформировались в далеких от Солнца (и поэтому холодных) частях протосолнечной туманности, а затем были выброшены за пределы планетной системы в результате возмущающего воздействия со стороны планет-гигантов — Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. Лишь немногие время от времени возвращаются к Солнцу и, испаряясь в солнечных лучах, превращаются в кометы с туманной оболочкой — головой и длинным хвостом. Только тогда они и становятся видны на небе¹. Сотни лет назад человек уже следил за движением Солнца и планет и научился предсказывать это движение. Кометы же, производившие на протяжении всех веков огромное впечатление на людей,

1. Это наиболее распространенное представление о происхождении комет, развиваемое в теории О. Ю. Шмидта. Существует и другое, выдвинутое известным советским исследователем комет С. К. Всехсвятским. По его мнению, кометы являются продуктом вулканической деятельности спутников Юпитера и других планет-гигантов, т. е. телами, выброшенными из их недр. Многие исследователи не соглашаются с этой точкой зрения, но она имеет и своих сторонников. Кроме того, советскими и зарубежными учеными обсуждается новая гипотеза — о межзвездном происхождении комет, согласно которой кометные ядра формируются в массивных протозвездных молекулярно-пылевых облаках, а Солнечная система, двигаясь в Галактике с пекулярной скоростью около 20 км/с и встречаясь с ними, увлекает часть кометных ядер за собой.

2. Ве́га (название происходит от слов «Венера» и «Галлей») — советские автоматические межпланетные станции, предназначенные для изучения Венеры и кометы Галлея. Были изготовлены два идентичных аппарата («Вега-1» и «Вега-2»), которые в 1984–1986 годах успешно выполнили свои программы полёта, в частности, впервые провели изучение венерианской атмосферы с помощью аэростатов.

3. Джо`тто — автоматическая межпланетная станция ЕКА, цель полёта которой был пролёт мимо ядра кометы Галлея и его изучение. Космический аппарат назван в честь художника эпохи Возрождения Джотто ди Бондоне, который изобразил на фреске «Поклонение волхвов» комету Галлея.

Рисунок 1 Эдмунд Галлей — английский астроном, геофизик, математик, метеоролог, физик и демограф.

долго оставались для них загадкой. В отличие от планет, движущихся на небе в пределах полосы, включающей в себя 12 так называемых зодиакальных созвездий, кометы могли появиться внезапно в любой части неба. Ни предугадать их появление, ни предсказать их движение вплоть до начала XVIII в. никто не мог. На памяти каждого поколения появлялась, по крайней мере, одна очень яркая, или, как говорили, большая комета. Окруженная туманной оболочкой, с длинным светящимся хвостом, простирающимся иногда на полнеба, она медленно перемещалась по небосводу и, разгораясь все ярче, наводила ужас на людей. А потом так же таинственно ослабевала и исчезала, надолго оставляя о себе память. Коме́та Галле́я (официальное название 1P/Halley) — яркая короткопериодическая комета, возвращающаяся к Солнцу каждые 75–76 лет. Является первой кометой, для которой определили эллиптическую орбиту и установили периодичность возвращений. Названа в честь английского астронома Эдмунда Галлея (рис. 1). С кометой связаны метеорные потоки эта-Аквариды и Ориониды. Несмотря на то, что каждый век появляется много более ярких долгопериодических комет, комета Галлея — единственная короткопериодическая комета, хорошо видимая невооружённым глазом. Начиная с древнейших наблюдений, зафиксированных в исторических источниках Китая и Вавилона, было отмечено по меньшей мере 30 появлений кометы. Первое достоверно идентифицируемое наблюдение кометы Галлея относится к 240 году до н. э. Последнее прохождение кометы через перигелий было в феврале 1986 года; следующее ожидается в середине 2061 года. Во время появления 1986 года комета Галлея стала первой кометой, исследованной с помощью космических аппаратов, в том числе советским аппаратом «Вега»², аппаратом «Джотто»³, которые предоставили данные о структуре кометного ядра и механизмах образования комы и хвоста кометы. Визит кометы Галлея 1986 года можно назвать знаковым: людям впервые удалось провести ее исследование с помощью космических аппаратов. Были получены уникальные данные о структуре ядра и механизмах образования кометного хвоста, о периоде вращения, температуре и др. Это первая известная периодическая комета. Она наблюдалась по крайней мере 30 раз. Сведения о её наиболее ранних появлениях можно найти в исторических хрониках разных народов. Ещё в Средние века в Европе и в Китае начали составлять каталоги прошлых наблюдений комет, которые называют кометографиями. Кометографии оказались очень полезны в выявлении периодических комет.

Ядро кометы Структура поверхности Миссии космических аппаратов «Вега» (рис. 2) и «Джотто» (рис. 3) позволили учёным впервые узнать о структуре поверхности кометы Галлея. Как и у всех остальных комет, при приближении к Солнцу с поверхности её ядра начинают сублимироваться летучие вещества с малой температурой кипения, такие как вода, моноксид, оксид углерода, метан, азот и, возможно, другие замёрзшие газы. Этот процесс приводит к образованию комы, которая может в поперечнике достигать 100 000 км. Испарение этого грязного льда высвобождает пылевые частицы, которые относятся газом от ядра. Молекулы газов в коме поглощают солнечный свет и переизлучают его затем на разных длинах волн (это явление называется флуоресценцией), а пылевые частицы рассеивают солнечный свет в различных направлениях без изменения длины волны. Оба эти процесса приводят к тому, что кома становится видимой для стороннего наблюдателя. Молекулы газов в коме поглощают солнечный свет и переизлучают его затем на разных длинах волн. Этот процесс приводит к образованию комы. Действие солнечного излучения на кому приводит к образованию хвоста кометы. Но и здесь пыль и газ ведут себя по-разному.Ультрафиолетовое излучение солнца ионизирует часть молекул газов, и давление солнечного ветра, представляющего собой поток испускаемых Солнцем заряженных частиц, толкает ионы, вытягивая кому в длинный хвост кометы, который может иметь протяжённость более чем 100 миллионов километров. Изменения в потоке солнечного ветра могут даже приводить к наблюдаемым быстрым изменениям вида хвоста и даже полному или частичному обрыву. Ионы разгоняются солнечным ветром до скоростей в десятки и сотни километров в секунду, много больших, чем скорость орбитального движения кометы. Поэтому их движение направлено почти точно в направлении от Солнца, как и формируемый ими хвост. Ионные хвосты имеют обусловленное флуоресценцией.

Рисунок 2 Аппарат «Вега» (СССР)

Рисунок 3 Аппарат «Джотто» (Европейское космическое агенство, ЕКА)

4. Изменения в потоке солнечного ветра могут приводить к наблюдаемым быстрым изменениям вида хвоста и даже полному или частичному обрыву. Ионы разгоняются солнечным ветром до скоростей в десятки и сотни километров в секунду, много больших, чем скорость орбитального движения кометы. Поэтому их движение направлено почти точно в направлении от Солнца, как и формируемый ими хвост I типа. Ионные хвосты имеют обусловленное флуоресценцией голубоватое свечение. На кометную пыль солнечный ветер почти не действует, её выталкивает из комы давление солнечного света.

Поэтому их движение направлено почти точно в направлении от Солнца, как и формируемый ими хвост I типа. Ионные хвосты имеют обусловленное флуоресценцией голубоватое свечение. На кометную пыль солнечный ветер почти не действует, её выталкивает из комы давление солнечного света. Пыль разгоняется⁴ светом гораздо слабее чем ионы солнечным ветром, поэтому её движение определяется начальной орбитальной скоростью движения и ускорением под действием давления света. Пыль отстаёт от ионного хвоста и формирует изогнутые в направлении орбиты хвосты II или III типа. Хвосты II типа формируются равномерным потоком пыли с поверхности. Хвосты являются результатом кратковременного выброса большого облака пыли. Действие солнечного излучения на кому приводит к образованию хвоста кометы.

Хвост кометы Комета Галлея является самой активной из всех периодических комет. Активность, например, кометы Энке или кометы Холмса, на один или два порядка слабее. Дневная сторона кометы Галлея (сторона, обращённая к Солнцу) существенно активнее, чем ночная сторона. Исследования с помощью космических аппаратов показали, что газы, испускаемые ядром, почти на 80 % состоят из водяного пара, на 17 % из моноксида углерода (угарного газа) и на 3—4 % из диоксида углерода (углекислого газа), со следами метана, хотя более современные исследования показали лишь 10 % моноксида углерода и также следы метана и аммиака. Оказалось, что пылевые частицы в основном представляют собой смесь углеродно-водородно-кислородно-азотных (CHON) соединений, обычных вне Солнечной системы, и силикатов, которые составляют основу земных горных пород.Пылевые частицы имеют малые размеры, вплоть до предела обнаружения аппаратами (~1 нм). Соотношение дейтерия и водорода в водяном паре, высвобождаемом с поверхности ядра, сначала предполагалось аналогичным тому, что наблюдается в Мировом океане на Земле, что могло означать, что кометы того же типа, что и комета Галлея, могли в далёком прошлом обеспечить Землю водой. Однако последующие наблюдения показали, что содержание дейтерия в кометном ядре гораздо выше, чем в земной воде, что делает гипотезу о кометном происхождении земной воды маловероятной. Аппарат «Джотто» обеспечил первое свидетельство в пользу гипотезы Уиппла о том, что ядра комет представляют собой «грязные снежки». Уиппл пред-

7

положил, что кометы являются ледяными объектами, которые нагреваются при приближении к Солнцу, что приводит к сублимации льда (прямому превращению вещества из твёрдого состояния в газообразное) на поверхности, при этом струи летучих веществ разлетаются во все стороны, образуя кому. «Джотто» показал, что эта модель в целом верна, хотя требует ряда поправок. Например, ядро (рис. 4) кометы Галлея составляет всего около 4 %, что означает, что она отражает только 4 % падающего на неё света. Пьер-Симон Лаплас писал:

« Какова бы ни была природа тепла, оно пе-

реводит большое число твердых тел в жидкие, а жидкие — в пары… Существуют тела, которые не могут становиться жидкими при помощи самого большого тепла, которое мы только можем возбуждать. Однако, существуют другие, которые самый большой холод, испытываемый ими на Земле, не может превратить в твердое состояние… » Действие солнечного излучения на кому приводит к образованию хвоста кометы. Но и здесь пыль и газ ведут себя по-разному. Ультрафиолетовое излучение солнца ионизирует часть молекул газов, и давление солнечного ветра, представляющего собой необычайно сильный поток испускаемых Солнцем заряженных частиц, толкает ионы, вытягивая кому в длинный хвост кометы, который может иметь протяжённость более, чем 100 миллионов километров.

Рисунок 4 Фотография ядра кометы Галлея, сделанная аппаратом «Джотто» в 1984 году

8

Параметры орбиты Период обращения Период обращения кометы Галлея за последние три столетия составлял от 75 до 76 лет, однако за всё время наблюдения с 240 г. до н. э. он изменялся в более широких пределах — от 74 до 79 лет. Вариации периода и орбитальных элементов связаны с гравитационным влиянием больших планет, мимо которых пролетает комета. Комета обращается по сильно вытянутой эллиптической орбите с эксцентриситетом 0,967 (0 соответствует идеальной окружности, 1 — движению по параболической траектории). При её последнем возвращении имела в перигелии расстояние до Солнца равное 0,587 а. е. (между Меркурием и Венерой) и расстояние в афелии более 35 а. е. (почти как у Плутона). Орбита кометы наклонена к плоскости эклиптики на 162,5° (то есть, в отличие от большинства тел солнечной системы, она движется в направлении, противоположном движению планет, и её орбита наклонена к орбите Земли на 180−162,5=17,5°). Этот факт оказал влияние на выбор даты и места встречи с кометой космических аппаратов во время её возвращения в 1986 году. Перигелий кометы приподнят над плоскостью эклиптики на 0,17 а. е. Вследствие большого эксцентриситета орбиты скорость кометы Галлея по отношению к Земле является одной из самых больших среди всех тел Солнечной системы. В 1910 году при пролёте мимо нашей планеты она составила 70,56 км/с (254016 км/ч). Поскольку орбита кометы сближается с земной орбитой в двух точках (см. анимированный рисунок), порождаемая кометой Галлея пыль образует два наблюдаемых на Земле метеорных потока: аквариды в начале мая и Ориониды в конце октября. Комета Галлея классифицируется как периодическая или короткопериодическая комета, то есть такая, период обращения которой меньше 200 лет. Кометы с периодом обращения более 200 лет называются долгопериодическими. Короткопериодические кометы имеют в основном малое наклонение орбиты к эклиптике (порядка 10 градусов) и период обращения порядка

10 лет, поэтому орбита кометы Галлея несколько нетипичная. Короткопериодические кометы с орбитальным периодом обращения менее 20 лет и наклонением орбиты 20–30 градусов или менее называются семейством комет Юпитера. Кометы, орбитальный период обращения которых, как у кометы Галлея, составляет от 20 до 200 лет, а наклонение орбиты — от нуля до более 90 градусов, называются кометами галлеевского типа. На сегодняшний день известно только 54 кометы галлеевского типа, в то время как число всех, которые есть, идентифицированных комет⁵ семейства Юпитера составляет около 400 лет. При её последнем возвращении имела в перигелии расстояние до Солнца.

Первый расчет периодизации В конце августа 1682 г. 26-летний английский астроном Э. Галлей одним из первых обнаружил на небе комету, которой суждено было сыграть большую роль в истории кометной астрономии. Комета быстро увеличивала свой блеск, к концу августа достигла 2-й звездной величины, распустила длинный роскошный хвост на 30°Со времен Аристотеля кометы считали атмосферными феноменами, порождаемыми возгорающимися сгустками испарений. Не удивительно, что по ним пытались предсказать засухи, голод и эпидемии. Ведь огромные размеры комет наводили на мысль, что они находятся где-то рядом. Аристотеля господствовали почти два тысячелетия, и только за 100 лет до Галлея кометы по праву заняли место среди прочих астрономических объектов. И редкие попытки рассматривать кометы как астрономические объекты, подобно Анаксагору, Демокриту и другим некоторым древним философам, успехов, к сожалению, не имели. Представления Аристотеля господствовали почти два тысячелетия, и только за 100 лет до Галлея кометы по праву заняли место среди прочих объектов. Галлей тогда писал:

« Согласие элементов трех комет… было бы

весьма странным, если бы это были три различные кометы или если бы это не было возвращение одной и той же кометы с эллиптической орбитой, проходящей возле Солнца и Земли. Если, следовательно, согласно нашему предсказанию, она появится около 1758 года, то потомство вспомнит, что этим открытием оно обязано англичанину…»

5. Эта комета, открытая в 1770 г. , двигалась по орбите с = 3,2 а. е. и перигелийным расстоянием q = 0,67 а. е. Сведений о прошлых наблюдениях этой кометы не было. Когда же астрономы А. Лексель и У. Леверье рассчитали ее движение в прошлом и будущем, то обнаружилась поразительная вещь: такую орбиту комета приобрела лишь в 1767 г. в результате сближения с Юпитером. До этого она двигалась по почти круговой орбите с а = 3 а. е. и была недоступна наблюдениям. В 1779 г. комета испытала еще одно тесное сближение с Юпитером и ушла на орбиту огромных размеров, афелий которой оказался за орбитой Плутона, а перигелий — на расстоянии 5,2 а. е. , и стала вновь недоступна наблюдениям.

6. Действие солнечного излучения на кому приводит к образованию хвоста кометы. Но и здесь пыль и газ ведут себя по-разному. Ультрафиолетовое излучение солнца ионизирует часть молекул газов, и давление солнечного ветра, представляющего собой необычайно сильный поток испускаемых Солнцем заряженных частиц, толкает ионы, вытягивая кому в длинный хвост кометы, который может иметь протяжённость более, чем 100 миллионов километров.

7. Астероиды состоят в основном из нелетучих веществ и движутся преимущественно между орбитами Марса и Юпитера. Размеры крупнейшего астероида слегка превышают 1000 км, а размеры самого маленького из известных нам — не более 200 м.

дением ею перигелия в 1531 и 1607 гг. прошло на 459 сут больше, чем между прохождениями в 1607 и 1682 гг. Причина оставалась не вполне ясной, и это не позволило ему точно предсказать дату следующего прохождения. Между тем уже шел 1758 г. , а комета не появлялась. Становилось очевидным, что она запаздывает. Комета вот-вот должна была вернуться, вычисления же все еще продолжались. Поневоле пришлось пойти на упрощения в расчетах, которые хоть и незначительно, но снизили их точность. 15 ноября 1758 г. результаты расчетов были представлены, наконец, в Парижскую академию наук. Клеро назвал дату прохождения кометой перигелия 13 апреля 1759 г. , добавив, что этот момент может содержать ошибку в 30 сут из-за сделанных в расчетах упрощений. Итак, вычисления показали, что комета задержится на 618 сут — на 518 — «по вине» Юпитера и на 100 — «по вине» Сатурна. Комету искали многие, а известный «ловец комет» Ш. Месье, французский астроном, позднее ставший директором Парижской обсерватории, потратил на это целый год. Но удача выпала на долю любителя астрономии из окрестностей Дрездена крестьянина И. Палича, который и обнаружил комету в рождественскую ночь 25 декабря 1758 г. Комета наблюдалась до середины февраля, потом скрылась в вечерних сумерках, а с апреля стала видна вновь, но уже на предутреннем небе. Она достигла приблизительно нулевой звездной величины и имела хвост, простиравшийся на 25°. В начале июня она еще была видна невооруженным глазом, но в последней декаде⁶ июня исчезла. Комета Галлея классифицируется как периодическая или короткопериодическая комета, то есть такая, период обращения которой меньше 200 лет. Кометы с периодом обращения более 200 лет называются долгопериодическими. Короткопериодические кометы имеют в основном малое наклонение орбиты к эклиптике (порядка 10 градусов) и период обращения порядка 10 лет, поэтому орбита кометы Галлея несколько нетипичная. Короткопериодические кометы с орбитальным периодом обращения менее 20 лет и наклонением орбиты 20–30 градусов или менее называются семейством комет Юпитера. Кометы, орбитальный период обращения которых, как у кометы Галлея, составляет от 20 до 200 лет, а наклонение орбиты — от нуля до более 90 градусов, называются кометами галлеевского типа. На сегодняшний день известно только 54 кометы галлеевского типа, в то время как число всех, которые есть, идентифицированных комет⁷ семейства Юпитера составляет около 400 лет. При её последнем возвращении имела в перигелии расстояние до Солнца. Новых наблюдений, однако, не было вплоть до 20 августа.

Появление кометы Галлея в 1835 г. было рассчитано заранее с учетом влияния всех известных в то время шести планет. Но в 1781 г. В. Гершель открыл Уран, и вычисления пришлось провести заново, чтобы, учтя влияние Урана на орбиту кометы, добиться большей точности ее вычисления. Сразу же две академии наук объявили конкурс на лучший учет возмущений, испытанных кометой со времени появления в 1759 г. Одну из премий получил М. Дамуазо из Парижа, который с учетом возмущений от всех планет, за исключением Меркурия (но с учетом Урана), предсказал прохождение кометы перигелия 4 ноября 1835 г. Другую премию получил Ф. Понтекулан. Он назвал дату 7 ноября. Однако спустя некоторое время Понтекулан еще раз повторил вычисления, приняв массу Юпитера равной 1/1054 массы Солнца вместо прежнего значения 1/1070, и получил новую дату — 15 ноября. Новых наблюдений, однако, не было вплоть до 20 августа, когда комета стала доступна наблюдениям в более северных широтах, и 20 августа ее переоткрыл В. Я. Струве в Дерите, ставший позднее директором знаменитой Пулковской обсерватории. Он в Дерпте с помощью большого рефрактора и Дж. Гершель (сын В. Гершеля), уехавший с большим рефлектором на мыс Доброй Надежды, сделали много прекрасных зарисовок (рис. 5) кометы Спустя двое суток он же наблюдал ее уже невооруженным глазом. 24 августа у кометы начал появляться хвост. В октябре она стала довольно впечатляющей и повсеместно привлекала внимание. Комета достигла 1-й звездной величины и имела хвост около 20°.

11

Рисунок 5 Инверсированные зарисовки кометы Галлея, сделанные 12 октября В. Я. Струве (слева) и 29 октября 1835 г. Дж. Гершелем (справа)

12

Уже в декабре 1834 г. телескопы были направлены в ту область неба, где ожидалось появление кометы. Но она была еще слишком слаба. 6 августа 1835 г. директор небольшой обсерватории в Риме С. Дюмушель направил телескоп на ту точку неба, где согласно расчетам должна была находиться комета Галлея, и сразу же обнаружил ее в поле зрения — маленькую, едва заметную светящуюся точку. Месье, французский астроном, позднее ставший директором Парижской обсерватории, потратил на это целый год. Аристотеля господствовали почти два тысячелетия, и только за 100 лет до Галлея кометы по праву заняли место среди прочих астрономических объектов. И редкие попытки рассматривать кометы как астрономические объекты.

Рассчет периодизации с учетом влияния планет

Рисунок 6 Фридрих Вильгельм Бессель — немецкий математик, астроном, Иностранный член Лондонского королевского общества

Но удача выпала на долю некого любителя астрономии из окрестностей Дрездена крестьянина И. Палича, который и обнаружил комету в рождественскую ночь 25 декабря 1758 г. Комета наблюдалась до середины февраля, потом скрылась в вечерних сумерках, а с апреля стала видна вновь, но уже на предутреннем небе. Она достигла приблизительно нулевой звездной величины и имела хвост, простиравшийся на 25°. Фридрих Вильгельм Бессель (рис. 6) писал:

« То, что улетучивание вследствие связанной с ним потерей тепла может быть средством, защищающим некоторую часть кометной массы от рассеяния, отмечалось, если я не ошибаюсь, еще Лапласом…»

В начале июня она еще была видна невооруженным глазом, но в последней декаде июня исчезла. дением ею перигелия в 1531 и 1607 гг. прошло на 459 сут больше, чем между прохождениями в 1607 и 1682 гг. Причина оставалась не вполне ясной, и это не позволило ему точно предсказать дату следующего прохождения. Между тем уже шел 1758 г. , а комета не появлялась. Становилось очевидным, что она запаздывает. Но удача выпала на долю любителя астрономии из окрестностей Дрездена крестьянина И. Палича. Это дало богатый материал как для расчетов ожидаемого нами теперь очередного появления кометы, так и для выяснения сущности физических явлений, протекавших у этой и других комет.

Она достигла приблизительно нулевой звездной величины и имела хвост, простиравшийся на 25°. В начале июня она еще была видна невооруженным глазом, но в последней декаде июня исчезла. На обсерваториях и в специальных экспедициях, предпринятых в Южное полушарие (на Гавайские острова, остров Тенериф и др.) на тот период, когда в Северном полушарии условия видимости были плохие, проводились многочисленные визуальные, фотографические и спектральные наблюдения кометы. Было получено около 500 фотографий головы и хвоста кометы, около 100 спектрограмм, сделано множество отдельных рисунков и огромное количество определений положения кометы среди звезд на небе. Это дало богатый материал как для расчетов ожидаемого нами теперь очередного появления кометы, так и для выяснения сущности физических явлений, протекавших у этой и других комет.

20 апреля комета прошла перигелий⁶ (опоздав на 3 суток по сравнению со сроком, предсказанным Ф. Коуэллом и А. Кроммелином), а вскоре после этого появилась на утреннем небосводе. В начале мая комета превратилась в великолепный объект на небе, сиявший в предрассветные часы. В то же время сквозь хвост кометы прошла Венера. После 8 мая комета вновь начала уходить в сумерки, и 18 мая она оказалась между Солнцем и Землей, а поскольку хвосты комет всегда направлены прочь от Солнца, то наша планета на несколько часов погрузилась в хвост кометы Галлея.

Рассчеты новейшего времени Всевозможные кометные газы и тончайшая пыль субмикрометровых размеров неслись мимо Земли со скоростью во многие десятки километров в секунду. Часть их, внедряясь в земную атмосферу, застревала в самых верхних ее слоях. Были организованы разные геофизические наблюдения: брались на анализ пробы воздуха, определялась его запыленность, измерялась интенсивность свечения неба и т. д. Однако концентрация кометного вещества была настолько мала, что никаких эффектов, которые можно было бы уверенно приписать действию кометного вещества, не обнаружилось. На этих данных мы еще остановимся, а здесь упомянем только, что использование длиннофокусных астрографов дало возможность произвести тщательное исследование очертаний головы кометы. Комета прошла перигелий 16 ноября 1835 г. , и это незначительное запаздывание по сравнению с предсказаниями Ф. Понтекулана⁷ (всего на сутки) позволило Понтекулану уточнить массу Юпитера и принять её

6. Эта комета, открытая в 1770 г. , двигалась по орбите с = 3,2 а. е. и перигелийным расстоянием q = 0,67 а. е. Сведений о прошлых наблюдениях этой кометы не было. Когда же астрономы А. Лексель и У. Леверье рассчитали ее движение в прошлом и будущем, то обнаружилась поразительная вещь: такую орбиту комета приобрела лишь в 1767 г. в результате сближения с Юпитером. До этого она двигалась по почти круговой орбите.

7. Аквариды сильно ослабеют. Уходя от земной орбиты, рой в нисходящем узле будет давать метеоры в атмосфере планеты Венеры.

14

равной 1/1049 массы Солнца. Нисходящий узел орбиты, напротив, в прошлом был расположен вне земной орбиты и примерно 4000 лет назад находился на расстоянии 1,660 а. е. от Солнца. Условия встречи с Акваридами были тогда примерно такими же, как теперь с Орионидами. Медленно приближаясь к земной орбите, нисходящий узел пересек ее приблизительно 1300 лет назад и вошел внутрь орбиты Земли. В настоящее время он находится на расстоянии 0,871 а. е. от Солнца и продолжает приближаться к нему, удаляясь от земной орбиты, в направлении к перигелию кометной орбиты. Условия наблюдений обоих потоков в будущем, на протяжении многих тысячелетий, будут ухудшаться. Ориониды постепенно и вовсе исчезнут, так как рой будет проходить слишком далеко от Земли. Затем метеоры перестанут вспыхивать и в атмосфере Марса. Аквариды сильно ослабеют. Уходя от земной орбиты, рой в нисходящем узле будет давать метеоры в атмосфере планеты Венеры. Понятно, что в тот момент, когда узел кометной орбиты находится на орбите Земли, кометная и земная орбиты пересекаются. Именно в это время должны были наблюдаться «звездные дожди». Акварид 1300 лет назад (примерно в 700 г.), а у Орионид — 3400 лет назад (примерно в 1400 г. до н. э.). Завершая небольшой обзор сведений о комете Галлея и ее метеорном рое, уместно поставить вопрос: как долго существует комета Галлея на своей орбите и сколько еще она может просуществовать? Пересмотрев все имеющиеся данные по наблюдениям Акварид и Орионид, теоретические сведения о скорости испарения ядра кометы и пополнения роя частицами, а также результаты расчетов эволюции орбиты, они пришли к выводу, что комета совершила около 1500 оборотов вокруг Солнца, в течение которых ее орбита испытала 5 циклов-качаний, о которых мы говорили раньше. Возможно, что перед первым циклом в момент тесного сближения с Юпитером комета и была переведена на свою орбиту в результате катастрофического изменения предыдущей орбиты, неузнаваемо отличной от современной. За один оборот комета теряет около 3 • 108 т вещества. Если ее масса составляет 6 • 1010 т (а возможно, и меньше), то комета находится в последнем цикле качания орбиты, но к Солнцу она вернется еще многе и многие десятки раз. И только 28 июля 2061 г. мы сможем вновь сказать:

« Добро пожаловать, наша небесная гостья! »

Литература 1. Всехсвятскнй С. К. Кометы в Солнечной системе. — Спб.: Знание, 1974 2. Добровольский О. В. Кометы. — М.: Наука, 1966 3. Левин Б. Ю. Кометы. Физика космоса. — М.: Советская энциклопедия, 1976 4. Томита К. Беседы о кометах. — М.: Знание, 1982 5. Чурюмов К. И. Кометы и их наблюдение. — М.: Наука, 1980 6. Аникина О. Е. Космические объекты. — М.: Просвещение, 2003 7. Ерохина И. Я. Кометы и люди. — Спб.: Наука, 2010 8. Савина О. Д. Наше небо: что скрыто за киллометрами. — М.: Космос, 2018 9. Добровольский О. В. Кометы. — М.: Наука, 1966 10. Левин Б. Ю. Кометы. Физика космоса. — М.: Советская энциклопедия, 1984 11. Томита К. Беседы о кометах. — М.: Знание, 1985 12. Чурюмов К. И. Кометы и их наблюдение. — М.: Наука, 1999 13. Аникина О. Е. Космические объекты. — М.: Просвещение, 2005 14. Ерохина И. Р. Кометы и люди. — Спб.: Наука, 2010 15. Томита К. Беседы о кометах. — М.: Знание, 1982 16. Чурюмов К. И. Кометы и их наблюдение. — М.: Наука, 1980 17. Аникина О. Е. Космические объекты. — М.: Просвещение, 2008 18. Фокина И. С. Кометы нашей вселенной. — Спб.: Наука, 2019

Электронные носители 1.

2.

3.

4.

5.

Журнал «Наука и космос» Журнал «Вокруг света» Objects in Space. Проект о движущихся объектах в открытом космосе Цифровая коллекция Французской национальной библиотеки Альманах Readymag. Образовательный проект, рассказывающий об основах астрономии: планетах, масштабах и физике 6. Журнал «Астрономические приключения» 7. Журнал «Космический мир» 8. Журнал «Наука и космос» 9. Журнал «Вокруг света» 10. Objects in Space. Проект о движущихся объектах в открытом космосе 11. Цифровая коллекция Французской национальной библиотеки 12. Альманах Readymag. О планетах, масштабах и физике 13. Журнал «Астрономические приключения» 14. Журнал «Космические объекты»

Научно-популярное издание

Левин Б. Ю. , Симоненко А. Н.

КОМЕТА ГАЛЛЕЯ ПОДПИСНАЯ НАУЧНО-ПОПУЛЯРНАЯ СЕРИЯ КОСМОНАВТИКА И АСТРОНОМИЯ

Художественный редактор Емельяненко Сергей Редактор Полищук Дарья Макет и вёрстка Полищук Дарья Подготовка изображений Полищук Дарья

© Левин Б. Ю. , Симоненко А. Н. , текст, 2020 © Издательство «Знания», 2020 Все права защищены. Копирование, воспроизведение и иное использование книги или её части без согласия издателя явлляется незаконным и влечет уголовную, административную и гражданскую ответственность. Издательство ООО «Знания» 105203 Москва, ул. Нижняя персомайская, 45 тел.: (495) 965-825-46-17, info@znaniya.ru, www.znaniya.ru Подписано в печать 15. 11. 2020 Формат 145х210 мм Ризографичексая печать Гарнитуры Circe, SchoolBook Тираж 3 экз.