Кометы. Странники Солнечной системы

Ученые пришли к выводу, что опубликованные модели эволюции «холодных», не наклоненных транснептуновых объектов и превращения их в короткопериодические кометы, обладают изъяном – в действительности мы наблюдаем больше подобных комет, чем может обеспечить «классический» пояс Койпера, а значит, есть и другие их источники. В 1983 году астрономы Хулио Анхель Фернандес, Винг Хуэн Ип и, в 1988 году, Майкл Торбетт предсказали существование рассеянного диска, населенного транснептуновыми объектами на сильно вытянутых орбитах, но все же гравитационно связанными со своим «пастухом» – Нептуном. Спустя год после первой статьи Дункан и Левисон публикуют ее логическое продолжение, рассматривая как источник эклиптических комет полностью гипотетический на тот момент рассеянный диск. (Первый подобный объект – 1996 TL66, откроют спустя несколько месяцев после выхода их статьи.) Астрономы предположили, что, хотя объекты рассеянного диска обладают сильно вытянутыми орбитами, но при прохождении определенных перигелиев они все еще могут испытывать достаточно сильное влияние Нептуна и быть захваченными в цикличный процесс смены орбитальных резонансов (3:13, 4:7, 3:5), который в итоге может привести их на классическую орбиту комет семейства Юпитера. Расчеты показали, что для согласования с наблюдательными данными таких объектов может быть в тысячу раз меньше, чем в модели классического пояса Койпера. Число тел диаметром более километра оценивается от 2 до 6 миллиардов – это вполне достаточный источник даже при том, что медианное время жизни подобных объектов на нестабильных орбитах значительно уступает срокам спокойной и размеренной жизни «холодных» транснептуновых объектов. В 2004 году итальянский астроном Алессандро Морбиделли и его американский коллега Майкл Браун опубликовали еще одну фундаментальную статью «Пояс Койпера и первичная эволюция Солнечной системы», в которой они также пришли к выводу, что основным источником комет семейства Юпитера и кентавров является именно рассеянный диск.

Помимо комет семейств планет-гигантов, выделяют интересное семейство Энке, названное в честь первой подобной кометы – 2P/Encke. Можно сказать, что это «сверхкороткопериодические» кометы, орбиты которых полностью лежат внутри орбиты Юпитера. Подобных тел немного: пока их известно около семи десятков. К этому же типу объектов можно отнести и некоторые астероиды, которые с большой вероятностью могут оказаться не чем иным как неактивными ядрами уже мертвых комет. Многочисленные расчеты показали, что по законам небесной механики выход на подобные орбиты невозможен под действием только лишь гравитационных сил. Для этого требуются значительные негравитационные силы, вызванные активностью самой кометы.

Пока не решен вопрос, откуда берутся кометы, подобные великой комете Галлея. Считается, что дополнительным источником таких комет может быть внутренняя область облака Оорта, но имеющиеся модели противоречивы и не дают полного объяснения этого процесса. К примеру, неясно, как эти объекты выходят на ретроградные орбиты[29], подобные той, на которой находится сама комета Галлея. Компьютерное моделирование показало, что лишь небольшая часть таких комет может приходить из транснептуновой области, а значит, где-то есть их источник, который должен быть достаточно «плоским», хотя само облако Оорта считается почти сферическим. Возможно, домом этих комет может являться то самое гипотетическое тороидальное облако Хиллса, о котором мы уже говорили. Но пока у ученых нет понимания процессов миграции населяющих его тел во внутреннюю часть Солнечной системы, которая все еще хранит огромное число загадок и тайн для будущих пытливых исследователей!

II. Как изучают кометы

Я уже рассказал о том, где живут кометы и откуда прилетают, а в следующей главе мы поговорили об их природе – что они представляют собой на самом деле. А сейчас самое время рассказать о длинном и тернистом пути их познания и изучения. Человечество на всем протяжении задокументированной истории уделяло кометам особое внимание и приписывало им важную роль. Тысячелетиями люди ассоциировали эти небесные тела с грядущими войнами и смертями, и во многом благодаря подобной дурной славе мы знаем так много исторических, а не чисто астрономических записей наблюдения комет. Я начну свой рассказ с древних времен, когда над египетской пустыней возвышались еще белоснежные пирамиды…