Кометы. Странники Солнечной системы

В 1987 году на гавайском вулкане Мауна-Кеа «первый свет» увидел циклопический 15-метровый телескоп «Джеймс Кларк Максвелл» субмиллиметрового диапазона, конструкция которого позволяет наблюдать даже Солнце. Помимо субмиллиметровой, в 1980-х бурно развивалась и инфракрасная астрономия, закрывшая промежуток электромагнитного спектра между видимым и субмиллиметровым диапазонами длин волн. Итак, человечество было во всеоружии, и мультиспектральные наблюдения двух ярких комет в 1996 и 1997 годах позволили сразу открыть более двух десятков химических элементов, входящих в состав кометных голов и хвостов. Эти данные, к примеру, позволили по-другому взглянуть на проблему появления воды на Земле. К новому тысячелетию мы уже много знали о строении и химическом составе газово-пылевых кометных оболочек и красивейших хвостов, и все больший научный интерес вызывало прямое исследование самих кометных ядер, скрытых от посторонних глаз. А, как известно, раз гора не идет к Магомету, то Магомет идет к горе…

Первой экспериментальной миссией стала Deep Space 1 («Дальний космос 1»), которая должна была протестировать новые научные и технические решения: ионный двигатель, автономную систему навигации, комплекс программного обеспечения, позволяющий самовосстанавливаться после сбоев в работе, миниатюрные научные приборы и системы связи. Зонд был запущен 24 октября 1998 года и в целом показал хорошую работоспособность, за исключением выхода из строя системы ориентации. Когда его основная задача была выполнена, космический аппарат направили на сближение с астероидом (9969) Брайль, пересекающим орбиту Марса (так называемый марс-кроссер) и к короткопериодической комете Борелли (19P/Borrelly), открытой 28 декабря 1904 года французским астрономом Альфонсом Борелли в знаменитой Марсельской обсерватории. 22 сентября 2001 года автоматическая межпланетная станция пролетела всего в 2170 километрах от ядра кометы и, несмотря на технические неполадки, все же смогла передать на Землю ценные научные данные, включая фотоснимки кометного ядра с лучшим на тот момент разрешением. Ученые увидели гигантский гейзер, вырывающийся из-под поверхности кометы на 60 километров. На более близких и детальных снимках стало очевидно, что это не одна, а три струи, бившие из ярких «пятен» на поверхности кометы. Это был несомненный научный успех и шаг вперед.

Менее чем через полгода после запуска Deep Space 1, 7 февраля 1999 года, на встречу с кометой Вильда 2 (81P/Wild), открытой 6 января 1978 года швейцарским астрономом Паулем Вильдом на обсерватории Циммервальда Астрономического института университета Берна (Швейцария), была отправлена новая кометная миссия Stardust («Звездная пыль»). Как видно из названия, ее основной целью был сбор твердых частиц из кометной комы и хвоста. Это был компромиссный, простой и намного более дешевый вариант, давший возможность прямого изучения вещества кометного ядра без необходимости сажать на него космический аппарат, чтобы взять пробы грунта и доставить их на Землю.

«Ловушка» для кометных частичек, похожая на теннисную ракетку диаметром около 40 сантиметров, состояла из 132 сегментов, заполненных специальным веществом – аэрогелем, позволявшим эффективно затормозить частицы и предотвратить их перегрев и расплавление при достаточно низкой, конечно по космическим меркам, относительной скорости сближения и удара – около шести километров в секунду. 2 января 2004 года Stardust прошел всего в 237 километрах от ядра кометы, параллельно со сбором пыли делая и ее фотоснимки. 15 января 2006 года капсула с образцами кометного вещества благополучно вернулась на Землю, а дальше начался долгий и сложный процесс исследования содержимого «ловушки». Для этого была создана Stardust@Home – коллективная распределенная система исследования миллионов снимков микросрезов аэрогеля, полученных с помощью микроскопа. На этих снимках обычные люди искали как сами частицы, так и следы их торможения (треки). Я тоже принимал в этом участие и даже нашел несколько проплавленных треков в аэрогеле. Данные объединялись, и к ученым поступала статистическая информация, на каких снимках, скорее всего, присутствует что-то по-настоящему интересное. Результатом этой совместной работы стало обнаружение трех десятков частичек, среди которых был и образец межзвездной пыли. Классификация проводилась по длине трека торможения, а значит, по скорости частицы и по направлению ее движения. Заметил частицу межзвездной пыли Брюс Хадсон из Канады в 2010 году, и она даже получила собственное имя – «Орион». В финальном пресс-релизе, выпущенном после завершения работы Stardust@Home в 2014 году, говорилось уже об обнаружении семи подобных частиц.