Кометы. Странники Солнечной системы

В военном 1943 году молодой советский астроном Борис Юльевич Левин высказал идею, что кометные ядра по физико-химической природе похожи на метеоритное вещество и отличаются лишь своими размерами и количеством сорбированных (поглощенных) газов. Следующий шаг вперед в 1948 году сделал советский астроном Сергей Константинович Всехсвятский, первым предположивший, что кометные ядра могут содержать лед, а наблюдаемая активность связана не с десорбцией поглощенных газов, а с их сублимацией (превращением твердого тела непосредственно в газ) при приближении к Солнцу. Он был близок к разгадке тайны, но, к сожалению, не стал развивать свою идею. Год спустя Левин в своей научно-популярной статье, опубликованной в журнале «Природа», также пишет о возможном присутствии льдов в составе кометных ядер, и снова это высказывание остается без должного научного развития.

И только Фред Лоуренс Уиппл объединил воедино летавшие в воздухе идеи. Добавив к ним свои революционные мысли, в 1950 году он выдвинул концепцию «грязного снежка», объяснявшую многие особенности наблюдаемого поведения комет. И хотя Уиппл обошел вопрос процентного соотношения метеоритного вещества и льдов, но все же он был уверен, что это каменистые тела с вкраплениями льдов, а не наоборот. Так что устоявшееся «название» модели не совсем верно, скорее это «камни, облепленные снегом». Да, его модель была достаточно проста: она не рассматривала подповерхностную структуру ядра, но главное, что она кардинально отличалась от «горы песка» или «ядра-роя». Все дальнейшие исследования лишь дополняли ее. Стоит отметить, что именно Уиппл первым предположил, что в Солнечной системе есть «дремлющие» (dormant) кометы – тела, которые полностью исчерпали свои запасы летучих веществ, по крайней мере на поверхности, и мы наблюдаем их как обычные астероиды. Первым кандидатом в такие объекты стал странный астероид на кометной орбите – (944) Идальго, обнаруженный в 1920 году немецким астрономом Вальтером Бааде. Сейчас он считается и первым из открытых кентавров, о которых мы уже говорили в первой главе.

В 1971 году бельгийский астроном Арман Дельсемм развил модель сублимации водяного льда и других летучих веществ, содержащихся в кометном ядре. На базе этой теории американский астроном британского происхождения Брайан Марсден[56], о котором я еще не раз упомяну на страницах этой книги, в 1973 году создал фундаментальную теорию негравитационных возмущений в движении комет, вызванных их активностью, по сути – реактивными силами. В 1986 году космические аппараты «Вега-1», «Вега-2» и «Giotto» («Джотто») получили первые в истории снимки ядра кометы, которые окончательно подтвердили правильность модели Уиппла.

Теперь мы знаем, что представляет собой кометное ядро, но как оно образовалось? На этот счет, как принято у ученых, есть несколько мнений (моделей). Первым, в 1985 году, свою теорию «пушистой совокупности» (fluffy-aggregate) опубликовал американский астроном Бертрам Донн, а спустя год он развил эту идею в совместной статье с британским коллегой Дэвидом Хьюзом. Ученые представили модель образования кометного ядра как совокупности небольших ледяных планетезималей, к объединению которых привели хаотичные низкоэнергетические столкновения (столкновения с малой относительной скоростью). Поэтому кометные ядра должны выглядеть как очень пористые тела неправильной формы. Напомню, что это предположение было высказано еще до появления первых снимков кометного ядра.

В этом же году другой американский астроном – Пол Вайсман – опубликовал модель «первобытной груды щебня» (primordial rubble pile), которая в целом подтверждала концепцию коллег, но имела и существенное отличие. Вайсман отметил, что гравитационное сжатие ядра кометы диаметром около 5 километров не сможет обеспечить повышения температуры внутри более чем на один градус, а значит, ледяные глыбы, составляющие ядро, не «сплавлены» воедино, но соприкасаются, составляя, хоть и хрупкое, связанное слабыми гравитационными силами, но все же единое целое. Слово «первобытный» применено здесь не случайно и не только для усиления литературного эффекта. Этим прилагательным Вайсман хотел подчеркнуть, что считает кометные ядра конгломератом первозданного вещества протопланетного диска, из которого были сформированы планеты и малые тела Солнечной системы. Он считал, что кометные ядра не могут формироваться из осколков ранее разрушившихся ледяных планетезималей. Теперь мы знаем, что это было ошибкой. В наши дни столкновительная эволюция считается одним из важнейших механизмов формирования различных тел Солнечной системы.