Кометы. Странники Солнечной системы

Хотя, как я уже говорил, кометные газово-пылевые оболочки могут превосходить по своим размерам Юпитер и даже само Солнце, они очень разрежены. Их химический состав известен с XIX века: углекислый и угарный газы, аммиак, метан, метанол и циан, причем преобладание одного из этих веществ влияет на цвет кометы. К примеру, избыток смертельного для нас угарного газа придает комете красивый и достаточно редкий сине-голубой оттенок, а не менее опасный циан – бирюзовый. Из-за подобного состава кометных атмосфер у землян нередко случались панические атаки, но об этом я еще расскажу в свое время.

Кому принято разделять на внутреннюю и внешнюю, конечно, без какой-то четкой границы. Известный советский астроном Леонид Маркович Шульман[57], занимавшийся исследованием комет, предложил деление общей кометной атмосферы на несколько зон: пристеночный слой, околоядерную область, переходную область и область свободномолекулярного разлета частиц в космическое пространство. Не у всех комет должна наблюдаться описанная структура, и я думаю, что в рамках моего ознакомительного рассказа мы упростим строение кометных голов. Внутренняя кома плотнее; именно она скрывает в себе ядро. На снимках хорошо различим яркий однородный «шарик», который астрономы также называют псевдоядром. Он в меньшей степени подвержен влиянию Солнца, и его форма (морфология) является неким индикатором того, что происходит с невидимым нам сердцем кометы – ее ядром. Разделение или «вытягивание» псевдоядра может быть прямым следствием фрагментации самого кометного ядра, причем такие наблюдения не редкость и к ним мы еще вернемся. Приобретение внутренней комой формы капли с хорошо различимым узким хвостом – признак того, что ядро кометы разрушилось или находится в процессе разрушения. Никогда не забуду, как смотрел на снимки своей первой кометы C/2010 X1 (Elenin), которая в один момент потеряла блеск, а ее псевдоядро начало трансформироваться, вытягиваясь с образованием узкого шлейфа «обломков». И да, когда производят фотометрические наблюдения комет, то различают две оценки блеска, выделяя их индексами: «T» (общий блеск всей головы кометы) и «N» – блеск «ядра», а точнее, того самого псевдоядра. Именно во внутренней коме, которую еще называют молекулярной или фотохимической комой, как раз и происходят все процессы, связанные с химическими реакциями, распадом и ионизацией молекул.

Внешняя кома намного более разрежена: сквозь нее на снимках можно наблюдать далекие звезды фона. По сути, она и есть то самое «наблюдаемое ничто», ведь ее средняя плотность в тысячу раз меньше плотности молекул в лабораторном вакууме, создаваемом в земных условиях. В ее составе преобладают свободные радикалы – частицы, содержащие один или несколько неспаренных электронов (одну орбиталь атома занимает не электронная пара, а один электрон). В коме кометы в основном присутствуют свободные радикалы OH, CN, CH, NH. Они химически очень активны и, обладая высокой реакционной способностью, охотно вступают во взаимодействие. Именно эта кома, которую также называют видимой или комой радикалов, служит поставщиком вещества, которое при усилении солнечного ветра и светового давления, вызванного уменьшением гелиоцентрического расстояния, а проще говоря – приближением кометы к Солнцу, образует хвост или несколько хвостов кометы. Геометрия внешней комы нередко изменяется под напором неистового Солнца, принимая вытянутую или каплеобразную форму. Это никак не связано с тем, как себя «чувствует» само ядро, хотя и тут есть исключения, о которых я расскажу, когда речь зайдет о типичных структурах, наблюдающихся в газово-пылевых оболочках комет.

В конце XX века несколько групп ученых, в том числе группа под руководством американского астронома Майкла А’Херна, попробовала классифицировать кометы по их химическому составу. В ходе этой работы была изучена почти сотня комет и обнаружены некоторые различия. Оказалось, что короткопериодические кометы семейства Юпитера обеднены молекулами углеродной цепи. В их составе преобладают цианиды (обычно в соотношении используется цианорадикал CN относительно двухатомной частицы углерода (диуглерода C₂). Ученые сходятся во мнении, что подобные тела являются первоначальными и древнейшими объектами Солнечной системы.