лавное в комете — это ее ядро. Однако пока мы о самом ядре говорили так мало, что у читателя могли создаться о нем только самые общие представления.
Ядро — это тот световой сгусток, который можно заметить в центральной части головы каждой кометы. Он очень похож на маленькую туманную звездочку.
Еще Ньютон совершенно правильно считал, что ядра комет представляют собой твердые глыбы.
Но каковы размеры этих ядер? Казалось, что решить этот вопрос весьма легко. Если расстояние до кометы известно, то надо измерить видимый поперечник ядра в угловой мере, а потом очень просто подсчитать его настоящие размеры в километрах. Так когда-то и делали. Получалось, что поперечники ядер достигают нескольких десятков тысяч километров. Но потом астрономам пришлось в этом усомниться. В самом деле: если бы ядра комет были так велики, то их можно было бы заметить во время прохождения комет между Землей и Солнцем. Такие случаи были в 1882 и 1910 годах. Но, как уже известно читателю, никаких следов кометных ядер на солнечном диске замечено не было.
Есть много и других доводов в пользу этого заключения. В 1770 году комета Лекселя подошла очень близко к Юпитеру и пролетала внутри системы его спутников или лун. Если бы ядро этой кометы имело массу, равную земной, то движение спутников Юпитера было бы нарушено. Однако этого не наблюдалось. Эта же комета в июле 1770 года подошла к Земле на расстояние 2,4 миллиона километров, но подобное сближение никак не повлияло на движение нашей Земли. Астрономы отсюда заключили, что массы кометного ядра, по крайней мере, в 5 000 раз меньше массы Земли.
В 1927 году небольшая комета подошла к Земле На расстояние 5,8 миллиона километров. В крупнейший телескоп ядро этой кометы казалось чрезвычайно маленькой и слабой звездочкой. По яркости ядра подсчитали его размеры. Оказалось, что поперечник его не более 400 метров. Подобные же наблюдения в 1930 году над одной из комет привели к аналогичному выводу. Даже у кометы Галлея ядро должно быть значительно меньше 30 километров. В противном случае его заметили бы в виде маленького черного пятнышка на фоне солнечною диска 19 мая 1910 года. Значит ядра комет измеряются километрами, а не тысячами километров.
Следовательно, видимое ядро — это не твердое ядро кометы, а плотная оболочка газов, окружающая настоящее ядро.
Этим объясняется следующий любопытный факт.
Чем ближе комета к Земле, тем меньше ее видимое ядро. Если бы это ядро было твердой глыбой, то с приближением к Земле его видимые размеры, конечно, увеличивались бы.
Есть, правда, одно обстоятельство, которое как будто противоречит всем этим выводам. Дело в том, что спектр видимых ядер всегда непрерывен, как будто бы видимое ядро — это твердое тело, отражающее солнечный свет. Но это явление можно объяснить и иначе.
Вблизи настоящего твердого ядра кометы может находиться много твердых пылинок, которые, отражая солнечные лучи, также дадут непрерывный спектр. Значит на самом деле никакого противоречия здесь нет.
Новая физическая теория головы кометы позволила советским ученым определить величины и массы кометных ядер. Наибольшее ядро получилось у кометы 1911 года. Оно имело поперечник около 20 километров. У кометы 1882 года ядро было значительно меньше — около 5 километров. Поперечник же ядра кометы 1858 года оказался еще меньше — всего около двух километров.
В 1944 году известный советский ученый, профессор Б. А. Воронцов-Вельяминов закончил свои исследования ядра кометы Галлея. Он не только критически разобрал все определения величины кометных ядер, сделанные прежде, но и создал новый метод, позволяющий наиболее точно решить этот вопрос. В этой работе использованы все новейшие достижения физики, имеющие отношение к кометным явлениям.
Результаты получились очень интересные. Оказа-… <В оригинале отсутствуют страницы 161–162. Прим. авт. fb2>.
…оказываются перемешанными друг с другом, образуя так называемый твердый раствор. В некоторых случаях газ вступает даже в химическое соединение с твердым телом. Явление поглощения газа твердым телом называется сорбцией.
Метеориты могут поглощать сравнительно большое количество газов, по объему в несколько раз превышающее их собственный объем. Когда метеоритная глыба, входящая в кометное ядро, находится очень далеко от Солнца, то температура ее близка к абсолютному нулю, то есть к минус 273 градусам по Цельсию. При приближении к Солнцу поверхность глыбы начинает заметно прогреваться его лучами. Молекулы газов, находящиеся в глыбе, начинают двигаться все быстрее и быстрее. Наиболее быстрые из них вылетают из глыбы и образуют газовую оболочку вокруг ядра.
Но Солнце все ближе и ближе. Когда до него остается не более 350 миллионов километров, температура глыб поднимается до 100 градусов ниже нуля. Для нас, земных обитателей, это кажется страшным холодом. Но, как показывает теория, такая температура вполне достаточна, чтобы началось бурное выделение газов из поверхностных слоев ядерных глыб. Газов вокруг ядра скопляется так много, что начинает уже образовываться заметный газовый хвост.
Но у комет ведь наблюдаются и пылевые хвосты второго типа. Как же они образуются?
Ядро кометы, двигаясь в мировом пространстве, постоянно сталкивается с множеством крохотных метеоритов. Эти маленькие твердые частички образуют космическую пыль, заполняющую мировое пространство. Налегая со скоростью до 50–60 километров в секунду на твердые глыбы ядра, они дробят их поверхность в мельчайшую пыль. Ведь при такой колоссальной скорости метеорит, врезавшись в ядро, как бы взрывается, образуя при этом осколки и пыль. Частично эти осколки и пыль уносятся прочь, но много их остается на поверхности глыб, составляющих ядро.
Когда ядро находится недалеко от Солнца, глыбы сильно нагреваются и излучают в мировое пространство невидимые человеческим глазом инфракрасные лучи. Хотя эти лучи невидимы, они, как и обычные лучи, производят давление на освещенные ими тела. Теперь глыбы будут не только притягивать друг друга по закону Ньютона, но и отталкивать друг друга собственными лучами. Это приводит к тому, что отдельные глыбы начинают сталкиваться. Но ведь глыбы невелики и потому очень слабо притягивают к себе все предметы. Когда две такие глыбы столкнутся, то они стряхнут со своей поверхности облако пыли, и астрономы с Земли отметят появление пылевой синхроны. Такие столкновения будут повторяться не один раз: в конце концов У кометы образуется хвост второго типа.
Когда до Солнца остается только 80 миллионов километров, глыбы ядра нагреваются до температуры плюс 100 градусов по Цельсию. С поверхности глыб начинают выделяться пары металла натрия. Но вот ядро кометы со страшной скоростью проносится через перигелий. Вблизи бушующая, пышущая нестерпимым жаром поверхность Солнца. Поверхностные слои кометного ядра начинают кипеть, плавиться. Пары железа и никеля, входящих в метеоритную глыбу, окутывают ядро.
Пролетев перигелий, комета быстро удаляется от Солнца. Ядро постепенно остывает, газы все в меньшем количестве выделяются из него, и, наконец, хвост у кометы пропадает. Комета скрывается из глаз земных наблюдателей до своего следующего возвращения.
Хотя комета пролетела очень близко от Солнца, ее ядро успело прогреться всего лишь на несколько метров в глубину. Только из этого поверхностного слоя газовым молекулам пришлось отправиться в путешествие в мировое пространство. Внутри глыб газы остались на месте. Но теперь, когда в поверхностных слоях образовалось много свободного места, эти газовые молекулы из глубины постепенно передвигаются в пустые места и вновь заполняют собой поверхностные слои ядра. При следующем возвращении кометы к Солнцу эти молекулы ждет судьба их предшественниц: они также улетят прочь из ядра, и описанная история повторится вновь.
Как видно, эта новейшая теория советских ученых прекрасно объясняет явления, наблюдаемые в кометах. Московский астроном Левин, один из создателей этой теории, подсчитал теоретически яркость некоторых комет. Наблюдения хорошо сошлись с этими подсчетами и подтвердили правильность теории.
У некоторых комет их хвосты имели очень сложную форму и быстро менялись ото дня ко дню. Советским ученым удалось объяснить эти странности предположением, что кометное ядро может вращаться вокруг своей оси.
Изучение физики кометных ядер — это, пожалуй, самая захватывающая область современной кометной астрономии. В этой области советские ученые заняли первое место в мире.