Что такое кометы

«Видимое ничто» - так метко называют кометы. Их внешний вид иногда бывает устрашающим, размеры чудовищно большими, но вещества в них совсем мало. Они представляют собой рыхлые комья из замерзших газов и льда вперемешку с пылью. Многие величиной с дом, но некоторые диаметром чуть более 20км. Время от времени какое-то из этих тел начинает двигаться к центру солнечной системы. От близости к Солнцу лед вскипает, выбрасывая облако насыщенного пылью газа, называемого комой. Солнечный ветер и световое давление «сдувают» с ядра пыль и газ, которые образуют два хвоста. Газовый хвост голубоватый и всегда направлен точно от Солнца, а пылевой – желтоватый или белый, как бы лоснящийся и часто изогнут.

Голова кометы обычно бывает от 50 до 250 тысяч км в диаметре и в среднем раз в десять больше Земли. Хвост кометы ещё грандиознее. У больших длина хвоста того же порядка, что и расстояние между орбитами ближайших к Солнцу планет. Если бы крик мог передаваться без ослабления и с той же скоростью, как и в воздухе, он летел бы от головы до конца хвоста 20 лет!

В настоящее время химический состав комет можно охарактеризовать – отрава. Туда входят угарный газ, синильная кислота, цианистый метил, углеводороды – вроде тех, что используют в газовых плитах.

Между тем кометы, пролетая среди планет, ведут себя не как грозные завоеватели, а как неслышно скользящие бледные тени. И даже если они задевают планеты, то не производят ни малейшего влияния. Очевидно, средняя плотность комет чудовищно мала. Возьмите зернышко пшеницы, отделите от него миллионную часть, разотрите ее в тончайшую пыль и развейте по залу Большого театра в Москве – такова будет примерно эта плотность. К тому же почти вся масса кометы сосредоточена в ее крохотном ядре.

Откуда берутся кометы?

За орбитой Плутона солнечная система не кончается. Там находится протяженный пояс малых небесных тел. После открытия Плутона в 1930 году многие астрономы были заинтригованы возможностью найти десятую планету, обращающуюся вокруг Солнца. Прошли десятилетия, а она так и не была обнаружена. В 1992 году многие ученые были вынуждены основательно пересмотреть свои представления: было обнаружено несколько десятков небесных тел на окраинах Солнечной системы. Возможно, что вместе с ними путешествует еще много объектов, формируя так называемый пояс Койпера. Свое название этот пояс получил в честь американского астронома датского происхождения Ж. П. Койпера, который в 1951 году первый высказал идею о существовании этого семейства небесных тел. Его убеждение основывалось на информации о поведении определенного семейства комет – глыб изо льда и камней, которые регулярно врываются внутрь Солнечной системы из внешних областей.

Астрономы уже давно поняли, что кометы должны быть сравнительно новыми членами Солнечной системы. Действительно, комета Галлея появляется на небе раз в 76 лет, и при каждом пролете вблизи Солнца теряет одну десятитысячную своей массы. Такая комета может выдержать порядка 10000 оборотов вокруг Солнца, т. е. «прожить» около полумиллиона лет. Если кометы такого типа образовались при формировании Солнечной системы 4,5 млрд. лет назад, то к настоящему времени они должны были бы полностью потерять свои летучие вещества, оставив после себя либо неактивное каменное ядро, либо поток пылевых частиц. Возникает вопрос: почему комет, поражающих наблюдателей своим появлением, все еще так много?

Кометы, проявляющие активность в настоящее время, образовались при рождении Солнечной системы, но находились в неактивном состоянии. Большинство из них хранилось в космическом холодильнике, называемом Облаком Оорта. Датский астроном Я. Х. Оорт в 1950 году предположил существование сферического облака диаметром около 100000 а. е. (1 астрономическая единица – это расстояние от Солнца до Земли), содержащего несколько сот миллиардов комет. Отдельные кометы под влиянием взаимных и звездных возмущений направляются к Солнцу, но их афелии по-прежнему остаются на огромном от него удалении. Гипотеза Оорта позволяла хорошо объяснять размеры и ориентации орбит, по которым движутся так называемые долгопериодические кометы (кометы, которым требуется свыше 200 лет, чтобы сделать полный оборот вокруг Солнца). Эти кометы приходят в нашу планетную систему с произвольных направлений, что и ожидается, если они произошли из такого шарообразного хранилища, как облако Оорта. Но гипотеза Оорта не может объяснить движение короткопериодических комет, которые движутся по меньшим орбитам.

Койпер и другие ученые полагали, что за Нептуном и Плутоном должен находиться пояс из вещества, оставшегося после образования планет. Плотность этого вещества должна быть настолько малой, что большие планеты не могли образоваться из него путем аккреции, зато вполне могли образоваться более мелкие тела, по размерам сравнимые с астероидами. Из-за громадного удаления от Солнца температура на поверхности этих тел очень низкая, поэтому они должны состоять изо льда и замерзших газов, что делает их схожими с ядрами комет. По наблюдениям ученых и их подсчетам пояс Койпера имеет полную массу, в сотни раз большую, чем хорошо известный пояс астероидов между орбитами Марса и Юпитера.

Возможно, пояс Койпера и богат материалом, но может ли он на самом деле служить источником маложивущих короткопериодических комет? М. Дж. Холман и Дж. Л. Уисдом попытались решить эту проблему с помощью компьютерного моделирования. Они показали, что все кометы, обращающиеся по орбитам близко от гигантских газовых планет (Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна), очень быстро будут выброшены из Солнечной системы примерно за 100000 лет. Но те из них, которые находятся за Нептуном и Плутоном, могут оставаться там даже спустя 4,5 млрд. лет. Вполне вероятно поэтому, что объекты из пояса Койпера, удаленные на расстояние свыше 40 а. е. от Солнца, удерживаются на устойчивых орбитах с момента образования Солнечной системы.

Астрономы также считают, что в поясе Койпера было достаточно вещества, чтобы поддерживать существование всех когда-либо появившихся короткопериодических комет. Вполне вероятно, что пояс Койпера является в некотором роде кометным складом. Механизм покидания этого склада сейчас хорошо понятен. Компьютерное моделирование показало, что гравитационное поле Нептуна медленно разрушает внутренний край пояса Койпера, втягивая объекты из этой зоны во внутренние области Солнечной системы. В конце концов, большинство этих небольших тел медленно сгорают, как кометы. Часть заканчивают свою жизнь резко, сталкиваясь с планетами или даже с Солнцем. Другие захватываются гравитационным полем планет и выбрасываются в далекое межзвездное пространство

По мере изучения пояса Койпера возникает вопрос: а не может ли этот пояс служить источником не только комет, но и чего-нибудь еще? Случайно ли, что Плутон, его спутник Харон и спутник Нептуна Тритон лежат в непосредственной близости к поясу Койпера? При этом Плутон, Харон и Тритон обладают общими основными свойствами, сильно отличающими их от соседей.

Плотности Плутона и Тритона намного выше, чем плотность любой внешней газовой планеты. Они очень странно движутся по своим орбитам. Так, Тритон обращается вокруг Нептуна в направлении, обратном орбитальному движению планет и большинства их спутников. Орбита Плутона сильно наклонена к эклиптике и сильно отличается от круговой, так что пересекает орбиту Нептуна. По-видимому, эти три тела были выброшены из пояса Койпера Нептуном, который затем захватил Тритон и вывел Плутон (вместе с Хароном) на настоящую орбиту. Это, вместе с результатами многих интригующих наблюдений объектов из пояса Койпера, напоминает, что в нашей Солнечной системе еще множество сюрпризов.

3)Как представляли кометы в старину

«Бог шлет на нас ужасную комету,

Мы участи своей не избежим;

Я чувствую, конец приходит свету;

Все компасы исчезнут вместе с ним.

С пирушки прочь, вы, пившие без меры,

Не многим был по вкусу этот пир.

На исповедь скорее, лицемеры!

Довольно с нас, состарился наш мир. »

П. Беранже.

На протяжении тысячелетий появление на небе ярких комет вызывало у людей панический ужас. Кометы считались предвестниками всяческих бед для людского рода. В одной из старинных книг читаем: «Восемь главных значений имеет комета, когда она стоит на небе: ветер, голод, мор, войну, засуху, землетрясение, смену и смерть государя». Космическая природа явления комет была принята далеко не сразу. Начиная с Аристотеля и до XVII века большинство ученых полагало, что кометы – явление в атмосфере Земли. В ученых трактатах в те далекие времена утверждалось, что кометы – «следствие дурных испарений земной почвы». Хотя и в древности некоторые ученые высказывали догадки об истинных путях комет. Например, Сенека в свое время пророчески писал, что кометы «имеют удаленную от планет орбиту».

Человеком, который объяснил, что кометы, подобно Луне и планетам движутся по закону всемирного тяготения, был, как известно, И. Ньютон. Английский ученый Эдмунд Галлей на основании длительных наблюдений комет 1680 и 1682 гг. впервые вычислил их орбиты. Оказалось, что эти кометы обращаются вокруг Солнца. А ведь еще незадолго до этого законодатель неба Иоганн Кеплер утверждал, что кометы приходят к Солнцу по прямым линиям. Изучив старинные хроники, Галлей нашел в них описания прошлых появлений этих комет. Но главное, он вычислил время следующих свиданий. Как и предсказывал ученый, комета 1682г. появилась в 1758г. Галлей не дождался собственного триумфа, но восхищенные потомки присвоили явившейся комете его имя. В дальнейшем комета появлялась, как по расписанию, каждые 76 лет – в 1835, 1910 и 1986 гг.

Вычисления кометных орбит Галлей производил с помощью своего старшего друга И. Ньютона. Для этого ему пришлось прежде убедить Ньютона опубликовать его знаменитый труд «Начала». Она начиналась латинской одой Галлея:

Теперь известны нам

Пути комет крутые, что внушали

Всем ужас. Мы отныне не трепещем

При появлении бородатых звезд.

Насколько известно, именно Галлей был первым ученым, который указал не на вымышленные, а на истинные угрозы, которые таит сближение Земли с некоторыми кометами. В 1694г. он выступил на заседании Королевского общества Англии с изложением гипотезы о причине всемирного потопа и предположил, что эта катастрофа связана со «случайным ударом кометы» о Землю. Галлей полагал, что удар пришелся в район Каспийского моря, которое и образовалось в результате этого. Такое столкновение «заставило бы воды одним толчком бурно ринуться к той части земного шара, куда был нанесен удар, с силой, достаточной, чтобы ободрать все океанское дно и вынести его на сушу, наращивая горы». С тех пор в публике распространилось мнение, что Земля может столкнуться едва ли не с любой кометой, появляющейся на нашем небосводе.

О том, что в 1910 году предстоит очередное свидание с кометой Галлея, ученые оповестили публику заранее, сообщив, что 5 мая Земля пройдет сквозь хвост кометы. В преддверии этого события высказывались самые невероятные предположения: отравление землян цианистыми газами, содержащимися в газовом шлейфе кометы, метеоритные бомбардировки и другие экзотические явления в атмосфере. Разъяснения ученых, призванные успокоить публику, дали обратный эффект. Возникла паника. Многие решили, что приходит конец света, - ведь сказано в Библии, что перед концом мира звезды упадут с небес. От ожидания страшных мучений многие сходили с ума, кончали жизнь самоубийством.

Страхи оказались напрасными. Даже в пробах воздуха, взятых из верхних слоев атмосферы, не было обнаружено ни малейших изменений. А что будет, если с Землей столкнется ядро кометы? Если учесть, что ядро состоит из смеси льда и пыли, то при полете сквозь атмосферу лед сразу испарится, а пылинки не принесут много вреда. В худшем случае будут наблюдаться местные землетрясения и разрушения на отдельных площадях размером в десятки и сотни километров.

Космические катастрофы

30 июня 1908г. в бассейне реки Подкаменная Тунгуска произошел взрыв. Ударную волну зарегистрировали во всем мире, была уничтожена тайга в радиусе 2000 кв. км. К счастью, взрыв произошел над безлюдным местом, иначе он разрушил бы город, равный по площади Санкт-Петербургу. Природа взрыва до сих пор до конца не выяснена. На международной конференции «Тунгуска – 96», проходившей в Болонье и посвященной явлениям, сопровождающих падение кометных тел, говорилось о Тунгусской катастрофе. По-видимому, невозможно точно сказать, было ли упавшее в 1908г. на Сибирскую тайгу тело кометой или малым астероидом. Размеры его были около 100м, а масса от 0,3 до 1 млн. т. Со скоростью 20 км/с (72000км/ч) оно вошло в земную атмосферу и разрушилось на высоте 5 - 8км.

Академик Г. И. Петров – первый директор Института космических исследований – в одном из выпусков телевизионного журнала «Звездочет», который автор готовил вместе с В. К. Луцким, подробно обосновал свою точку зрения на природу Тунгусской катастрофы и убедительно доказал, что вести поиск метеорита бессмысленно, т. к. его просто не было: в то утро Земля встретила не метеорит, а крошечную комету, которая взорвалась и испарилась над тунгусской тайгой. По современным данным, подобные небесные тела падают на Землю в среднем один раз в 300 лет. Только где и когда это случится, мы пока предсказать не можем.

Через 86 лет после Тунгусской катастрофы произошло событие несоизмеримо большего, поистине космического масштаба. 23 июля 1994 года впервые в истории астрономы смогли наблюдать встречу огромной кометы с самой большой планетой Солнечной системы. Внимание всего мира в этот день было приковано к Юпитеру, в атмосферу которого с космической скоростью врезалось два десятка частей распавшегося ранее ядра кометы Шумейкера – Леви. Встреча произошла на скорости 60 км/с. Неудивительно, что, нагреваясь от трения в плотных слоях атмосферы, части кометы взрывались, взметая грибообразные выбросы газа высотой до 1000км. Падение самого крупного, седьмого по счету, осколка кометы вызвало взрыв, в результате которого на Юпитере еще несколько дней можно было видеть новое пятно размером с земной шар. Нетрудно вообразить, что стало бы с нашей планетой после подобного столкновения!

По имени открывших ее астрономов она получила название кометы Шумейкера – Леви, а поскольку была девятой в списке открытых ими комет, к названию была добавлена еще и цифра (ШЛ – 9).

Мы знаем, что проникновение из космоса в атмосферу Земли даже пылинок размером несколько миллиметров вследствие интенсивного трения возбуждает молекулы газа верхних слоев атмосферы до свечения. Следствием является тонкий светящийся канал, который мы называем метеором или падающей звездой. По аналогии километровый обломок кометы при падении на Юпитер образует в его атмосфере просто «огненную просеку».

Изучение этого явления наверняка поможет астрономам точнее оценить его возможные последствия, произойди оно не на Юпитере, а на Земле. По мере того как астрономы открывают все новые подобные космические глыбы в непосредственной близости от Земли, вероятность нового столкновения такого рода со всеми его последствиями должна непрерывно переоцениваться. Только в марте 2000 года открыт двадцатиметровый обломок, миновавший Землю на расстоянии всего 165000км.

Между падением на планету кометы и метеорита (каменного или железного) существует фундаментальное различие. Кометы, по современным представлениям, - это достаточно рыхлые скопления замерзшего газа и слежавшейся пыли. А астероиды и метеориты – это компактные куски скальных пород или металлические сгустки с единой внутренней структурой. Ничтожная средняя плотность «космического снежка», которым является любая комета, резко снижает ее механическую прочность при воздействии внешних сил – будь то силы тяготения, как в случае с ШЛ – 9, или иные, высвобождающиеся в ходе оттаивания, вещества при вхождении в атмосферу.

Юпитер непрерывно подвергается воздействию «кометного града», сталкиваясь с кометой примерно один раз в 30 лет, а разрывает ее, как ШЛ – 9, силой своего тяготения – один раз в 80 лет. Надо учитывать также, что на последнем пути кометы могут встать и спутники Юпитера. На фотографиях поверхности Каллисто (спутника Юпитера), выполненных космическим зондом «Вояджер», отчетливо видна группа из тринадцати кратеров, образующая почти идеально прямую цепочку. Очень вероятно, что они образовались именно при столкновении Каллисто с ядром кометы, ранее разорванной силами тяготения Юпитера.

В то же время, наверное, еще пару тысяч лет придется ждать такого же зрелища, как гибель кометы ШЛ – 9, - в начале облета Юпитера сила тяготения гиганта разрывает комету на обломки, которые в конце этого полета обрушиваются на планету огненным фейерверком.

В течение уже многих лет не прекращается дискуссия о том, не является ли быстрое вымирание динозавров, а с ними и многих других биологических видов, следствием столкновения с Землей небесного тела диаметром примерно 10км. На самом деле тогда пропали все гигантские рептилии, включая летающих ящеров – птеродактилей – и предпочитавших водную среду плезиозавров. А ведь до катастрофы все они занимали главенствующее положение в животном царстве планеты! В то же время в океанах погибли почти все виды моллюсков, погиб даже планктон – взвесь микроорганизмов в воде.

Сегодня целый ряд серьезных специалистов полагает, что всему виной падение на Землю ядра кометы или астероида. Расчеты ученых позволяют нарисовать вероятный сценарий катастрофы. 65 млн. лет тому назад в Землю врезалось небесное тело диаметром около 10км. Удар пришелся в область, богатую залежами серы. Вызванный этим взрыв выбросил в атмосферу «гриб» вещества, по массе в 100 раз больше массы упавшего тела. Этого было достаточно, чтобы в стратосфере Земли образовался непрозрачный слой пыли и капелек серной кислоты, который почти прекратил доступ к поверхности солнечного тепла и света. Планета на несколько месяцев (а может, и лет) погрузилась в ночную тьму.

В итоге погибла большая часть растений, служивших пищей травоядным, которые поэтому также почти все вымерли. Гибельная цепь привела к смерти многих хищников. Выжили лишь немногие виды мелких животных – млекопитающих, птиц, червей, насекомых, - способных питаться продуктами разложения и друг другом. Именно сохранившиеся млекопитающие вскоре завоевали нашу планету.

В пользу гипотезы глобальной космической катастрофы есть веские аргументы. Слой отложений с высоким содержанием иридия (иридий постоянно поступает к земной поверхности с метеорным веществом и метеоритами) обнаружен на границе третичного и мелового периодов не только в Европе, но и в Новой Зеландии, в Южном полушарии. Удалось найти ударный кратер подходящего размера и возраста – это 180 – километровый кратер Чиксулуб на полуострове Юкатан в Центральной Америке. Некоторые считают, что от удара образовался весь Мексиканский залив.

Бомбардировка из космоса

То, что Земля должна была подвергаться космической бомбардировке, становится ясно при рассматривании поверхности нашей ближайшей соседки – Луны. Здесь видны многие тысячи кратеров поперечником до сотен километров. Исследование лунных образцов подтвердило, что возраст этих образований около 4 млрд. лет. Значит, в начальный период существования Солнечной системы поверхность Луны (как и Земли) подвергалась более интенсивной бомбардировке астероидами и крупными кометными ядрами. В дальнейшем столкновения происходили гораздо реже. Количество крупных небесных тел сократилось: они разрушались в результате столкновений между собой, «вычерпывались» планетами и спутниками, выбрасывались гравитацией Солнца за пределы Солнечной системы. Космические снимки, полученные в 70 – 80 гг. , показали, что кратеры типичны для рельефа всех небесных тел в Солнечной системе, которые имеют твердую непластичную поверхность: они есть на Марсе, Меркурии, Венере, спутниках планет, астероидах. Установлено также, что размер ударника обычно в 15 – 20 раз меньше порожденного им кратера.

На Земле еще несколько десятилетий назад о наличии ископаемых многокилометровых кратеров просто не знали. Хотя, по логике, наша планета должна была бомбардироваться не меньше соседней Луны. Под действием воздуха, воды и биосферы древние земные кратеры почти разрушились и стали трудно различимыми. Только с появлением возможности снимать земную поверхность с борта самолетов и космических аппаратов удалось обнаружить более 140 ударных кратеров размером от нескольких десятков до 200км. Их назвали астроблемами, что означает звездные раны.

В Казахстане обнаружены кольцевые структуры поперечником до 700-800км! Их полевые исследования подтвердили в основном ударно-взрывную космогенную природу. По мнению Б. С. Зейлика, некоторые кратеры образовались в четвертичный (последний) геологический период истории Земли. Именно этот район Эдмунд Галлей считал местом падения кометы, вызвавшей всемирный потоп.

Геологи и геофизики тщательно обследовали несколько десятков ударных кратеров в разных районах планеты. Удалось определить их возраст. Наиболее древние из известных сегодня – следы катастроф, случившиеся около 2 млрд. лет тому назад, выяснилось также, что падение наиболее крупных небесных тел на Землю случается с периодичностью около 30 млн. лет. Оказывается, примерно с той же периодичностью происходила смена геологических периодов, характеризующаяся, в частности, изменением состава органического мира и массовым вымиранием распространенных до того организмов.

По оценкам, Земля в среднем один раз в год сталкивается с «космической бомбой» диаметром до 10м и массой до 1000 т, что сопровождается взрывом с эквивалентным энерговыделением до 20 кт тротила. В конце 1993г. стало известно, что секретные разведывательные спутники Пентагона с 1975 по 1992г. зафиксировали 136 взрывов в атмосфере, которые типичны для процесса разрушения на высоте от 30 до 45км над поверхностью Земли небольших «космических пришельцев».

Проблема кометной опасности

Возможность столкновения комет с Землей зависит от их орбит. Период обращения комет вокруг Солнца измеряется тысячами и миллионами лет. Если в начале своего путешествия в глубь Солнечной системы они движутся не быстрее пешехода, то, приближаясь к Солнцу, разгоняются до скоростей в десятки км/с и летят быстрее космических станций. Пройдя мимо Солнца, они чаще всего оказываются выброшенными его гравитацией на периферию Солнечной системы и вновь становятся невидимыми.

Под влиянием планетных возмущений орбиты комет изменяются, в результате чего они могут пересекаться с орбитами Земли и других внутренних планет. По расчетам ученых, на таких орбитах планеты могут находиться от нескольких десятков до сотен миллионов лет. Какая судьба их ожидает в дальнейшем? Кометы могут столкнуться с одной из планет или с Солнцем. Часть комет так сильно разгоняется Солнцем, что навсегда покидает Солнечную систему. Те, что остаются, при каждом сближении с Солнцем теряют значительную часть своей массы. В конце концов одни из них разрушаются и превращаются в поток твердых частиц, вытянутых вдоль кометной орбиты. Когда Земля встречает на своем пути остатки кометной пыли, мы наблюдаем увеличение числа метеоров. Если темное ядро дегазованной кометы сохраняется, то оно представляет собой небольшой астероид. Приближение к Земле «безголового» и «бесхвостого» ядра кометы может стать для нас полной неожиданностью.

Теперь выясним число потенциально опасных комет. В зависимости от времени их обращения вокруг Солнца кометы бывают долго- и короткопериодическими. Короткопериодическими условились считать кометы с периодом обращения меньше 200 лет. Число наиболее крупных (поперечником ядра больше 1км) и потому самых опасных короткопериодических комет около 30; сближающихся комет размерами более 500м – до 150. Число комет, сравнимых по величине с Тунгусским метеоритом (ядро более 0,1км), оценивается от 2000 до 4000.

Большинство специалистов полагают, что общее число потенциально опасных комет не превышает 10 % от числа потенциально опасных астероидов. Кроме того, средняя плотность астероидов в 3 – 4 раза выше плотности кометных «снежков». Значит, при прочих равных условиях у астероидов больше шансов прорваться сквозь атмосферу к земной поверхности.

Есть еще одно обстоятельство. Кометы движутся по очень вытянутым орбитам, и потому скорость их встречи с Землей может быть значительно выше, чем астероидов. При столкновении на встречных курсах она может достигать 72 км/с. К тому же появление долгопериодических комет гораздо сложнее предсказать, т. к. они приходят к нам обычно совершенно неожиданно и с самых разных направлений. Но и после открытия кометы ее траекторию нельзя прогнозировать с высокой точностью: она может отклоняться под действием струй вещества, выбрасываемых ее ядром. Это еще больше увеличивает степень опасности. Полным сюрпризом может стать встреча с крошечной кометой, подобной Тунгусскому метеориту. Кометы, ядра которых меньше 500м, даже сближаясь с Солнцем, обычно остаются невидимыми с Земли из-за относительно малой величины своей газовой оболочки.

Существует предположение, что время от времени облако Оорта испытывает гравитационные возмущения, вызываемые близким пролетом звезды или гигантского газопылевого облака. В результате какая-то часть комет «высыпается» из облака Оорта в центральную часть Солнечной системы. Кометный ливень может быть спровоцирован также прохождением Солнечной системы через плоскость Галактики, которая богата газом, пылью, а быть может, и ядрами комет. Если эти природные механизмы действуют на самом деле, то Земля может испытывать бомбардировку ядрами комет диаметром около 1км со средней частотой 1 раз в 1000 – 100000 лет. С существованием опасности кометных ливней согласны далеко не все специалисты.

С какой периодичностью могут случаться столкновения, способные вызывать катастрофические последствия? Поскольку число астероидов и комет тем больше, чем меньше их масса, реже всего должны происходить катастрофы глобального масштаба. Еще в 60-х гг. известный польский астроном Ян Гадомский на основе своих вычислений опубликовал таблицу астероидной и кометной опасности:

Радиус небесного тела, м Размеры территории полного разрушения Средняя периодичность падения на Землю, годы

65 20км 22 тыс.

130 160км 120 тыс.

4250 Половина Европы 260 млн.

8500 Половина Азии 1 млрд.

17000 Половина земного шара 4,4 млрд.

Как известно, при столкновении Земли с небесным телом первый удар принимает на себя наша атмосфера. Дальнейшее зависит от скорости встречи, от угла входа падающего тела в атмосферу, от его массы и состава. Каменистые тела поперечником около 150м на высотах 5 – 10км подвергнутся взрывному дроблению, при этом взрывная волна вызовет разрушения в радиусе до нескольких десятков километров.

Тугоплавкие тела размером в несколько сот метров пробьют воздух без заметного торможения и разрушения. Почти вся энергия их движения обрушится на земную поверхность. Это приведет к взрыву и выбросу массы вещества, в 100 и более раз превышающей массу упавшего тела. Если с Землей встретится рыхлое ядро кометы тех же размеров, то взрыв может произойти над поверхностью Земли, что вызовет еще большие разрушения. При падении тела поперечником 250м выделится энергия, эквивалентная 1000 мегатонн, что приведет к разрушениям на площади в миллионы гектаров. Такие события могут происходить раз в 10000 лет.

По новейшим расчетам Института теоретической астрономии, за миллион лет Земля может 1 – 2 раза столкнуться с телом диаметром около 1км, что породит бедствие регионального масштаба.

Глобальную катастрофу может вызвать встреча Земли с объектом диаметром порядка 2км. Вероятность такой катастрофы на два порядка меньше – она может случиться в среднем один раз за 100 млн. лет.

Масштабы катастрофы могут зависеть и от места падения ударника. Если достаточно крупное тело упадет в океан, то возникшее цунами и последующие наводнения приведут к разрушениям на огромных территориях. Ученые пришли к выводу, что в некоторых случаях удары приходились в геологически напряженные области. В результате освобождалась сейсмическая энергия, и происходил взрыв на порядок более мощный, чем просто от столкновения.

Служба космической безопасности

Что же может противопоставить кометно-астероидной опасности человечество сегодня? На рубеже 1980 – 1990 гг. ученые предложили политикам и общественности использовать возможности военно-промышленного комплекса для создания щита, способного укрыть Землю. Первые шаги в этом направлении уже сделаны. В Санкт-Петербурге создан международный институт проблем астероидной опасности. В Риме учрежден международный фонд «Космическая стража». Среди основателей фонда и наши ученые. Проходят международные конференции, посвященные проблеме космической опасности. Одна из конференций «Космическая защита Земли» состоялась в г. Снежинске в 1996г.

Важнейшими задачами всемирной службы космической опасности могут стать:

1. Продолжение теоретических исследований.

2. Учет крупных астероидов и комет, которые могут столкнуться с Землей.

3. Организация системы контроля с целью обнаружения и отслеживания с помощью наземных и космических средств метеоритов, мелких астероидов и комет, падение которых может вызвать катастрофу местного характера.

4. Создание ракетно - ядерной системы, которая обеспечит перехват опасных космических объектов естественного и искусственного происхождения с целью изменения их орбиты или уничтожения.

5. Организация службы контроля и безопасности в околоземном пространстве с целью предотвращения «дорожно – транспортных» происшествий в ближнем космосе.

Пассивные меры предполагают заблаговременное обнаружение опасных небесных объектов, слежение за ними, оценку возможных последствий столкновения, эвакуацию населения и ценностей, защиту наиболее важных объектов на Земле.

Перед создаваемой сейчас международной службой слежения ставится задача обнаруживать небесные тела, способные вызвать глобальную или региональную катастрофы, хотя бы за несколько оборотов до возможной встречи с ними. Тогда в запасе у нас будет как минимум несколько лет. Заблаговременно заметить опасную долгопериодическую комету сложно. Хорошо, если ее удастся обнаружить хотя бы за несколько месяцев. Еще хуже, если ее траектория изменилась от столкновения с другим небесным телом, и она замечена только на последнем витке перед столкновением. В таком случае придется принимать защитные меры за считанные месяцы, а может быть, и дни.

Опасные объекты, размеры которых измеряются метрами, могут быть и вовсе обнаружены лишь на подлете к Земле на расстояние несколько десятков тысяч километров, когда до встречи останется несколько десятков минут.

Для слежения за космосом используют телескопы с компьютерной обработкой информации, космические телескопы, метод радиозондирования, средства противоракетной обороны вооруженных сил России и США.

Активные способы защиты сводятся к уничтожению потенциально опасных космических объектов или к изменению их орбит. Конкретные меры защиты будут определяться в зависимости от имеющегося запаса времени до столкновения.

Допустим, опасный объект нам удалось обнаружить за несколько витков до встречи. В этом случае наиболее оптимальным было бы решение изменить его орбиту, чего можно добиться двумя путями: мощным ударом по опасному объекту либо длительным воздействием на него. В любом случае к обнаруженному небесному телу надо запустить космический аппарат. В простейшем случае можно спланировать столкновение с опасным объектом или укрепить на нем двигатель большой тяги, снабженный сотнями тонн топлива.

Если тело будет обнаружено слишком поздно, тогда единственным способом защиты станет разрушение опасного объекта. Наиболее эффективным будет глубинный термоядерный взрыв, который должен раздробить встречный объект на осколки диаметром менее 10м каждый. При таком варианте значительную часть кинетической энергии падающего тела примет на себя атмосфера Земли.

Существуют и другие, пока еще научно-фантастические, проекты защиты Земли:

- использование лазеров для разрушения или изменения траектории опасных объектов;

- нанесение ракетного удара с лунной базы;

- нанесение удара по опасному астероиду астероидом меньшей массы путем предварительного изменения его орбиты («космический бильярд»);

- изменение орбит комет за счет их внутренней энергии (провокация реактивных струй).

Проблема космической защиты может эффективно решаться только параллельно с изучением и освоением космоса.

Исследование комет

В настоящее время известны орбиты более тысячи комет, около 150 из них обращаются вокруг Солнца с периодами от 3 до 200 лет. Остальные кометы имеют либо более долгий период обращения, либо пролетают около Солнца один-единственный раз. Большинство комет очень слабы и даже в сильнейший телескоп выглядят, как слабые туманные звездочки.

Ежегодно астрономы наблюдают несколько десятков комет, и только некоторые из них можно увидеть в небольшой телескоп или бинокль. Кометы, видимые невооруженным глазом, очень редки. В ближайшие годы ярких периодических комет не ожидается. Можно надеяться только на вновь открываемые.

Обычно яркие кометы появляются на небе несколько раз за столетие. Но иногда это происходит всего с годовым интервалом. В феврале – мае 1996г. мы наблюдали комету Хиякутаки, а в марте – апреле 1997г. – комету Хейла – Боппа. Период обращения последней вокруг Солнца составляет около 2300 лет, кратчайшее расстояние от Солнца 0,91 а. е. , от Земли – около 1,06 а. е.

В 1998г. из известных комет ни одна не была доступна невооруженному глазу. Однако в феврале – марте в бинокль или небольшой телескоп можно было наблюдать комету Темпеля – Туттля. Впервые ее наблюдали в 1366г. , но орбиту удалось определить только в 1866г. Период обращения этой кометы составляет 33 года. Ближайшую к Солнцу точку своей орбиты комета прошла 27 февраля 1998г. , а 17 января она прошла в 50 млн. км от Земли. Эта комета знаменита тем, что с ней связан метеорный поток Леониды, который раз в 33 года дает обильные и красивые метеорные дожди в ноябре, когда за одну минуту по небу пролетают тысячи метеоров.

Знаменитая комета Галлея, предсказанная им в 1705г. и пролетающая мимо Земли примерно раз в 76 лет, последний раз пролетала вблизи Земли в 1986г. Следующий ее визит ожидается в 2061г. В марте 1986г. в 150 млн. км от Земли был проведен большой «космический слет» целой группы космических роботов – в направлении кометы Галлея заранее были запущены японские аппараты «Пионер» и «Планета», две отечественные АМС «Вега». А также космический зонд «Джотто» Европейского космического агентства. Аппаратура станций передала на Землю надежные сведения о природе кометы – однородное тело неправильной формы, с кратерами и холмами, длиной около 14км и поперечником 7км. Ядро этой кометы выглядело черным, как сажа, из-под пылевой корки в окружающее пространство временами вырывались мощные струи газа, питающие голову и хвост кометы.

Земля в течение миллиардов лет подвергалась ударам комет и метеоритов. И вот, 4 июля 2005 года запущенный США космический аппарат Deep Impact (удар вглубь) наконец нанес ответный удар – поразил комету Темпеля 1, находившуюся на расстоянии нескольких сотен миллионов километров от Земли. Полет продолжался 172 дня со средней скоростью 36800км/ч. Целью запуска аппарата было исследование вещества кометы. При столкновении снаряда, выпущенного из аппарата, с кометой произошел выброс вещества кометы, а спектральный анализ вспышки позволил ученым определить состав вещества глубинных слоев кометы.

До сих пор считалось, что кометы представляют собой космические тела, состоящие изо льда и пыли. Яркая вспышка сразу же опровергла гипотезу, согласно которой ядро кометы является пористым материалом, - в таком случае снаряд зашел бы на большую глубину и завяз там. По характеру вспышки сделан вывод о том, что поверхность кометы покрыта толстым слоем пыли, под которым находится твердый слой льда. Анализ полученных данных продолжается.

15 января 2006г в пустыне Юты (США), закончив свой семилетний полет, приземлилась капсула зонда StarDust, которая привезла с собой из дальнего космоса частицы пыли. Ученые приступили к их исследованию.

Здесь и сейчас, на Земле, мы, люди, так или иначе связаны со всем происходящим в космосе. Мы не чужаки во Вселенной – астрономия демонстрирует наше родство со звездами, планетами, кометами, межзвездными туманностями. В глубине космоса родились атомы, давшие нам глаза, которые смотрят во Вселенную.