Текст книги "Тайны Марса"

Виктор Клюб и другие астрономы исследовали еще одну интересную возможность – определенные «астероиды» могут быть также и кометами пояса Койпера, находящимися во временной «спячке», постепенно опускающимися внутрь Солнечной системы. «Примерно через 10 миллионов лет, – объясняет Дэвид Брез-Карлайл, – траектория любого объекта, вращающегося в поясе Койпера, становится хаотической, переходит в квазиэллиптическую орбиту, приводящую его в зону каменных планет».

Могут ли кометы быть астероидами? Могут ли астероиды быть кометами?

Подобно многим терминам, используемым учеными, различие между этими двумя определениями оказалось нечетким. В народную культуру вошло представление о том, что астероиды являются грозными скальными обломками, а кометы – «грязными снежками». Известный английский астроном сэр Фред Хойл категорически не согласен со второй частью этого представления:

«Кометы не являются лишь грязными снежками. Ни один снежок при температуре в 200 градусов Цельсия ниже нуля никогда не взрывался как комета Галлея в марте 1991 года. Грязные снежки не чернее сажи. 30—31 марта 1986 года комета Галлея выбросила миллион тонн тончайших частиц, которые, будучи нагретыми солнечным излучением, имели характеристики органических материалов, а не того, что принято считать грязью».

Является ли объект грязным снежком или чем-то иным, для того, чтобы астрономы классифицировали его как комету, он должен отвечать следующим требованиям:

(1) иметь крайне эксцентрическую (в противоположность более или менее круговой) орбиту, которая приносила бы его близко к Солнцу и затем уносила далеко от него;

(2) иметь летучий химический состав, благодаря чему возникают струи газа, большое светящееся облако – «кома» – вокруг замерзшего центрального ядра, а часто и «хвост», состоящий из светящихся частиц, сдуваемых с кометы солнечным ветром (поэтому хвост всегда указывает в противоположном Солнцу направлении, независимо от направления движения кометы);

(3) что касается первого условия – эксцентричности орбиты, новые открытия указывают на растущее число вопиющих исключений из «Правила». Речь идет об объектах, бесспорно являющихся кометами по своему общему виду и летучести, но двигающихся по почти круговым орбитам подобно астероидам (например, шесть комет группы Хильда). И наоборот, как мы видели в Главе 20, многие астероиды вращаются на крайне эксцентрических орбитах, а такие как Дамокл, Ольято и Фаэтон вызывают подозрение «как замаскированные кометы».

Дамокл вращается по вытянутой, высоконаклонной орбите, которая характеризует его как средне-периодическую комету, которая, однако, не подает признаков выброса летучих веществ и кажется совершенно угасшей. Орбита Фаэтона обладает любопытными характеристиками, свойственными кометам. А пребывавший ранее в спячке Ольято в 90-х годах вдруг стал подавать признаки слабого выброса летучих веществ и даже туманного хвоста.

Другим вероятным случаем ошибочной идентификации таких пересекающих или почти пересекающих земную орбиту объектов является Гефест – десятикилометровый астероид типа Аполлон, который растущее число астрономов принимает за «выдохшийся» осколок гигантской кометы. Виктор Клюб и Билл Нэпиер даже утверждают, что многие астероиды из семейства Аполлонов – возможно, даже большинство – являются не чем иным, как ядрами или осколками потерявших летучие вещества комет. Типичен в этом смысле объект 1979VA, «орбита которого подобна орбите короткопериодической кометы с близким к Юпитеру афелием».

Недавние наблюдения за дальними пределами Солнечной системы показали, что и у трансюпите-рового «астероида» Гидальго кометоподобная орбита. В предыдущей главе мы видели, что и на орбиту трансуранового объекта Хирона трудно навесить определенный ярлык. Начавшиеся в середине 90-х годов наблюдения показали, что он «немного газует» и начал высвобождать летучие вещества, что – как знают астрономы – не свойственно ни одному астероиду: «его ледяное ядро 350 километров в поперечнике как бы подсказывало, что это гигантская комета, временно припаркованная на околокруговой, но нестабильной орбите».

Вот почему, говорит профессор Тревор Палмер, все более широкую поддержку получает мнение о том, что астероиды могут быть остатками бывших комет: «Это может быть результатом полной герметизации ледяного ядра изолирующей корой или потери летучего материала, когда остается лишь скальный сердечник».

Предположение о том, что имеющие более 200 километров в поперечнике объекты, вроде Хи-рона и Гидальго, могут быть бывшими кометами из пояса Койпера, постепенно опускающимися по спирали внутрь Солнечной системы, подкрепляется наблюдениями за малыми кометами, проникшими в ее глубину. Астрономы, например, уже соглашаются с тем, что нынешние орбиты– периодических комет Галлея и Свифта-Таттла были порождены как раз таким «снижением по спирали» после того, как они были «несколько миллионов лет припаркованы в поясе Койпера». В конце своих крутоэллиптических траекторий, перед тем как нырнуть обратно к Солнцу, оба объекта сигнализируют о своем происхождении, возвращаясь в этот пояс.

«Периодические» кометы – этот широкий термин характеризует все кометы, находящиеся на орбитах, которые рано или поздно приводят их обратно в небо Земли – подразделяются астрономами на три основные группы: короткопериодические, сред-непериодические и долгопериодические. Коротко– и среднепериодические кометы имеют орбиты от 6 до 200 лет, а долгопериодические – свыше 200 лет – в отдельных случаях до тысяч и даже сотен тысяч лет.

Имея среднепериодическую орбиту в 76 лет, комета Галлея в последний раз прошла около Земли в 1986 году и была интенсивно исследована космическими зондами, запущенными несколькими странами. Это внушительное тело имеет массу около 80 миллиардов тонн и размеры 16 х 10 х 9 километров. Его «картофелеобразное» ядро предельно черного цвета отражает только 4 процента падающего на него солнечного света и медленно вращается вокруг собственной оси за 7,1 дня.

Зафиксированы наблюдения за кометой Галлея на протяжении более 2200 лет. Ее взрывная потеря летучих веществ при каждом приближении к Солнцу должна была усеять ее древний, исхоженный фарватер огромными валками обломков. Земля дважды в год пересекает этот мусор – в мае и в третью неделю октября, и в это время ее небо освещается метеорными потоками Акварид и Орионид, спущенными этой кометой.

Исторические источники и современные наблюдения зафиксировали существование примерно 450 комет, пересекающих земную орбиту. В своем большинстве они являются долгопериодическими и пока еще не вернулись, чтобы угрожать нам или все же промахнуться. Из известных коротко– и среднепери-одических комет, регулярно посещающих нас, около тридцати находятся на орбитах, пересекающих земную, и теоретически могут столкнуться с нашей планетой в какой-то момент в будущем. Одной из них является комета Галлея. Другая – комета Свиф-та-Таттла, родительское тело метеоритного потока Персеид, который Земля пересекает ежегодно в июле-августе. Изучающие траекторию Свифта-Таттла астрономы считают, что эта комета представляет собой серьезную и близкую опасность. Когда она приближается к перигелию (ближайшей к Солнцу точке), то, как показывает компьютерное моделирование, пересечение ею земной орбиты может при определенных обстоятельствах опасно приблизить ее к нам. В частности, считается, что «опасное сближение с Землей может произойти, если комета достигла перигелия в июле предыдущего года».

По этой причине один авторитетный ученый описал комету Свифта-Таттла как «самый опасный единичный объект из известных человечеству». Расчеты показывают, что ее угроза сохранится по крайней мере на протяжении 10—20 тысяч лет, после чего ее орбита, возможно, «деградирует» настолько, что она либо упадет на Солнце, либо будет выброшена из Солнечной системы, если только раньше не столкнется с Землей.

История кометы Свифта-Таттла начинается с первых ее наблюдений в июле 1862 года. В течение следующего месяца, приблизившись на расстояние 50 миллионов миль от Земли, она превратилась в ослепительный призрак на ночном небе с хвостом длиной в 30 градусов, который был ярче самых ярких звезд. На протяжении нескольких недель она спокойно двигалась по небу предсказуемым курсом, который был тщательно отслежен и зафиксирован астрономами по всему свету. В течение последних дней, пока она была видима, она проделала такое, чего никогда до тех пор не проделывала ни одна комета: она изменила направление. Когда комета исчезла из виду, Обсерватория Кейпа (Южная Африка) с удивлением отметила, что ее траектория переместилась примерно на 10 дуговых секунд за время прохождения по небу Земли.

Этот так называемый «эффект Кейпа» предположительно был вызван истечением газа из самой кометы – настолько сильным, что Свифт-Таттл была буквально отброшена в сторону.

Было ли это одноразовое событие или такое случается регулярно? В 1862 году подобные вопросы внесли элемент неопределенности в расчеты вероятной даты возвращения кометы Свифта-Таттла, хотя и считалось, что ее период должен равняться примерно 120 годам. Такой же прогноз был сделан в 1973 году и Брайеном Марсденом – ведущим специалистом Международного астрономического союза по вычислению орбит. После тщательной проверки и пересчета данных 1862 года он пришел к заключению, что комета вернется где-то между 1979 и 1983 годами.

Когда она не вернулась по этому расписанию, Марсден расширил свои расчеты, включив в них исторические наблюдения комет, которые могли бы быть отождествлены с кометой Свифта-Таттла. Он нашел близкие соответствия с наблюдениями 69, 188 и 1737 годов н. э. и на их основе составил новый прогноз, в соответствии с которым комета должна была вернуться в 1992 году и достигнуть перигелия (ближайшей к Солнцу точки) приблизительно 25 ноября указанного года.

Новое предсказание оказалось довольно точным, и возвращение кометы Свифта-Таттла – на траектории, перигелий которой был достигнут 11 декабря 1992 года – первым заметил японский астроном Цусухико Киути 26 сентября 1992 года.

Марсден вернулся к своим компьютерам с уточненной информацией об орбите, чтобы вычислить дату следующего возвращения кометы Свифта-Таттла к перигелию. Он обнаружил, что это случится через 134 года – 11 июля 2126 года. Он, естественно, задался вопросом, не станет ли его прогноз ошибочным из-за рецидива «эффекта Кейпа» или иной орбитальной причуды.

Читатель припомнит, что опасного сближения Земли с кометой Свифта-Таттла следует ожидать, если комета когда-либо достигнет перигелия в «конце июля». В самом деле, именно Марсден сделал первоначальный расчет, легший в основу этого предсказания, еще в 1973 году. Заново рассмотрев проблему в 1992 году, он взялся за вычисление точной даты конца июля 2126 года, когда за прохождением Свифта-Таттла через перигелий последует ее столкновение с Землей. Компьютеры высветили 26 июля 2126 года и показали, что в случае, если комета достигнет перигелия в этот день, тогда она врежется в нашу планету менее чем через три недели – 14 августа 2126 года.

Итак, будущее человечества, похоже, зависит от весьма малого в космическом смысле вопроса о дистанции, которую пройдет Земля по своей орбите за пятнадцать дней между рассчитанной Марсденом датой перигелия кометы Свифта-Таттла – 11 июля и датой «повышенной опасности» – 26 июля. Марс-дену пришлось признать, что он вполне мог упустить какой-либо жизненно важный фактор. Поэтому он распространил циркуляр Международного астрономического союза (№ 5636, октябрь 1992 г.), в котором предостерег: «Периодическая комета Свифта-Таттла при своем следующем возвращении может поразить Землю».

Разразилась буря в средствах массовой информации, обвинивших Марсдена в сенсационности. Вынужденный защищать свою позицию, он объяснил, что своим циркуляром стремился не напугать кого-либо, а заставить профессиональных астрономов обратить особое внимание на комету «на протяжении нескольких последующих лет»:

«Наблюдения в 1862 году показали, что комета Свифта-Таттла вела себя весьма своеобразно, чего я ни разу не видел раньше на протяжении почти 40 лет, что я занимаюсь вычислением орбит… Дело в том, что если комета Свифта-Таттла и не достанет нас в следующий раз, то она будет иметь возможность сделать это в более отдаленном будущем…»

Марсден затратил еще три месяца на новую проверку своих вычислений. В конце 1992 года он выступил с новым заявлением, утверждая, что теперь уверен в первоначально установленной им дате – 11 июля плюс-минус один день и что, следовательно, нет опасности столкновения в 2126 году. «Мы в безопасности в течение следующего тысячелетия», – объявил он и добавил, что в следующий раз комета приблизится в 3044 году.

Астрономы, наблюдавшие за тем, как комета Свифта-Таттла покидает внутреннюю Солнечную систему, отметили повторение эффекта Кейпа в 1993 году: «Комета выбросила вещество, что опять изменило ее курс, хоть и весьма незначительно». Затем она продолжила свой путь с такой скоростью, что к 1998 году ее нельзя уже было разглядеть даже в самые мощные телескопы. В следующий раз ее можно будет увидеть, когда в 2126 году она вернется к перигелию – надеемся, что ближе к 11 июля, чем к 26.

Имея поперечник в 24 километра, комета Свиф-та-Татта будет лететь со скоростью чуть больше 60 километров в секунду. Если, к нашему несчастью, Марсден ошибается и она врежется-таки в Землю, то, как показывают расчеты скорости/массы, энергия удара будет где-то «в пределах от 3 до 6 миллиардов мегатонн». Это будет равнозначно 30—60 столкновениям типа М/К, имевшего место 65 миллионов лет назад.

Произойдет ли столкновение, или подсчитанная Брайеном Марсденом пятнадцатидневная разница окажется достаточной, чтобы наша планета спаслась?

Это никому неведомо. Доктор Кларк Чепмен из Института планетарных наук США говорит: «В настоящее время астрономы не имеют ни малейшего представления о том, насколько сместится орбита кометы из-за воздействия на поверхность кометы разрушительных сил, возрастающих при ее приближении к Солнцу».

Подобные неопределенности характерны для всей области кометных исследований, когда тьма далекого космоса постоянно преподносит большие сюрпризы и большие объекты. Поскольку шансы непредсказуемы, даже школьнику должно быть ясно, что Свифт-Таттл может так никогда и не попасть в Землю и что в то же время уже завтра может материализоваться другая комета, возможно, не появлявшаяся на нашем небе на протяжении тысячелетий, но грозящая нам погибелью как дракон из Откровения ап. Иоанна Богослова «с семью головами и десятью рогами… Хвост его увлек с неба третью часть звезд и поверг их на землю… (12, 3-4)».

Неудивительно поэтому, что на короткое время мир охватила эсхатологическая лихорадка, когда в 1997 году появилась зловещая, очень яркая, длиннохвостая, долгопериодическая комета Хейла-Боп-па, максимально приблизившаяся к Земле в день весеннего равноденствия после того, как оставалась невидимой на протяжении приблизительно 4210 лет. Больше того, если бы комета Хейла-Боп-па попала в нашу планету, а не прошла бы на расстоянии 200 миллионов километров, это действительно стало бы нашим последним днем. Считается, что она, по крайней мере, вдвое больше Свифта-Таттла.

И другие долгопериодические кометы с орбитами в 15, 20 и даже 90 тысяч лет могут теоретически появиться в ночном небе в любой момент и без какого-либо предупреждения. Поскольку их прежние появления не зафиксированы в каких-либо исторических документах, мы не в состоянии предсказать время их возвращения. То же самое можно сказать и о долгопериодических кометах, которые посещали нас в исторические или околоисторические времена, вроде Хейла-Боппа, побывавшей поблизости от нас в 2210 году до н. э., и о которых нет никаких документальных записей.

Такие кометы, считают Филип Добер и Ричард Мюллер, «могут обращаться вокруг Солнца как в противоположном Земле, так и в одном с ней направлении». «Их потенциальные импактные скорости даже превышают скорости короткопериодичес-ких снарядов. Их обычно огромные размеры – от 4 километров и больше – делают их еще более опасными. Эти пересекающие земную орбиту кометы становятся видимыми, когда от жара Солнца начинает испаряться их давно замерзший лед… Примерно год они набирают ускорение прежде, чем обогнуть Солнце или – что бывает редко – столкнуться с какой-либо планетой. Около половины всех долгопериодических комет действительно пересекает орбиту Земли… Если нам особенно не повезет, то новая комета на пересекающемся с Землей курсе будет обнаружена лишь за два месяца до фатального столкновения».

Дэвид Моррисон из Исследовательского центра НАСА им. Эймса указывает, что современная технология «не позволяет различить туманный объект (будь то комета или астероид) на плотном звездном фоне Млечного Пути». Он предостерегает о вероятности того, что какая-нибудь комета «подкрадется» к Земле и будет обнаружена лишь за несколько недель до столкновения. Необходимо постоянное наблюдение для обнаружения долгопериодических комет, но, даже проводя его, мы не можем быть уверены в успехе.

Кометы, похоже, переживают эволюционный процесс, а долгопериодические постепенно меняют свои орбиты, «вступая в гравитационное взаимодействие с крупными планетами» и становясь средне-периодическими и в конечном итоге короткоперио-дическими кометами со все более укороченными орбитами – настолько укороченными, что со временем они либо падают на Солнце, либо попадают в гравитационный плен какой-либо планеты. Примером может служить пересекающая земную орбиту комета Энке, имеющая самую короткую из всех известных комет орбиту – всего лишь три с третью года и все реже соблюдающая время появления на нашем небе. Период ее обращения на орбите стремительно сокращается, и она, как мы сможем увидеть ниже, может быть частью крупного скопления космического мусора, которое в настоящее время все больше грозит опасностью смертельного столкновения.

За последние два столетия были зафиксированы два особо опасных сближения Земли с кометами. В июне 1770 года комета Лекселя пронеслась мимо Земли, разминувшись с ней менее чем на один день, а в 1983 года комета ИРАС-Араки-Алкок пролетела на расстоянии около 5 миллионов километров от нас.

Когда следует ожидать следующего опасного сближения? Классическим справочником по кометам, к которому непременно обращаются все ученые, является «Каталог кометных орбит» Брайена Марсдена. Его издание 1997 года перечисляет все 1548 комет, по которым имеются достаточные данные для вычисления их орбит: по 91 из них до нас дошли крайне скудные сведения, касающиеся периода до XVII века, а по остальным «в соответствии с их прохождениями за три последние столетия».

Иными словами, все научное знание о кометах ограничивается невероятно скудными сведениями о поведении комет, наблюдавшихся из нашего крошечного уголка вселенной главным образом в три жалких столетия…

Как мы уже говорили, в облаке Оорта и поясе Койпера насчитываются бесчисленные миллиарды комет, а некоторые из них, похоже, «опускаются по спирали» к Солнцу и, следовательно, к внутренним планетам, причем многие из объектов, считавшихся ранее астероидами, являются на деле остатками бывших комет. В определенном смысле не следует больше считать астероиды и кометы четко различающимися объектами. Напротив, они представляются результатом процесса иерархического, т. е. последовательного распада, в ходе которого гигантские кометы из внешней части Солнечной системы по очень долгим орбитам мигрируют во внутреннюю часть Солнечной системы, распадаясь по пути на множество меньших, короткопериодических комет, которые в свою очередь либо сталкиваются с планетами (химические анализы показывают, что импактор М/К был активной кометой), либо ухитряются избежать этого. Выжившие кометы будут устраивать с каждым разом все менее впечатляющие фейерверки из пыли, метеоритных тел и более крупных осколков на протяжении нескольких тысячелетий, пока со временем не лишатся полностью летучих веществ и не станут угасшими, т. е. пока кометы не приобретут астероидной формы. Они не теряют своей тенденции к раздроблению и столкновению с планетами и продолжают пересекать орбиты последних, словно играют в опасную игру вроде «русской рулетки».

Как мы видели, лишь с середины 90-х годов идея о развале «гигантских комет», которую настойчиво проводили Виктор Кчюб и Билл Нэпиер еще двадцать с лишним лет назад, начала завоевывать всеобщее признание среди астрономов. Это произошло после открытия огромных комет типа Хирон и Гидальго, а также объектов пояса Койпера. Больше того, изучение исторических анналов позволило заключить, что гигантские кометы не всегда распадаются во внешней части Солнечной системы, а порой выживают, более или менее невредимыми приближаясь к внутренним планетам. Примером может послужить комета Сарабат, которая в 1729 году почти достигла Юпитера. Из ряда астрономических отчетов того времени известно, что эта комета была необычайно яркой – «в действительности самой яркой из наблюдавшихся в последние столетия», как отмечает Дункан Стал, «ибо только очень большой объект мог показаться столь ярким на столь далеком расстоянии». Стал уточняет:

«По самым скромным оценкам она имела около 190 километров в поперечнике, хотя на самом деле ее размер мог дойти и до 300 километров… Несомненно, что на протяжении геологического времени появлялось много подобных комет на пересекающихся с Землей орбитах».

Билл Нэпиер добавляет к этому, что двухсоткилометровые объекты с хаотическими орбитами по природе своей нестабильны: «Даже небольшого столкновения достаточно, чтобы развернуть комету по направлению к Земле, и кто знает, что она может натворить?» Такая непредсказуемость, естественно, усиливается тем очевидным обстоятельством, что многие кометы могут быть подвержены «эффектам Кейпа», вызванным выбросом летучих веществ.

В случае кометы Галлея космический зонд «Джотто» сделал точную оценку мощности газовых струй. Они «имеют мощность около 5 миллионов фунтов, или примерно такую же, какую развивают все двигатели космического корабля при его отрыве на старте. И такие струи продолжают бить час за часом, день за днем».