Распад комет на отдельные фрагменты, каждый из которых также «обзаводился» собственным хвостом, неоднократно наблюдали уже астрономы прошлого. С другими объектами небесной сферы ничего подобного никогда не происходило, и это, несомненно, укрепляло ореол таинственности, с давних пор окружавший «хвостатые звезды». Одно время даже считалось, что внутри кометной атмосферы (комы) отсутствуют крупные твердые тела, а ядра комет представляют собой огромные рои мелких ледяных частиц, беспрепятственно «делящиеся» на части.


    Даже на лучших снимках наземных обсерваторий в центре комы видно лишь небольшое туманное пятно, не позволяющее различить само ядро. Увидеть кометные ядра с близкого расстояния астрономы смогли только с появлением космических аппаратов. К тому времени кометы уже потеряли былую славу небесных предвестников земных неприятностей. По форме их ядра почти не отличаются от небольших астероидов, хотя принято считать, что их происхождение различно. С другой стороны, часть астероидов (около 6%) составляют так называемые «вымершие кометы», и вообще, граница между этими классами объектов в последнее время все больше размывается. Однозначно к кометным ядрам относят тела, не менее чем на 80% состоящие из водяного льда. Другие отличительные признаки комет - сильно вытянутые орбиты, наличие комы и хвоста (впрочем, последний присутствует не всегда).

ГИБЕЛЬ КОМЕТ

 
    С приближением к Солнцу ядра комет разогреваются, становятся активными и начинают выбрасывать огромные массы летучих веществ - водяного пара, углекислого и других газов, а также мелкие и крупные пылинки. Многие кометы, подходя к перигелию (ближайшей к Солнцу точке орбиты), часто оказываются внутри орбиты Земли, а некоторые настолько приближаются к светилу, что от его жара полностью испаряются. Орбиты короткопериодических комет - с периодами обращения менее 200 лет - в наибольшем удалении от Солнца (в афелии) уходят за орбиту Нептуна. Большая группа «хвостатых звезд» связана с Юпитером, который своей гравитацией иногда значительно изменяет их орбиты.

Обработанный снимок кометы Галлея с усиленной резкостью затуманенного ядра, наложенный на первичное изображение выбрасываемых им газовых струй. Снимок сделан аппаратом «Вега-2» 9 марта 1986 г. с расстояния 8200 км. Длина ядра по большой оси - около 15 км.

ГИБЕЛЬ КОМЕТ

    На данный момент ученым удалось «увидеть вблизи» 5 кометных ядер. Первой в этом списке стала знаменитая комета Галлея (1Р/Наllеу), с которой в марте 1986 г. сблизились советские межпланетные станции «Вега-1», «Вега-2» и европейский зонд Giotto. Комета, совершающая один оборот вокруг Солнца за 76 лет, движется по орбите в направлении, противоположном движению планет, поэтому относительная скорость пролетов была очень высокой - около 75 км/с. Любая частица пыли представляла для аппаратов большую опасность. Но предусмотренная их конструкцией защита позволила им пересечь пылевую оболочку, окружающую ядро, и пройти от него на расстоянии от нескольких тысяч до нескольких сот километров, осуществив фотосъемку и выполнив подробные исследования выбрасываемых кометой пыли и газа, а также окружающей ее плазмы. Размеры ядра оказались значительно больше, чем ожидали; в его составе, как и предсказывалось, обнаружили водяной лед с небольшими примесями других летучих и минеральных веществ. С расстояния около 8 тыс. км аппараты «Вега» передали изображения, на которых видны газовые струи, вырывающиеся с освещенной и нагретой Солнцем части поверхности ядра.

Вид ядра кометы с другой стороны (снимок аппарата Giotto). Недостаточная четкость изображений объясняется условиями пролетов, вынудившими рабочие группы миссий идти на компромисс между качеством снимков и вероятной потерей аппаратов при тесном сближении с ядром.

ГИБЕЛЬ КОМЕТ

    Ядро кометы представляет собой ледяную глыбу неправильной формы, покрытую очень темной твердой коркой. Длина его большой оси - около 15 км, малых - 7-8 км; один оборот вокруг короткой оси оно совершает за 53 часа. Масса ядра близка к 6х10¹⁴ кг. Его поверхность почти черная (альбедо около 4% - темнее асфальта). Температура поверхности на расстоянии 0,8 а.е. от Солнца близка к 360 К (85°С). Казалось бы, это противоречит тому факту, что комета состоит в основном изо льда. Однако темный верхний слой на самом деле представляет собой своеобразную теплоизолирующую корку, укрывающую твердый или крупчатый лед. Там, где она тоньше (или разрушена), тепло проникает в глубину и ледяные недра начинают испаряться, производя наблюдаемые на снимках газовые струи. Помимо водяного пара, в этих струях содержатся и другие газы, а также пыль. В эпохи максимальной активности (на ближайшем к Солнцу участке орбиты) ядро ежесекундно теряет около 45 тонн газообразных веществ и 5-8 тонн пыли. Запасов вещества комете Галлея хватит ориентировочно на сто тысяч лет, после чего она пополнит ряды «вымерших» комет. Возможно, перед этим произойдет разделение ее ядра на несколько частей.


    В течение последних десятилетий, наряду с развитием космической техники, продолжалось совершенствование наземных астрономических инструментов, позволившее проводить наблюдения объектов и редких небесных явлений, которые сравнительно недавно были крайне затруднительными или вообще невозможными.
    В начале 1993 г. была открыта странная комета, получившая название «комета Шумейкер-Леви 9» - по именам открывших ее астрономов Дэвида Леви и супругов Кэролайн и Юджина Шумейкеров (далее для нее будет использоваться сокращенное обозначение SL-9). Комета, по их выражению, выглядела «раздавленной»: более 20 отдельных крупных кометных тел вытянулись цепочкой вблизи орбиты Юпитера. В данном случае причина «кометной катастрофы» была очевидной - разрушение произошло во время тесного сближения с наиболее массивной планетой Солнечной системы, состоявшегося в июле 1992 г., под действием ее мощных приливных сил. Строго говоря, благодаря этому комета и стала видимой. Перед распадом она, скорее всего, принадлежала к одной из групп «троянских» астероидов, расположенных на юпитерианской орбите примерно в 60° впереди и сзади по ходу орбитального движения планеты. Сложно сказать, что привело ее в окрестности газового гиганта. Но то, что стало несчастьем для кометы, оказалось большой удачей для астрономов: после расчета дальнейшего пути кометных обломков стало ясно, что в период с 15 по 22 июля 1994 г. они врежутся в Юпитер со скоростью 64 км/с, предоставив ученым первую в истории возможность наблюдать «космическое столкновение». Удар пришелся на южное юпитерианское полушарие и сопровождался выделением гигантского количества энергии (при падении крупнейшего фрагмента G, согласно последующим оценкам, выделилось 2,5*10²² Дж - это примерно равно суммарной мощности 250 млн ядерных бомб, сброшенных на Хиросиму).

Комета SL-9, распавшаяся в 1992 г. на 21 обломок после прохождения вблизи Юпитера. Кометные тела растянулись цепочкой на 200 тыс. км. а в июле 1994 г. они поочередно столкнулись с планетой-гигантом.

ГИБЕЛЬ КОМЕТ

    Огромная кинетическая энергия тела, движущегося с космическими скоростями, при торможении в атмосфере превращается в тепло. Продукты мгновенного испарения как самого тела, так и тормозящей среды создают гигантские взрывные давления. Предполагалось, что столкновения вызовут появление еще одного Большого Красного Пятна или чего-то похожего. Основные надежды возлагались на орбитальный телескоп Hubble, на котором к тому времени установили корректирующую оптику. Условия наблюдений были неблагоприятными для наземных обсерваторий - падение должно было произойти на ночной (не видимой с Земли) стороне планеты, которую мог наблюдать только приближавшийся тогда к Юпитеру аппарат Galileo, но он находился еще слишком далеко - в 238 млн км от цели... С другой стороны, быстрое вращение газового гиганта позволяло надеяться, что на появляющихся из-за лимба районах падения какие-то следы все же будут видны. Так оно и случилось.

Изображение Юпитера в спектральной линии 2,3 мкм (ближний инфракрасный диапазон), полученное компьютерным синтезом 5 отдельных снимков, сделанных инструментами Паломарской обсерватории (Калифорния, США) 23 и 24 июля 1994 г., показывает планету такой, какой она бы выглядела для наблюдателя, находящегося над точкой с координатами 45° ю.ш., 60° з.д. Хорошо заметны «шрамы», оставшиеся после падения обломков кометы Шумейкер-Леви 9. Наиболее масштабные атмосферные возмущения произвели фрагменты Е, Н, Q и G (слева направо). Пятно меньшего размера между двумя средними «следами» - результат падения на Юпитер фрагмента R, которое паломарским астрономам удалось пронаблюдать непосредственно. Полярная дымка, «укрывающая» окрестности южного полюса, выглядит почти такой же яркой, как и следы ударов, потому что образующие ее частицы находятся высоко над непрозрачным на этой длине волны слоем газообразного метана, делающим невидимыми более низкие слои облаков. Сравнительно слабая крупная деталь на 20-м градусе южной широты вблизи левого (западного) лимба планеты - знаменитое Большое Красное Пятно.

ГИБЕЛЬ КОМЕТ

    На снимках, сделанных в инфракрасных лучах, свечение разогретых до температуры 24 000 К газов «затмевало» всю планету. Диаметр кольца вокруг центра взрыва фрагмента G превысил размеры земного шара (фрагмент вошел в атмосферу с юга, под углом 45°). Другие обломки кометы также оставили цепь подобных следов меньших размеров в облачной атмосфере Юпитера. Судя по всему, взрывы происходили в достаточно глубоких атмосферных слоях. Их «продукты» примерно через 20 минут образовали выброс в виде полусферы высотой 3000 км, видимый как выступ над лимбом планеты.

Темные следы падения фрагментов кометы SL-9 на облачном покрове Юпитера. Снимок телескопа Hubble (США).

ГИБЕЛЬ КОМЕТ

    Спектроскопия обнаружила присутствие в составе продуктов взрывов большого количества серосодержащих соединений (дисульфида углерода CS₂ и других). В «обычных» условиях сера на Юпитере не наблюдается. Научные статьи о столкновении кометы SL-9 с крупнейшей планетой останутся уникальным материалом надолго - возможно, даже на века. Это событие стало одной из причин активизации работ по проблеме опасности столкновения астероидов с Землей.

---