43 г. до н. э. - на этот раз появление кометы связали с убийством Юлия Цезаря. Римские граждане, по свидетельству Светония, наблюдая в июле 44 г. до н. э. в течение семи ночей «хвостатую звезду», верили, что это дух убитого незадолго до того Цезаря соединяется с богами на небесах.
70 г. - появление кометы ассоциировали с падением Иерусалима. Плиний Старший писал, что на нее с трудом можно было смотреть, так как в комете замечено «изображение Божие в человеческом виде». За четыре года до этого события была замечена еще одна комета, но на нее как на предвестницу падения Иерусалима не обратили внимания.
451 г. - варвары вторглись на территорию будущей Франции. Римляне, во главе которых стоял талантливый полководец Аэций, нанесли захватчикам сокрушительный удар в битве при Марне. Но сами римские солдаты приписали победу не столько своему военачальнику, своим силе и мужеству, сколько комете, появившейся в это время на небосклоне.
1066 г. - вторжение норманнов в Южную Англию совпало с появлением на небе кометы Галлея. Состоялась знаменитая битва при Гастингсе, в которой войска нормандского герцога Вильгельма разбили английскую армию. Супруга Вильгельма королева Матильда Фландрская в честь этой победы выткала гобелен, состоящий из многочисленных эпизодов, в том числе с появлением кометы, считавшейся знамением исхода битвы. Подобное же совпадение произошло в 1453 г., когда пал Константинополь.
В средние века кометам стали уделять еще больше внимания. Они по-прежнему внушали ужас. Врачи же усматривали в кометах предвестниц болезней и эпидемий. Ученые и писатели не уставали повторять, что кометы всегда приносят несчастья. А вот флорентийский живописец Джотто представил комету как символ счастливого события. На одной из фресок в капелле города Падуи (1304–1306) он изобразил ее в виде Вифлеемской звезды над библейским хлевом с яслями. Это была комета Галлея, перекочевавшая с неба в сцену Рождества благодаря художнику Джотто ди Бондоне.
В 1577 г. появилась такая яркая комета, что она была видна даже сквозь облака. Датский астроном Тихо Браге (1546–1601), наблюдавший эту комету, утверждал, что она путешествует в пространстве далеко за Луной. Это полностью опровергало пугливые теории Аристотеля и его последователей, считавших кометы опасным погодным явлением. Так родилась новая наука - космология.
Знаменитый французский популяризатор астрономии Камилл Фламмарион иронично заметил, что комета, появившаяся в 1680 г., «произвела впечатление даже на кур». В своей «Истории неба» он опубликовал старинный рисунок куриного яйца с изображением кометы: «4 декабря 1680 г. курица снесла яйцо, на котором увидели фигуру кометы и около нее другие знаки».
Но даже сегодня ученые связывают с полетом комет возможность космических катастроф. Подобное, вероятно, произошло 65 млн лет назад. На полуострове Юкатан обнаружен кратер диаметром 180 км. Взрыв поднял огромные столбы пыли почти со всей поверхности планеты, что повлекло за собой глобальное изменение климата. Согласно гипотезе американского физика Луиса Альвареса, именно это явление вызвало быстрое вымирание динозавров.
Оставили заметный след «вестницы небес» и в отечественной истории. По поводу кометы Галлея 1066 г. русский летописец Нестор пишет: «В си же времена бысть знамение на западе, звезда превелика, луче имуща аки кровавы, восходяща с вечера по заходе солнечнем и пре-бысть за 7 дней; се же проявляша не на добро: посем бо быша усобице много и нашествие поганых (половцев) на Русьскую землю, си бо звезда бе аки кровава, прояв-ляющи кровипролитие».
В Украине народное поверье говорило о падающих звездах - метеорах, как о ведьмах, которые каждую ночь уносят с неба звезды, складывая их в кувшины.
«Допустим, эти предрассудки остались в прошлом, но ведь существует опасность столкновения кометы с Землей! - скажет просвещенный читатель, знакомый с современной картиной мира. - Какие же будут последствия?» Да, действительно, такое событие может стать печальной реальностью. Столкновение подобной кометы с Землей привело бы к катастрофическим последствиям не только для цивилизации, но и для жизни в целом.
Испепеляющий взрыв, ударная волна, несколько раз обогнувшая земной шар, в стратосферу выносятся миллиарды тонн пыли и мельчайших частиц кометного и земного вещества. Черное облако расползается по всему небосводу, затмевая солнечный свет на многие годы. Растения перестают расти, и наступившие холод и голод приводят к гибели многих видов жизни на Земле. Подобная картина апокалипсиса напоминает описание «ядерной зимы».
Для создания эффективной системы предупреждения таких столкновений следует вести непрерывные наблюдения за небесными посланниками. Но кометы несут большую опасность, так как они становятся видимыми лишь в непосредственной близости от Земли при движении с далеких окраин Солнечной системы. Если какая-нибудь из комет «возьмет курс» на столкновение с Землей, мы узнаем об этом лишь за несколько месяцев до катастрофы. По-видимому, тогда уже будет поздно что-либо предпринимать. Хотя вероятность такого события мала, порядка 2-1018 в течение года, тем не менее такое возможно. Найджел Колдер в книге «Комета надвигается!» великолепно направил сознание людей на созидательную миссию: «Земля в своей материнской мудрости породила нас, чтобы мы пораскинули мозгами и спасли все живущее от судьбы динозавров».
КОМЕТА ШУМЕЙКЕРА - ЛЕВИ
Может ли неизвестная нам комета застать врасплох землян? Нет, это абсолютно исключено. Не только астрономы-профессионалы, но и тысячи любителей нацеливают свои телескопы, подзорные трубы, другую дальнобойную оптику в небесные дали. Они осматривают подробнейшим образом небо в поисках новой или хорошо забытой старой кометы. Что ими движет? Очень часто не только научный интерес, но и честолюбие, желание внести свое имя в каталог небесных объектов, как это произошло с 19-летним японским юношей Каору Икейя, который открыл свою первую комету в 1963 г. А спустя два года весь мир наблюдал знаменитую яркую комету Икейя - Секи-1965, открытую им совместно с приятелем, преподавателем музыки Дутому Секи.
Информация со всего мира о реальных и мнимых небесных «новичках» направляется в международное бюро «Астрограм» в США, где и регистрируется. Специалисты бюро анализируют характер представляемого объекта. К сожалению, ошибочных сообщений поступает больше.
А теперь обратимся к Юпитеру. Эта планета превышает Землю более чем в 11 раз по размерам и в 300 раз по массе, поэтому она в значительной мере влияет на траектории комет, движущихся из космических глубин к ближайшему околосолнечному пространству. Работая как гигантский магнит, за счет массы Юпитер и другие планеты-гиганты искривляют орбиты или притягивают к себе значительную часть опасных «гостей». Так это произошло и с кометой, обнаруженной группой американских ученых - супругами Шумейкер совместно с Леви на 5-метровом телескопе Паломарской обсерватории 24 марта 1993 г. На предыдущем витке комета, пролетая мимо Юпитера, была разорвана приливными силами тяготения более чем на 20 частей. Теперь этот рой осколков был окончательно захвачен и поглощен мощным притяжением гиганта.
Падение каждого фрагмента - это фантастической силы взрыв в плотной атмосфере Юпитера, эквивалентный многим миллионам мегатонн тротила. Такая энергия превышает весь накопленный человечеством ядерный потенциал в тысячи раз. Взрыв кометного тела сопровождается ударной волной, яркой вспышкой, мгновенным разогревом, дроблением и испарением вещества кометы. Раскаленная масса за несколько секунд погружается на сотни километров в глубь атмосферы Юпитера, достигая плотных слоев, где и тормозится. Затем быстро расширяющееся раскаленное облако стремительно поднимается вверх, усиливая и без того весьма мощные атмосферные потоки и вихри на Юпитере. Каждый упавший фрагмент порождает вихревое облако, которое может фиксироваться как пятно на лике планеты.
Комета Шумейкера-Леви 9 создала одно из самых интересных зрелищ, которые люди когда-либо видели. Спустя несколько месяцев после открытия части кометы врезались в планету Юпитер. Столкновение вызвало повреждения, которые видны с Земли. В официальных источниках, где НАСА описывает комету, появилась информация, что это было первое столкновение двух тел Солнечной системы, которое наблюдали ученые. Эффекты воздействия кометы на атмосферу Юпитера были просто впечатляющими и оправдывающие ожидания.
В конце 90-х годов Голливуд выпустил два блокбастера: «Армагеддон» и «Глубокий удар» - на тему крупных объектов, угрожающих Земле. После выпуска этих фильмов Конгресс разрешил НАСА искать больше околоземных объектов (ОЗО), чтобы лучше контролировать те, которые пролетают в опасной близости к нашей планете. Комета, поразившая Юпитер в 1994 году, вызвала опасения столкновения астероидов с Землей.
Первая комета с орбиты Юпитера
Впервые комету заметили в марте 1993 года три ветерана в области открытий космических тел: Дэвид Леви, Юджин и Кэролин Шумейкер. Группа сотрудничала ранее и уже обнаружила несколько других комет, поэтому эту назвали Шумейкер-Леви 9. Мартовский циркуляр Центрального бюро астрономических телеграмм содержал небольшую ссылку на позицию космического тела. Указывалось, что комета расположена на расстоянии около 4° от Юпитера, и движение предполагает ее нахождение в пределах планеты.
Спустя несколько месяцев выяснилось, что комета Шумейкера-Леви вращалась вокруг Юпитера, а не Солнца. Астроном Стив Фентресс предположил, что комета распалась 7 июля 1992 года, когда планета сбила ее на высоте примерно 120 000 км над своей атмосферой. Мнения очень различны, и некоторые считают, что комета прошла на расстоянии 15 000 км. Вероятно, что с момента попадания под сильную гравитацию в 1966 году комета вращалась вокруг планеты на протяжении многих десятилетий.
Дальнейшие орбитальные расчеты показали, что комета на самом деле врезалась в тело планеты в июле 1994 года. Космический корабль Galileo, отправленный на орбиту, все еще находился на пути к планете и не смог бы получить крупный план, когда комета Шумейкера-Леви столкнулась с Юпитером. Однако обсерватории по всему миру обратили туда свое внимание, ожидая впечатляющего шоу. Космический телескоп «Хаббл» также был использован для наблюдения за этой встречей.
Шоу фейерверков
Столкновение кометы Шумейкера-Леви с Юпитером закончились так называемыми фейерверками. С 16 по 22 июля 1994 года в атмосфере разбился 21 отдельный фрагмент кометы, оставив после себя пятна. Хотя все столкновения происходили на стороне Юпитера, обращенной от Земли, они произошли близко к месту, которое вскоре попадало в поле зрения телескопов. Это означало, что астрономы видели места ударов через несколько минут после события.
Яркая поверхность Юпитера была усеяна точками возле места, где комета пробила атмосферу. Астрономы, использующие «Хаббл», были удивлены, увидев в результате столкновения серосодержащие соединения, такие как сероводород, а также аммиак. Через месяц после столкновения участки заметно поблекли, и ученые заявили, что атмосфера Юпитера не потерпела необратимых изменений от последствий ударов. НАСА добавили, что ультрафиолетовые наблюдения «Хаббла» показывают движение очень тонких частиц мусора, которые теперь подвешены высоко в атмосфере Юпитера.
Эффект ряби
Шрамы от ударов исчезли много лет назад. Но одна группа ученых недавно обнаружила изменение окружающей среды Юпитера из-за столкновения с кометой Шумейкера-Леви. Когда «Галилео» (космический корабль) прибыл, были получены изображения с рябью в главном кольце в 1996-м и 2000-х. Кроме того, все кольцо было наклонено в 1994 году примерно на 2 километра после удара.
В почти через два десятилетия после удара, космический аппарат New Horizons, связанный с Плутоном, все еще обнаруживал нарушения в кольце, согласно статье в журнале Science. Исходя из наблюдений Европейской космической обсерватории Гершеля, вода от воздействия кометы находилась в атмосфере Юпитера даже в 2013 году.
Изменения в политике
Политические эффекты также проявились в течение десятилетий после обнаружения кометы. Например, политики пытались выяснить, сколько больших внеземных объектов остаются незаметными у Земли. Конгресс поручил НАСА найти по меньшей мере 90 % астероидов около планеты диаметром 0,62 мили (1 километр). По состоянию на 2011 год НАСА обнаружило более 90 % крупнейших астероидов, сообщает агентство. Исследование, проведенное с использованием широкополосного инфракрасного зонда, позволило предположить, что возле нашей планеты меньше скрывающихся астероидов, чем считалось ранее. Однако большинство астероидов среднего размера еще предстоит обнаружить.
> > Шумейкеров-Леви 9
D/1993 F2 (Шумейкеров - Леви) – короткопериодическая комета Солнечной системы: описание, характеристика, фото, столкновение с Юпитером, исследование, название.
Комета Шумейкера-Леви 9 стала одним из наиболее впечатляющих зрелищ. Через несколько месяцев после обнаружения ее осколки врезались в Юпитер. Это привело к формированию шрамов, наблюдаемых с Земли.
1994 год можно считать временем паники, так как после падения кометы многие люди начали беспокоиться о собственной безопасности. Тем более, что в 1990-х появляются фильмы «Армагеддон» и «Глубокий удар», которые только подлили масла в огонь.
После их выхода НАСА начали создавать проекты по отслеживанию движения космических камней и обеспечению защиты.
Обнаружение кометы Шумейкеров - Леви
Впервые комету Шумейкеров-Леви 9 зафиксировали в мае 1993 года. Это сделали Юджин и Кэролин Шумейкеры и Дэвид Леви. Группа сотрудничала, поэтому объект назвали в их честь. Обзор ее орбитального пути показал, что она отдалена на 4 градуса от Юпитера и может подойти еще ближе. На фото Юпитера можно рассмотреть следы падения кометы Шумейкеров-Леви 9.
Через несколько месяцев стало ясно, что эта комета выполняет обороты не вокруг Солнца, а вокруг Юпитера. Стив Фентресс предположил, что она распалась в 1992 году на удаленности в 120000 км. Полагают, что она вращалась вокруг планеты десятилетиями и попала в гравитационное сближение в 1966 году.
Дальнейшие расчеты показали, что комета должна столкнуться с Юпитером в 1994 году. Корабль Галилео направлялся туда, но он бы не успел подлететь вовремя. Все земные телескопы и Хаббл обратили свои объективы в одну точку, чтобы запечатлеть событие.
Удивительный фейерверк и комета Шумейкеров - Леви
16-22 июля в атмосфере сгорели 21 отдельных куска кометы, оставив темные пятна. Все удары пришлись на сторону, повернутую к Земле. Они располагались ближе к утреннему терминатору, поэтому мы видели удары через несколько минут после их фактического столкновения.
Анализ показал не только темные дыры, но и присутствие сероводорода с аммиаком. Спустя месяц «раны» стали затягиваться. Об этом свидетельствовало и УФ-наблюдение, показывающее, как перемещаются мелкие пылевые частички.
Эффекты пульсации в комете Шумейкеров - Леви
Шрамы от падения кометы Шумейкера-Леви 9 испарились уже много лет назад, но не так давно ученые заметили изменения в окружающей среде планеты, вызванные ударами. Аппарат Галилео отметил рябь в главном кольце Юпитера в 1996 и 2000 годах. Кроме того, после столкновения кольцо наклонилось на 2 км.
В 2011 году Новые Горизонты все еще фиксировал нарушения в кольце. А значит следы от ударов в кольцах можно запечатлеть спустя десятилетия. Это также повлияло и на обеспокоенность людей. В 1998 году создали программы, отслеживающие астероиды. К 2020-му году НАСА должны выявить 90% объектов с протяжностью больше 140 м (несут угрозу).
На сегодняшний момент найдено 19500 околоземных астероидов, но пока не заметили объектов, угрожающих жизни.
|
Астрономы-любители, осуществлявшие видеосъёмку Юпитера и его спутника, зафиксировали падение на газовый гигант астероида . Юпитер, самая большая и самая массивная планета в Солнечной системе, хорошо знаком с такими . Гравитационное поле Юпитера настолько сильно, что оно служит своего рода защитным щитом Солнечной системы: любой астероид или комета, подбирающиеся слишком близко, разрываются на куски и затягиваются неумолимой плотной атмосферой на невероятно высоких скоростях. Новое событие было замечено двумя астрономами-любителями из Австрии и Ирландии, которые обнаружили подозрительные вспышки на Юпитере примерно в одно и то же время. Точно непонятно, каким именно телом была вызвана эта вспышка - астероидом или кометой. Если бы лишь один наблюдатель сообщил о такой вспышке, можно было бы списать это не на физическое воздействие, а на сбой в камере наблюдения или оптические аберрации в объективе телескопа. Однако так как об явлении сообщили два астронома, велика вероятность, что причиной явления было именно физическое воздействие.
Произошло столкновение 17 марта 2016 года, и эти кадры были получены Герритом Кернбауэром (Gerrit Kernbauer), наблюдавшим за небом из Мёдлинга (Австрия). Правда, посмотрел отснятое видео он лишь спустя 10 дней после съёмки и только тогда понял, что заснял необычное явление. Примерно в это же время житель Дублина Джон МакКеон (John Mckeon) также сообщил, что наблюдал яркую вспышку на Юпитере.
Видеосъёмка Юпитера не является редкой астрономической техникой. Как правило, отдельные кадры таких съёмок обрабатываются специальным программным обеспечением для получения окончательного изображения с высоким разрешением, что позволяет удалить атмосферные эффекты и размытие. Но очень редко такие ролики фиксируют действительно значимое событие. Из-за столь яркой вспышки может сложиться впечатление, что Юпитер был поражён каким-то крупным объектом. Но, по мнению специалистов, размер астероида не превышал нескольких десятков метров в ширину. Так как гравитационное поле Юпитера гораздо мощнее, чем поле Земли, объекты попадают в его атмосферу со скоростью в пять раз большей. Больше скорости - больше энергии, так что "удар" об атмосферу Юпитера будет в 25 раз сильнее, чем в случае с Землёй, и, соответственно, будет выпущено в 25 раз больше энергии. Именно поэтому вспышка получается настолько яркой. Снимок Юпитера и его спутника. Такого рода события особенно важны для планетологов, стремящихся понять, как часто планеты подвергаются ударам астероидов и комет. Некоторые теории предполагают, что Юпитер может служить в некотором смысле : его гравитационное поле перетягивает . К слову, в последние годы астрономам посчастливилось наблюдать ещё несколько столкновений такого рода. Подобные события были зафиксированы астрономом-любителем из Австралии Энтони Уэсли (Anthony Wesley) и 2010-м годах (в последнем случае явление также было подтверждено филиппинским любителем Кристофером Го (Christopher Go). Но самое масштабное событие было запечатлено в 1994 году с помощью телескопа "Хаббл" - тогда комета Шумейкеров-Леви 9 какое-то время противилась силе притяжения Юпитера, но в результате была разорвана на огромные глыбы льда. Вызвало необычайный интерес широкой общественности в связи с разнообразием проблем, связанных с этим явлением. Традиционные научные проблемы - это, во-первых, новое о самой комете, например о химическом составе ее ядра, особенностях пылевой компоненты, вспышечной активности и т. д.; во-вторых, это уникальная возможность прямого изучения химического состава поверхностных слоев Юпитера. Здесь были получены неожиданные результаты: наблюдатели зарегистрировали сильное излучение линий металлов, которых никак не предполагалось найти в поверхностных слоях Юпитера в таком количестве; также было обнаружено значительное количество серы как в виде самой молекулы S 2 , так и в виде других серосодержащих молекул. Третья научная проблема - это исследование эффектов, связанных непосредственно со взрывами при падении осколков на Юпитер. К ним относятся энерговыделение самих взрывов, распространение , а также исследование фотохимических реакций, протекающих в процессе взрыва и распространения ударной волны. Ученые зарегистрировали многократное превышение концентрации ряда веществ в местах падения осколков кометы по сравнению с тем, что ожидалось найти в поверхностных слоях Юпитера, например серы, окиси углерода СО, а также молекул CS 2 и CS. В каждом месте падения самых крупных кометных осколков ученые обнаружили 100 млн т окиси углерода, 3 млн т сульфида углерода CS 2 и 300 тысяч т моносульфида углерода CS, что во много тысяч раз больше нормального содержания этих веществ в атмосфере Юпитера. Существует, однако, специфический аспект рассматриваемого явления, который вызывает интерес широкой общественности: защита Земли от объектов, приходящих из космоса. Наиболее вероятно столкновение с Землей таких космических тел, как и кометы, сближающиеся с Землей. Подобные столкновения могут привести как к локальным разрушениям, так и к глобальной катастрофе: разрушение атомных станций, нефтепроводов, складов боеприпасов и других объектов энерговооруженности государств. Наиболее опасны для Земли астероиды диаметром 10-100 м, количество которых по имеющимся оценкам достигает сотен тысяч в околоземном пространстве. Астероиды диаметром 10 м падают на Землю примерно 1 раз в 4 года. Для астероидов диаметром около 100 м прогнозируется одно столкновение примерно за 9000 лет. Наконец для астероида диаметром в 1 км одно столкновение с Землей может произойти за 50 000 лет. Разумеется, такое столкновение может вызвать гибель всей цивилизации. Хотя вероятность падения астероидов на Землю мала, вероятность риска гибели отдельного человека в результате такого столкновения сравнима с вероятностью гибели в авиакатастрофе или в результате аварии на атомной электростанции. Проблема совместной защиты Земли государствами с различными политическими устройствами от астероидов и комет, сближающихся с Землей, весьма актуальна и требует долговременных совместных усилий многих стран мира в области фундаментальных астрономических, экологических, ракетно-космических и международно-правовых исследований. Цель данной статьи - показать, что дало наблюдение столкновения кометы Шумейкеров-Леви 9 с Юпитером для астрономической науки, какие возникли в связи с этим новые идеи и новые направления в самых различных и на первый взгляд далеких друг от друга разделах астрономии. 2. Расщепление кометных ядерКак часто происходит расщепление комет на отдельные осколки? Комета, привлекшая внимание ученых к этому явлению, была открыта 25 марта 1993 года астрономами Эжени и Каролин Шумейкерами и Давидом Леви. Они первыми установили ее необычную структуру: 21 кометный фрагмент образовали строгую линейную цепь (кометный поезд ). Ранее, в 1982 году американский ученый З. Секанина, проанализировав все кометные явления за период времени с 1846 по 1976 годы, выделил 21 случай, которые он интерпретировал как расщепление комет. Более детальный анализ современных наблюдений, представляющих ПЗС-изображения (то есть изображения, полученные с помощью панорамного фотоэлектрического приемника) 49 реальных комет, выполнен Я. Ченом и Д. Джевиттом. Они обнаружили три случая настоящего развала комет, и сделали следующие выводы: 1) вероятность кометного расщепления можно оценить как одно событие за 100 лет, причем эта вероятность слабо зависит от гелиоцентрического расстояния; 2) расщеплению подвержены как долгопериодические (с периодом обращения P > 200 лет), так и короткопериодические (P 3) вероятность расщепления не зависит от положения кометы до или после перигелия (кратчайшего расстояния до Солнца); 4) хотя сам факт расщепления и кажется обусловленным сближением с Солнцем, тем не менее известны случаи расщепления и на больших гелиоцентрических расстояниях вплоть до 9 а.е., например комета Виртанена (1954 год). На рис. 1 представлены три известных случая расщепления в виде картины распределения поверхностной яркости (ПЗС-изображение) объекта. 3. Как часто возникает кометный поездКогда мы говорим о явлении расщепления или развала, то интуитивно подразумеваем распад на два или, в крайнем случае, на несколько осколков. Но комета Шумейкеров-Леви 9 предстала перед нами в виде непрерывной цепочки, состоящей из 21 осколка (некоторые ученые считают, что их было 25). Насколько часты в природе такие случаи? Сразу же после открытия кометного поезда , связанного с кометой Шумейкеров-Леви 9, американские ученые Х. Мелош из Лунно-планетной лаборатории Аризонского университета и П. Шенк из Лунно-планетного института Хьюстона обратили внимание на существование цепочек кратеров на спутниках Юпитера Ганимед и Каллисто (см. рис. 2 и 3). Все цепочки на поверхности Каллисто и Ганимеда идеально сохраняют свою линейность. Мелош и Шенк исследовали морфологию кратерных цепей и пришли к выводу, что все они могли бы образоваться в случае падения кометных цепочек типа Шумейкеров-Леви 9. Если считать, что цепочки кратеров образовались в предшествующий период времени также в результате падения комет, разрушенных гравитационным возмущением со стороны Юпитера, то можно сделать оценку масс кометных фрагментов для каждой цепочки кратеров. Рисунок 4 показывает, какие массы должны были бы иметь фрагменты предполагаемой кометы для создания цепи кратеров, наблюдаемых на Каллисто и Ганимеде. Интересен рис. 5, показывающий, какая цепочка кратеров возникла бы на Каллисто или Ганимеде, если бы на поверхности этих спутников попал кометный поезд, содержащий точно такие же осколки, как и комета Шумейкеров-Леви 9. Если такая схема происхождения линейных цепей кратеров на спутниках Юпитера справедлива, то можно оценить вероятность явления, подобного гравитационному развалу кометы Шумейкеров-Леви 9. Мелош, Шенк и их соавторы подсчитали, что события, подобные развалу кометы Шумейкеров-Леви 9, должны происходить один раз в 200-400 лет. 4. Приливные разрушения небесных телКак происходит разрушение небесных тел при со стороны массивных небесных объектов, таких, как например, планеты? Современная теория дает следующее выражение для силы давления внутри однородного макроскопического тела в результате приливного взаимодействия со стороны массивной планеты:
где M п - масса планеты, ρ к и r к - плотность и радиус кометы соответственно, R - расстояние до центра планеты, G - . Такая зависимость от размера подвергающегося разрушению тела в случае его движения по замкнутой орбите не может вызвать гравитационный развал на значительное количество осколков. Действительно, если комета распалась на два примерно равных осколка, давление за счет гравитационного воздействия уменьшится в четыре раза и дальнейшего распада ядра кометы не произойдет. Сценарий разрушения зависит от соотношения между скоростями механического F м и приливного F t разрушений. Если скорость механического разрушения F м значительно больше, чем приливного F t , то комета будет разрушаться непрерывно на большое количество мелких частиц. Именно такой случай легко реализуется для ядра кометы с однородным химическим составом. Шведский ученый В. Вейбулл в 1939 году развил теорию разрушения неоднородного тела, содержащего некоторое количество активных ядер, подвергающихся наиболее быстрому разрушению. Если n - концентрация таких ядер, то число возникающих в результате разрушения фрагментов N где m - константа, зависящая от природы вещества, из которого состоит комета. Для большинства хорошо известных веществ 3≤m ≤52. Наиболее типичное значение 6≤m ≤9. Например, для льда из воды m =8,4. Как видно из формулы (3), зависимость как от радиуса кометы r к, так и от кратчайшего расстояния до планеты (в периастре) R довольно резкая. Если такой механизм действует, то это означает, что комета, подобная комете Шумейкеров-Леви 9, но имеющая диаметр всего вдвое больше, чем у этой кометы, развалилась бы под действием приливной силы со стороны Юпитера не на 21 осколок, а на миллионы фрагментов. Все эти соображения привели ученых к выводу, что, скорее всего, комета Шумейкеров-Леви 9 состояла из 21 гравитационно связанных малых объектов, называемых кометозималями , и ее распад произошел в результате приливного воздействия Юпитера, когда комета находилась в периастре. Это расстояние, которое иногда называют радиусом Роша R R , оказывается различным для комет с разной плотностью:
где ρ п и R п - плотность и радиус планеты соответственно. 5. Кометы - ключ к решению проблемы солнечных нейтриноОдна из загадок современной астрономии связана с проблемой потока от Солнца. Значения потоков солнечных нейтрино, зарегистрированных в различных экспериментах, оказываются в 2-4 раза ниже того значения, которое вычисляется в рамках стандартной модели Солнца . Хорошо известно, что нейтрино образуются в результате протекания в центре Солнца, где газ высокой плотности находится при высокой температуре. Но откуда ученые знают физические свойства и химический состав солнечных недр? Стандартная модель Солнца предполагает, что химический состав солнечных недр такой же, как и состав солнечных поверхностных слоев. А последние хорошо изучены астрономами в результате наблюдений солнечного излучения и особенно его спектра. Недавно английский астроном М. Бейли (Обсерватория Арма, Северная Ирландия) обратил внимание на то, что поверхность Солнца могла подвергаться усиленной бомбардировке астероидами и кометами, особенно на раннем этапе эволюции Солнца. Это, в свою очередь, могло привести к обогащению поверхностных слоев Солнца тяжелыми элементами по сравнению с его недрами. Известно, что даже малые примеси тяжелых элементов существенно влияют на протекание термоядерных реакций и на темп эволюционного развития Солнца. Если бы оказалось, что в центре Солнца тяжелых элементов значительно меньше, чем на его поверхности, то это сильно повлияло бы на темп протекания ядерных реакций, замедлив их, и количество генерируемых нейтрино действительно оказалось бы меньше, чем это требуется в соответствии со стандартной моделью Солнца. Таким образом, факт падения комет и астероидов на поверхность Солнца, подобно падению кометы Шумейкеров-Леви 9 на Юпитер, дает возможное решение проблемы солнечных нейтрино. 6. Кометы в составе протопланетных дисковОдна из центральных проблем современной астрономии - это поиск планет у далеких звезд типа нашего Солнца. Почти у десятка звезд (включая - ) обнаружены с массой порядка массы Юпитера. У еще большего числа звезд обнаружены протопланетные диски, состоящие из большого количества газа и пыли. Самый большой протопланетный диск принадлежит звезде β Живописца . В последнее время астрономы обнаружили еще одно замечательное свойство этих дисков, а именно наличие узких многокомпонентных линий поглощения таких элементов, как кальций, натрий и литий. Сам факт наличия линий поглощения в спектрах околозвездного вещества не является чем-то новым и необычным. Однако, как правило, такие линии довольно широкие и однокомпонентные и принадлежат широко распространенным элементам, таким, как водород и гелий. Их наличие в спектрах обусловлено поглощением в быстро движущихся в околозвездных оболочках газовых струях, состоящих из водорода и гелия. Узкие многокомпонентные линии металлов нельзя объяснить таким же образом. Наилучшее объяснение появления последних состоит в том, что протопланетный диск содержит значительное число комет, а также их зародышей-кометозималей, испарение которых приводит к появлению присущих кометам облаков элементов, таких, как Ca, Na и Li, поглощение которыми света звезды и вызывает возникновение узких многокомпонентных линий. При этом многокомпонентность обусловливается именно существованием кометных цепочек, подобных комете Шумейкеров-Леви 9. Любопытно, что само положение наблюдаемых линий не совпадает с их положением в лабораторных спектрах, а сдвинуто либо в красную, либо в голубую сторону. Этот сдвиг хорошо объясняется движением кометных фрагментов в протопланетном диске и позволяет определить скорость движения и этих комет. Результаты численных расчетов, подтверждающие эту точку зрения, представлены на рис. 6. 7. Гамма-всплески и падение комет на нейтронные звездыВ настоящее время трудно найти более загадочное астрономическое явление, чем . Это явление было открыто в 1969 году американскими учеными Р. Клебесабелем, И. Стронгом и Р. Олсоном с помощью аппаратуры, установленной на спутниках системы ВЕЛА, регистрирующей излучение в диапазоне энергий 0,3-10 | |||||