Как понимать некоторые "секреты" кометной активности с точки зрения новой концепции

О причине дискретных выбросов вещества из кометных ядер. Можно полагать, что различные проявления дискретной активности некоторых комет обусловлены двойной или множественной структурой их ядра. После нарушения бесстолкновительной структуры (вследствие приливного воздействия от Солнца) такая система тел начинает действовать как природная камнедробилка, перемалывая и лед, и камень при каждом соударении и выбрасывая измельченное вещество. Вместе с пылью выбрасываются газы, поскольку измельчение хрупкого вещества происходит за счет трения и сжатия, а, следовательно, сопровождается нагреванием. Нагревание вещества при соударении тел в двойном кометном ядре тем более значительно, чем больше масса кометы, так как от массы зависит скорость соударения.

О причинах деления комет. В предлагаемой концепции использованы две гипотезы о причинах деления комет с двойным или множественным ядром. Деление без вспышки блеска объясняется как потеря некоторых спутников из системы тел вследствие приливного воздействия Солнца или одной из больших планет. Такая гипотеза была предложена Т. ван Фландерном (США) в 1981 г. По-видимому, другую природу имеет деление со вспышкой блеска. Это можно понимать как ударное выталкивание одного из фрагментов двойного ядра (или осколков этого фрагмента), которое возможно только в случае благоприятной для этого геометрии соударения: когда энергия кометоцентрического "орбитирования" менее крупного фрагмента увеличивается за счет энергии осевого вращения более крупного фрагмента (В. Д. Давыдов, 1984). Вспышки блеска обусловлены выбросом измельченного кометного вещества из области механического взаимодействия соударяющихся космических айсбергов. Тогда кометное ядро окружает себя облаком пыли.

Различия вида одной и той же кометы до ее прохождения через перигелий и после перигелия. Непериодическая комета Борелли (1903 IV) ослабевала после перигелия значительно быстрее, чем возрастала в блеске до перигелия. Способность многих комет проявлять активность очень заметно убывала на протяжении нескольких недель или месяцев. Но когда мы имеем дело с периодической кометой, то убеждаемся, что она "восстанавливает свои силы" за несколько лет пребывания в холодной зоне. Это видно при следующем возвращении той же кометы к перигелию. Такое поведение регулярно показывает короткопериодическая комета Энке, которая достигает своего максимального блеска, как правило, до прохождения через перигелий и вскоре после этого ослабевает настолько, что становится ненаблюдаемой.

Короткопериодическая комета Д'Арре, приближаясь к перигелию, обладает диффузным свечением ядерной области, а после прохождения через перигелий диффузное образование рассеивается, и наблюдатели обнаруживают отчетливое маленькое фотометрическое ядро. Всю совокупность таких данных можно было бы объяснить при помощи одной простой идеи о том, что ядро кометы окружает себя облаком твердых частиц на весьма значительном расстоянии от Солнца. Ледяная крупа там может долго сохраняться. Она накапливается возле кометного ядра, покуда комета не входит в зону интенсивного теплового облучения. Тогда ледяная крупа превращается в пар, и ядро приобретает другой вид. Идея такого объяснения не является новой, она очень "стара, и указать ее авторство трудно. Но нерешенным оставался вопрос о причинах выделения ледяной крупы из кометного ядра на больших расстояних от Солнца.

По этому вопросу было несколько различных предположений. В уиппловской концепции они связаны с различными гипотетическими особенностями тонкой, структуры кометного вещества. В моделях кометного ядра, выведенных из предложенной здесь концепции, этот вопрос решается наименее сложным путем и причем однозначно, так же как многие другие вопросы из перечня загадочных явлений. Читатель, по-видимому, уже догадался, что речь идет об измельчении кометного вещества при медленных соударениях массивных тел.

Отличительным свойством ударного механизма образования пылевой комы является независимость действия этого механизма от гелиоцентрического расстояния. Медленные соударения массивных тел способны обеспечить образование пылевой комы вокруг двойного или множественного кометного ядра при отсутствии теплового или иного воздействия солнечной радиации. На достаточно больших гелиоцентрических расстояниях сублимационный механизм кометной активности практически затухает, тогда проявления ударного механизма могут наблюдаться почти в рафинированном виде. Ударный механизм как дополнительный источник пылевой комы открывает путь к пониманию активности некоторых комет на огромных расстояниях от Солнца.

Облако ледяной крошки обладает большой суммарной поверхностью, которая потребляет энергию солнечных лучей на сублимацию летучих химических соединений. Суммарная мощность процесса становится во много раз более высокой, чем при сублимации только с поверхности главного тела, в котором сосредоточены главные запасы летучих веществ каждой кометы.

Еще один аргумент в пользу ударного перемалывания вещества в ядрах комет. Каким образом объяснить наличие довольно крупных валунов среди бесчисленного множества пылинок в метеорных потоках несомненно кометного происхождения? Из потоков, связанных с ныне действующими кометами, выпадали на Землю метеориты массой в десятки килограммов. Еще более крупные валуны выпадали из потоков, "родительская" Комета которых не установлена: в упоминавшейся статье Б. Ю. Левина (1982) мы находим ссылки на принадлежность к одному из потоков метеорита массой около" 100 т. Каким образом такая глыба может быть вынесена из одиночного кометного ядра? Гипотеза, основанная. на механизме "оттаивания" кусков от снежного кома, представляется слишком малоубедительной по сравнению с гипотезой о дроблении и выбрасывании вещества при медленных соударениях очень крупных глыб в множественном кометном ядре.

Существование метеорного потока, соответствующего какой-либо комете, может быть дополнительным свидетельством в пользу множественной структуры ядра этой кометы, если не в нашу эпоху, то в не очень отдаленном прошлом. Напомним, что своим метеорным потоком обладает, в частности, знаменитая комета Энке. Это - северные Тауриды.

Несколько интересных подробностей о комете Энке. Главные подробности из истории ее открытия мы находим в недавно опубликованной совместной работе советских и чехословацких астрономов: Н. А. Беляева, Л. Кресака, Э. М. Питтиха, А. Н. Пушкарева. Каталог короткопериодических комет (Братислава, 1986) на русском и английском языках издан Астрономическим институтом Словацкой академии наук.

Комета, открытая П. Мешеном в Парижской обсерватории 17 января 1786 г., была утеряна на два последующих появления. Она была переоткрыта К. Гершель - заботливой сестрой и трудолюбивой помощницей В. Гершеля, в 16-сантиметровый рефрактор в Бэкингемшире 7 ноября 1795 г., а через несколько дней после этого - наблюдателями в Берлине и Париже. Ж.-Л. Понс в Марселе с 12-сантиметровым рефрактором открыл эту комету дважды: 20 октября 1805 г. и 26 ноября 1818 г. Идентичность комет 1819 I=1805=1795=1786 I распознал и показал немецкий астроном И. Энке, после чего комета была названа его именем. Он же обнаружил негравитационные эффекты в изменениях орбиты этой кометы (уменьшение периода приблизительно на 3 ч за период). Эти эффекты были детально исследованы О. А. Баклундом (Пулково), который нашел, что за полвека изменения состояли из трех или четырех скачков (!).

Вернемся теперь к вопросу о правильности истолкования негравитацию иных изменений в характеристиках орбиты кометы Энке.

Главным элементом объяснения, предложенного Ф. Л. Уипплом, является гипотеза о сублимационном механизме выбросов вещества на солнечной стороне кометного ядра. Роль кометы Энке в развитии кометной астрономии Ф. Л. Уиппл сравнивает с ролью Розеттского камня, полагая, что интерпретация поведения этой кометы привела к пониманию физической причины негравитационных эффектов в поведении комет вообще. По поводу Розеттского камня напомним, что речь идет об исторической каменной плите с сохранившейся надписью на древнеегипетском и древнегреческом языках. Предполагалось, что тексты идентичны. Попытки нескольких знаменитых ученых построить расшифровку древнеегипетских иероглифов были безуспешными, прежде чем Ж. Шампольону сопутствовала удача в этом трудном деле.

Не отвергая идею "сублимационной ракеты" в комете Энке, мы дерзнем усомниться в том, что одного этого механизма вполне достаточно для объяснения наблюдаемого эффекта хотя бы в главных чертах. На такие сомнения нас наводят интересные проявления активности этой поистине замечательной (но, к сожалению, сравнительно маленькой) кометы. Негравитационные изменения ее орбиты носят скачкообразный характер (не надо путать их с теми, которые смоделированы на основе гипотезы Уиппла). В комплекс физического поведения кометы Энке входит регулярная вспышечная активность (киевские астрономы Д. А. Андриенко и В. Н. Ващенко составили каталог ее вспышек). 20 августа 1868 г. у кометы Энке (в ее девятнадцатом наблюдавшемся появлении) были замечены три оболочки.

Таким образом, ядро той самой кометы, которая послужила прототипом уиппловской модели, способно давать галосы, показывая типы физического поведения, которые легче объяснить в рамках модели двойного и множественного ядра, чем одиночного. В рамках предложенной здесь концепции выбросы вещества из комет можно объяснять и действием ударного механизма, но в таком случае следует признать, что эти выбросы свидетельствуют о неодиночной структуре ядра данной кометы. Сравнительно малая энергия выбросов из кометы Энке при наличии галосов дает основания полагать, что в соударениях участвуют физические тела не слишком большой массы, но довольно высокой плотности (в данном случае). Реактивная сила таких выбросов Способна обеспечить скачкообразный характер негравитационных изменений орбиты.

Заметим, что к настоящему времени они почти совсем прекратились, что может быть связано с объединением фрагментов ядра в одно тело. Ф. Л. Уиппл прогнозирует смену знака этих изменений с позиций своего толкования их причины. Таким образом, гипотезу можно будет проверить через несколько десятков лет. Как видите, этот Розеттский камень еще может преподнести нам сюрпризы.

Каждая дуэль идей приносит не только победы или огорчения, она приближает нас всех к правильному пониманию явлений природы при условии, если участник" этой совместной борьбы действуют методами честными и благородными.