Кометы. Странники Солнечной системы - Леонид Владимирович Еленин

V. Лед и пламень

В ночь на 2 декабря 1995 года на мысе Канаверал готовились к старту ракеты-носителя Atlas-2AS. Под ее защитным обтекателем была установлена космическая обсерватория Solar and Heliospheric Observatory, или SOHO, созданная совместно ЕКА и NASA. Менее чем через год этот космический аппарат откроет новую страницу в изучении Солнца и, как это ни странно, комет.

SOHO был отправлен в первую точку Лагранжа (L1), находящуюся на воображаемой линии, соединяющей Землю и Солнце, на расстоянии 1,5 миллиона километров от нашей планеты. Что такое точки Лагранжа или, как их еще называют, точки либрации? На самом деле это вовсе не точки, а огромные области космического пространства, где гравитационное притяжение к двум массивным телам уравновешивается центробежной силой. Таких точек насчитывается ровно пять, математически их открыл в 1772 году французский математик и астроном Жозеф-Луи Лагранж[78]. В то время это открытие было чистой теорией, так как до полетов в космос оставалось еще три века; первый троянский астероид Юпитера – Ахиллес, будет открыт лишь в 1906 году. Как раз астероиды, названные «троянцами», и населяют лагранжевы точки L4 и L5 системы Солнце—Юпитер. Это разреженные облака малых тел Солнечной системы, называемые именами героев Троянской войны. Как и в поэме Гомера, астероиды разделены на два лагеря: в точке L4 расположен Ахейский лагерь, а в точке L5 – троянцы. Сам исполинский Юпитер можно считать неприступными стенами великой гомеровской Трои.

Точки Лагранжа системы Солнце—Земля

Но вернемся к точкам Лагранжа. Вокруг них есть достаточно обширные области, где достигается гравитационное равновесие. Что это дает космонавтике? Все очень просто – космический аппарат, помещенный в такую область, требует минимальных затрат топлива на поддержание своего положения. Конечно, только на бумаге космический зонд, выведенный в точку Лагранжа, будет «приколот» к ней, как бабочка в альбоме лепидоптерафила[79]. В реальности же космический аппарат будет совершать сложные движения по гало-орбитам, и чтобы он не вышел за пределы области гравитационного равновесия, все равно будет необходимо использовать его главный ресурс – топливо – на кратковременное корректирующее включение двигателей. Впервые такой трюк ученые проделали с космическим аппаратом International Sun/Earth Explorer 3 (ISEE-3), о котором я уже рассказывал ранее.

Итак, 2 декабря 1995 года космическая солнечная обсерватория SOHO взяла курс на точку L1 системы Солнце—Земля и завершила свое путешествие в январе 1996 года. В последующие несколько месяцев, как и положено, космический аппарат готовился к научной работе, проверяя и тестируя все свои системы. А тестировать было что! На космической солнечной обсерватории были установлены 16 научных приборов, в том числе и широкоугольный спектрометрический коронограф LASCO (Large Angle and Spectrometric Coronagraph). Причем даже не один, а целых три коронографа с различными полями зрения (C1, C2 и C3). Именно этому инструменту и предстояло вписать новую страницу в историю открытия и изучения комет. Конечно, будет несправедливо не отметить еще два инструмента – ультрафиолетовый спектрометр UVCS (Ultraviolet Coronagraph Spectrometer) и особенно измеритель анизотропии солнечного ветра SWAN (Solar Wind Anisotropies). С помощью первого инструмента тоже были проведены наблюдения нескольких комет, а с помощью прибора SWAN открыты новые кометы. Но, поскольку они не относятся к теме этой главы, давайте вернемся к инструменту LASCO.

А что же такое коронограф? Это специальный телескоп, который позволяет наблюдать и изучать внешние слои атмосферы Солнца – солнечную корону, без помощи Луны. При чем здесь Луна, спросите вы? Все дело в том, что в естественных условиях солнечную корону можно наблюдать лишь во время полного солнечного затмения, когда диск Луны закрывает видимый диск Солнца. У коронографа тоже есть специальный диск, который закрывает Солнце и позволяет наблюдать внешние слои атмосферы нашей звезды.

Коронограф C1, обладавший самым малым полем зрения и наблюдавший за внутренней областью от 1,1 до 3 солнечных радиусов, так и не открыл ни одной кометы. 24 июня 1998 года он вышел из строя, и далее мы не будем его упоминать. Совсем другая судьба ждала коронограф C2. Этот телескоп наблюдал среднюю область, лежащую от 2 до 6,4 радиусов Солнца. Третий коронограф обеспечивал наблюдение за внешней областью – от 3,7 до 33 солнечных радиусов. Как мы видим, поля зрения всех трех коронографов перекрываются. Именно второй и третий коронограф помогли ученым открыть новые семейства околосолнечных комет, позже названных скребущими кометами (sungrazing comets) – главных героев этой главы.

Комета Кирха

Научные наблюдения за Солнцем начались в апреле 1996 года, а уже 22 августа 1996 года на снимках с коронографа были обнаружен первый не идентифицированный движущийся объект… Неверным было бы говорить, что астрономы ничего не знали о скребущих кометах до запуска миссии SOHO. Знали, и на тот момент уже были открыты подобные кометы, причем как при наблюдениях с Земли, так и из космоса. Но давайте на время оставим космический аппарат SOHO и совершим небольшой, но увлекательный экскурс в историю…

14 ноября 1680 года немецкий астроном Готфрид Кирх с помощью телескопа открыл новую комету. Кстати, это было первым официальным открытием кометы с помощью телескопа. 30 ноября комета сблизилась с Землей и с возрастающей скоростью продолжила двигаться в сторону Солнца. В первой половине декабря комета Кирха представляла собой потрясающее зрелище – она была настолько ярка, что наблюдалась даже днем. Ее тонкий и длинный хвост протянулся по небу на 70 градусов! Но вот комета вошла в соединение с Солнцем и стала недоступна для наблюдения. Сейчас мы уже знаем, что она пролетела сквозь самое пекло, всего в 200 000 километрах над внешними слоями нашей звезды.

Вскоре, в январе 1681 года, с другой стороны от Солнца обнаружилась еще одна комета. И то, что комета конца 1680 и начала 1681 годов – одно и то же небесное тело, первым предположил английский астроном Джон Флемстид[80]. Это было настолько революционно для того времени, ведь столпам небесной механики – законам Кеплера, тогда исполнилось всего немногим более полувека, что сам Исаак Ньютон не смог поверить в это предположение. Позже он изменит свое мнение и с помощью другого великого математика и астронома – Эдмунда Галлея – придет к мысли, что и кометы, подобно планетам, движутся по эллиптическим орбитам, но сильно вытянутым (эксцентричным) по сравнению с орбитами планет. А как же астероиды, спросите вы? До открытия первого астероида Церера итальянским астрономом Джузеппе Пьяцци оставалось еще 120 лет…

В XIX веке были открыты еще несколько околосолнечных комет. Анализируя их орбиты, немецкий астроном Генрих Крейц[81] предположил, что все они взаимосвязаны между собой – это могли быть осколки одной гигантской кометы, распавшейся столетия назад. Все околосолнечные кометы, открытые в XX веке, относились