Небесный изумруд

Не только профессиональные астрономы, но и любители ночного неба недавно могли наблюдать комету С/2009R1, открытую в 2006 году с помощью 0,5-метрового телескопа системы Шмидта астрономом Робертом Макнотом.

Комета отличается не только большими размерами, но и необычным изумрудным цветом, вызванным, вероятно, наличием циана в ее ядре. 15 июня она подошла к Земле на расстояние около 170 млн км.

Парадоксальные кометы

Это уже далеко не первое открытие, сделанное с помощью скромного телескопа, который принадлежит университету шведского города Упсала. По программе поиска космических объектов, сближающихся с Землей, инструмент всего за шесть лет обнаружил около 30 новых комет. Находка Макнота побила все рекорды: по мнению ученых, С/2009R1 — крупнейшая из известных ныне комет. В январе 2007 года ее можно было наблюдать даже при свете дня.

Правда, если судить по длине хвоста, то чемпионом можно считать комету Хякутаке. Однако ученые полагают, что этот метод не совсем объективен — по хвосту можно реально оценить лишь величину ледяного ядра космического объекта. В то же время есть другой весьма важный показатель — величина зоны магнитного возмущения, создаваемого ионизированной материей кометы. Как оказалось, для кометы Макнота она огромна — чтобы пересечь ее, космическому зонду «Улисс» понадобилось 18 дней (аналогичную зону для Хякутаке он пролетел всего за два с половиной).

Яркие кометы представляют немалый научный интерес. Так, при своем появлении в 2007 году комета Макнота позволила вы­явить факт парадоксального торможения солнечного ветра при его прохождении сквозь предельно разреженный и, казалось бы, совершенно «прозрачный» кометный хвост. Причем на очень большом расстоянии от ее ядра (в два раза превышающем расстояние от Земли до Солнца). Зонд «Улисс» не только зарегистрировал присутствие не ожидаемых там ионов, но и обнаружил, что скорость солнечного ветра упала почти в два раза — с 798 до 461 км/с. Причина столь разительного изменения характеристик непонятна ученым до сих пор.

К пересмотру представлений о строении Солнечной системы могут привести и исследования причин неожиданного сверхмощного взрыва на другой короткопериодической комете — 17P/Holmes. Ее яркость была в тысячи раз слабее самой тусклой из звезд, которую можно разглядеть невооруженным глазом. Все изменилось после взрыва в октябре 2007 года, когда блеск 17P/Holmes неожиданно возрос примерно в миллион раз (и остается таким и поныне). Причем образовавшееся при взрыве кометы облако вещества превысило по размерам планету Юпитер и отличается уникальной сферической симметрией. В версиях причины этой аномалии недостатка нет — от внезапного падения на ее ядро гипотетического спутника до наличия некоего собственного источника тепла. Но окончательный вывод до сих пор не сделан.

К необычным членам космического семейства можно причислить и кометы-невидимки. За счет грязной рыхлой пылевой корки, покрывающей ядро, коэффициент их отражения от поверхности равен всего 1% (примерно как у черного бархата). Такой небесный объект может незаметно приблизиться к Земле на опасное расстояние. Обнаружить невидимок можно только при особых условиях, когда они наилучшим образом освещены Солнцем и находятся близко к Земле. Причем из-за огромной скорости (до 150 км/сек, что в три раза больше, чем скорость большинства тел в Солнечной системе) такая комета может пролетать незамеченной через поля наблюдений телескопов и обнаружить себя только в тот момент, когда по какой-то причине потеряет защитную корку.

Перед рассветом у созвездия Персея

Жители Украины могли увидеть комету С/2009R1 перед рассветом в северо-восточной части неба, где находится созвездие Персея. О наблюдениях ученых рассказывает доцент кафедры астрономии Харьковского национального университета им. В.Каразина, кандидат физико-математических наук Василий Шевченко.

— Василий Григорьевич, почему астрономы так интересуются кометами?

— Потому что они состоят из первичного вещества, из которого примерно 5 миллиардов лет назад образовалась Солнечная система. Это своего рода космический строительный мусор, который остался со времен создания нашего «дома». Узнав его состав, можно точнее предположить, из чего состоял протопланетный диск и как именно образовывались планеты, включая Землю. Существует гипотеза о том, что кометы являются причиной возникновения жизни на Земле, так как в их составе обнаружены простые органические вещества.

— Наблюдали ли комету С/2009R1 университетские астрономы?

— Наблюдения велись методами фотометрии и поляриметрии с помощью оптического телескопа в обсерватории в Граково. Их цель — исследование оптических характеристик объекта, связанных с его спектром. Дело в том, что, падая на какую-либо поверхность, солнечный свет взаимодействует с ее веществом и структурой. В результате он приобретает не хаотичный, а организованный характер, то есть поляризуется. Можно сказать, что свет, будучи отраженным от какой-либо поверхности, несет важную информацию о таких определяющих свойствах составляющих ее частиц, как размер, форма, показатель преломления, возможная их ориентация… Таким образом можно на расстоянии получить информацию о структуре поверхностей комет или астероидов и типе вещества, из которых они состоят.

— Эту информацию нужно еще и расшифровать…

— Действительно, очень важно научиться правильно интерпретировать полученные данные. Это стало возможным после разработки учеными Харьковского национального университета унифицированной микрофизической теории рассеяния света, которая позволяет выполнять численно-точные расчеты по данным поляриметрических наблюдений. Существуют также чувствительные приборы для измерения поляризации излучения объектов Солнечной системы — как с Земли, так и с космических аппаратов. Первые измерения поляризации небесных объектов (кометы и Луны) были проведены французским ученым Араго еще в первой половине XIX века. Однако активное развитие этого метода исследования началось значительно позже.

— В этом году Земля в ожидании визитов других ярких комет?

— Точный прогноз в отношении комет дать трудно — появление большинства из них непредсказуемо. Из старых знакомых мы ожидаем еще несколько комет, которые могут стать доступными для наблюдений в бинокуляры и малые телескопы. Среди них — четыре известные периодические кометы и четыре новые, открытые недавно. Кроме кометы Макнота, это Энке (август), Темпель (май-сентябрь), Вильда (февраль-апрель) и Хартли 2 (октябрь-декабрь).

Справка «УТГ»

В среднем в год открывается до 20 комет. С 1995 года действует новое правило их обозначения, в соответствии с которым в названии одной буквой указывают «статус» объекта. Р (periodic) — комета с орбитальным периодом менее 200 лет. С (comet) — долгопериодическая с периодом более 200 лет. D (disappear) — исчезнувшая комета. Х — комета, для которой не удалось достаточно точно вычислить орбиту. Однако нередко кометы и сейчас называют по имени первооткрывателя.

Кстати

Для наблюдения за кометами существуют целые службы мониторинга неба, оснащенные мощными телескопами и компьютерами. Тем не менее немало новых комет обнаруживают астрономы-любители. К примеру, австралиец Терри Лавджой, открывший кометы C/2007 E2 и C/2007 K5, стал первым, кто сделал это с использованием цифровой фотокамеры. Обе кометы были обнаружены им на снимках звездного неба, сделанных камерами Canon 300D и 350D.

Одна из самых выдающихся находок — открытая в 1996 году комета Хейла-Боппа, ставшая самой яркой наблюдаемой кометой за всю историю астрономии. Она была замечена инженером Томасом Боппом как светящееся пятно в небе.

В древних хрониках и летописях часто встречаются упоминания о появлении в небе ярких комет и о связи этих явлений с земными происшествиями — пожарами, эпидемиями и войнами. Однако масса комет настолько мала (в миллиарды раз меньше земной), а расстояние до них столь велико, что говорить о каком-то влиянии не приходится. К примеру, известно, что в 1910 году Земля прошла через хвост кометы Галлея. При этом на нашей планете не удалось зафиксировать каких-либо физических или химических изменений.

Есть только миг…

Несмотря на весомые успехи в изучении комет, еще никому не довелось подержать образец их вещества в руках. Проект под названием I.T.-R.O.C.K.S, разработанный международной группой исследователей, как раз и предназначен для отбора и доставки на Землю образцов кометного вещества. Исследовательский зонд планируется запустить в 2029 году на комету 88Р/Howell. В целях экономии энергии космический аппарат не будет садиться на поверхность кометы, а лишь легко коснется ее и тут же, оттолкнувшись, словно мячик, снова взлетит. Но за этот краткий миг контакта специальный бур с контейнером для сбора кометного вещества вонзится в поверхность и как бы выдернет из нее порцию вещества — примерно 10 сантиметров в длину и 1 сантиметр в диаметре.

Планируется, что зонд совершит три таких касания, собрав в общей сложности не менее 15 граммов кометного вещества, затем сбросит на ядро кометы автономные аппараты для анализа атмо­сферы у поверхности ядра и фотосъемки. Собранная информация будет передана на Землю по каналам радиосвязи, а зонд отправится в обратный путь и, достигнув нашей планеты, сбросит капсулу с драгоценными граммами кометного вещества на парашюте.