Дмитрий Вибе: Уходящая натура

Четвёртого декабря 2010 года 2,2-метровый телескоп Европейской южной обсерватории (ESO) был направлен на небольшую площадку неба в созвездии Октанта, совсем рядом с Южным полюсом мира.

Целью наблюдений было крохотное, слегка размытое пятнышко, которое за несколько часов заметно сместилось среди окружающих звёзд. Это движение подтвердило, что наблюдатели не ошиблись в расчётах и действительно "поймали" нужный им объект Солнечной системы - комету Хейла-Боппа. Конечно, теперь в этом невзрачном пятнышке уже почти ничто не напоминает блистательную Большую комету 1997 года.

Астрономы-любители Алан Хейл и Томас Бопп, имена которых носит комета, открыли её независимо друг от друга 23 июля 1995 года, с интервалом примерно в 17 минут. Поскольку с самого начала наблюдений было ясно, что комета весьма перспективная, за ней пристально следили как астрономы-любители, так и профессиональные астрономы всего мира.

Впервые её удалось увидеть невооружённым глазом 20 мая 1996 года, а максимальной яркости она достигла весной 1997 года, пройдя перигелий (точку максимального приближения к Солнцу) 1 апреля. После этого её яркость стала быстро ослабевать, и последний раз комету можно было наблюдать невооружённым глазом в начале декабря 1997 года. Всего она была видна на небе без помощи телескопа на протяжении восемнадцати с половиной месяцев - рекордное время за всю историю наблюдений комет.

Это время могло бы быть чуть меньше, если бы в начале декабря на комете Хейла-Боппа не произошла небольшая вспышка, из-за которой она на короткое время снова стала чуть ярче. Вспышки подобного рода на кометах не редкость, причём бывают среди них и весьма масштабные события, как, например, вспышка кометы Холмса, яркость которой в конце октября 2007 года за несколько часов выросла в несколько сотен тысяч раз.

Поэтому и во вспышке кометы Хейла-Боппа не было ничего необычного - обычное проявление кометной активности, небольшой эпизод в вековом испарении и разрушении кометного ядра. В конце концов, и сама комета, и её хвост появляются именно благодаря этому разрушению. При приближении к Солнцу невзрачная глыба грязного льда поперечником до нескольких десятков километров начинает испаряться, вокруг неё образуется гигантское вытянутое газо-пылевое облако, подсвеченное Солнцем, которое мы собственно и наблюдаем с Земли.

Поскольку испарение происходит под воздействием Солнца, логично предполагать, что с удалением кометы от Солнца её активность будет ослабевать. Однако комета Хейла-Боппа не слишком следует этому предсказанию. Конечно, чем дальше она становится, тем сложнее её наблюдать; к тому же на уходящем участке траектории она видна только из Южного полушария Земли. К счастью, там немало хороших телескопов, и они время от времени поглядывают в сторону "косматой звёзды". Как ни странно, её косматость ослабевает не так быстро, как ожидалось.

Долгое время за кометой следили различные телескопы ESO, включая телескопы-гиганты VLT. На снимках, полученных в конце февраля и начале марта 2001 года, комета всё ещё была окружена заметной комой (облаком испаряющегося вещества) - и это при том, что она к тому времени отлетела от Солнца уже на 13 астрономических единиц (астрономическая единица - среднее расстояние от Земли до Солнца, 150 млн км)! Кома видна и на снимках, полученных в октябре 2007 года на австралийской обсерватории Сайдинг-Спринг. Комета в это время была почти в 26 а.е. от Солнца.

И вот, наконец, последние наблюдения. От Солнца до кометы почти 31 а.е., и пятнышко кометы всё ещё слишком яркое, чтобы можно было признать в нём только голое безжизненное ледяное ядро. Комета Хейла-Боппа, вылетев за орбиту Нептуна, в застуженную периферию Солнечной системы, продолжает испаряться.

Надо сказать, что сами по себе наблюдения кометной активности на больших расстояниях от Солнца на сегодняшний день редкостью уже не являются. Изначально считалось, что движущая сила этой активности - испарение водяного льда, поэтому вся жизнь на ядре кометы должна останавливаться примерно в 5 а.е. от Солнца. Однако сейчас накоплено уже много данных о кометной активности в семи, восьми, десяти астрономических единицах от Солнца. Испарение водяного льда там уже не может играть роли, но помимо воды в состав кометных ядер входят и другие летучие соединения, например оксид углерода (угарный газ). На значительных расстояниях от центра Солнечной системы разрушения кометных ядер могут, вероятно, вызываться испарением этого компонента.

Однако тут есть свои сложности. Оксид углерода испаряется при 25К. Этого достаточно, чтобы объяснить активность комет на расстояниях в десятки астрономических единиц от Солнца. Однако если даже на периферии Солнечной системы достаточно тепло, чтобы испарить молекулы СО, в каком же лютом холоде образовались кометные ядра, если оксид углерода к ним изначально примерзал?

Есть, конечно, и другой вариант: оксид углерода и другие летучие соединения могут содержаться в ядрах комет не в замёрзшем, а в газообразном состоянии - как микроскопические пузырьки в толще водяного льда. Морфологические изменения в водяном льде при его нагреве, которые могут происходить при температурах порядка 40К, приводят к тому, что пузырьки высвобождаются и комета "газит".

Правда, эта модель объясняет скорее "спокойное" истечение вещества с кометы и хуже объясняет вспышки, которые иногда происходят на довольно больших расстояниях от Солнца, как, например, на комете 29P/Швассмана-Вахмана (не путать с кометой 73P/Швассмана-Вахмана!). Она к Солнцу вообще не приближается, находясь на почти круговой орбите между орбитами Юпитера и Сатурна, но и на ней сильные вспышки происходят несколько раз в год.

Интересно сравнить комету Хейла-Боппа с другой знаменитой кометой - Галлея. Она посетила центр Солнечной системы в середине 1980-х годов и тоже была предметом тщательного исследования. По активности она даже рядом не может стоять с кометой Хейла-Боппа - ни по объёму испаряющегося вещества, ни по длительности активного периода.

Никакой заметной комы у кометы Галлея не было уже на расстоянии порядка 12 а.е. от Солнца. Правда, в феврале 1991 года на ней произошла сильная вспышка, но она была, скорее всего, вызвана не собственной активностью кометы, а столкновением с другим малым телом Солнечной системы. Последние наблюдения кометы Галлея в марте 2003 года подтвердили: на расстоянии 28 а.е. от Солнца она была уже совершенно мертва.

Впрочем, при этом нужно помнить, что кометы Галлея и Хейла-Боппа относятся к разным семействам. Первая является короткопериодической кометой и возвращается к Солнцу каждые 76 лет (человечество следит за ней уже два тысячелетия). Комета же Хейла-Боппа относится к долгопериодическим кометам - на облёт вокруг Солнца ей требуется около двух с половиной тысяч лет.

Не исключено поэтому, что на комете Галлея просто уже испарилась и взорвалась большая часть вещества, которое могло испариться и взорваться, тогда как комета Хейла-Боппа сохранила ещё достаточно пороха в своих пороховницах, чтобы изрядно порадовать наших далёких потомков. Будем надеяться, что они не испугаются её так, как испугались её многие наши современники (сейчас они так же боятся кометы Еленина).

В любом случае, со стороны кометы Хейла-Боппа нам теперь точно ничто не угрожает. Она удаляется от нас, и всё, что осталось от величественного зрелища весны 1997 года, - крохотное пятнышко на астрономической фотографии, едва заметное и совсем не страшное.