Кометы тревожат Солнце

Загадки комет, пролетающих вблизи Солнца, волнуют астрономов уже более трех столетий. С проблемой выживания таких светил астрономы впервые столкнулись, когда наблюдали яркую комету в 1860 году. 18 декабря она скользнула почти по фотосфере Солнца – на расстоянии в 240 тыс. км, или треть радиуса дневного светила от фотосферы. Э. Галлей был убежден, что эта комета долгопериодическая (с периодом более 500 лет) и является возвращением кометы, наблюдавшейся в феврале 1106 года.

Следующим случаем появления «солнцецарапающей» кометы явилось наблюдение косматого светила 1843 I. Яркость ее была настолько велика, что 28 февраля она наблюдалась днем на ясном небе в 4 градусах от Солнца и казалась вытянутым белым облаком. В это время комета не могла быть слабее –8m. Некоторые астрономы полагали, что ее орбита более подходит комете 1106 года, чем комете 1680-го. Другие ученые предполагали, что период обращения кометы 1843 I лежит в пределах от 175 до невероятно короткого – 7 лет. И когда появилась небесная странница 1880 I с точно такой же орбитой, то 35-40–летний период обращения для одной и тоже кометы вроде бы подтвердился. Если же получалась небольшая неувязка с наблюдательными данными, паказывающими более длительный период, то уменьшение периода объясняли сопротивлением среды (трение) движению кометы вблизи Солнца.

Но через два года на небе заблистала новая яркая комета 1882 II, пролетающая по очень похожей орбите. Благодаря длительному периоду наблюдений за нею были довольно точно определены элементы ее орбиты, из которых следовало, что «солнцецарапающие» кометы обычно имеют период в несколько столетий. Эта комета как бы «дала согласие» на то, что «солнцецарапающие» светила, по крайней мере 1843 I, 1880 I и 1882 II, являются различными кометами и образуют кометную группу с почти идентичными орбитами.

В 1880 году американский астроном Д. Кирквуд первый высказал предположение, не являются ли кометы 1843 I и 1880 I фрагментами распавшейся, наблюдавшейся в 371 году до н.э. Тем более что древнегреческий историк Эфор утверждал, будто видел распад этой кометы на две. Подтверждением гипотезы о вероятном распаде «солнцецарапающих» комет явился распад кометы 1882 II на ряд фрагментов. Так, известный наблюдатель коматых светил Барнард 14 октября 1882 года отметил 6 – 8 объектов в 6 градусах южнее и западнее кометы, которые были вытянуты и похожи на слабые кометы. Эти туманные образования отмечались в тот день и другими наблюдателями.

Пять лет спустя видили комету 1887 I, которая оказалась следующим членом этой группы. Тогда подробно исследовал «солнцецарапающие кометы» ученый Г. Крейц. Он сделал новые пересчеты орбит комет 1843 I, 1880 I, 1887 I и четырех ядер распавшейся 1882 II. Крейц доказал, что эти кометы являются долгопериодическими с периодом обращения в несколько столетий. Он предположил, что члены этой группы образовались в результате разрушения вблизи перигелия какой-то изначальной кометы. Крейц показал, что кометы 1668 года и 1702а, наблюдалась в Южной Африке весьма непродолжительное время, и по ее грубым наблюдениям нельзя было рассчитать независимую орбиту. Поэтому это светило не вошло в кометные каталоги. Но Крейц нашел, что наблюдения этой кометы за 27, 28 февраля и 2 марта (пригодные для обработки) удовлетворяют положению на орбите аналогичной кометы 1882 II. Далее он предположил, что кометы, наблюдавшиеся во время полных солнечных затмений 17 мая 1882 года и 16 апреля 1893 года, принадлежат к группе «солнцецарапающих комет» (в кометных каталогах нет орбит этих светил). Возможно, полагал Крейц, комета, найденная Погсоном в 1872 году, и комета 1680 года, у которой большая разница орбитальных элементов по сравнению с остальными членами кометной группы, имеют общее происхождение и связаны между собой. С этого времени группа комет, близко пролетающих от поверхности Солнца, стала называться кометами семейства Крейца. Впоследствии наблюдались следующие члены этого семейства: 1845 VII, 1963 V, 1965 VIII и 1970 VI. Элементы их орбит приведены в табл.1.

В 70-е годы нашего столетия американский ученый Б. Марсден скрупулезно изучал орбиты комет семейства Крейца и пришел к выводу: наблюдаемые кометы семейства Крейца являются фрагментами одной распавшейся кометы. Марсден также предположил, что кометы 1882 II и 1965VIII являются фрагментами одного распада при предыдущем прохождении хвостатым светилом через перигелий. Для этого случая почти идеально подходит комета, наблюдавшаяся в 1106 году.

В своих работах Марсден обратил внимание и на то, что поиск новых членов этого кометного семейства желательно проводить вблизи Солнца, а для этого идеальными условиями являются полные солнечные затмения. Прогноз Марсдена полностью подтвердился! Целая серия новых членов кометного семейства Крейца была обнаружена в последние годы с помощью спутников (приведены в табл.2). Анализируя наблюдательные данные о кометах семейства Крейца, приходим к следующим выводам и предположениям:

• 1.Кометы семейства Крейца являются долгопериодическими и обладают вытянутыми орбитами с эксцентриситетом, близким к 1. Для комет 1843 I, 1882 II, 1963 V и 1965 VIII Марсден приводит соответственно периоды обращения 512, 761, 1111 и 929 лет (в среднем получается около 830 лет). Так что вполне реальной может быть ситуация, что кометы 1882 II и 1965 VIII являются фрагментами родительской 1106 года, пролетевший свой перигелий при предыдущем прохождении около Солнца.
• 2.Численность кометного семейства Крейца очень велика, и, вероятно, надо использовать термин не семейство, а кометный поток Крейца. С 1668 по 1970 годы, т.е. за 300 лет, наблюдалось чуть более 10 комет; солнечный спутник «Солуинд» за пять лет обнаружил 6 комет семейства Крейца, а спутник «Миссия солнечного максимума» за 2 года зарегистрировал 10 комет семейства. Значит, систематически используя современные методы поиска комет вблизи поверхности Солнца, ежегодно можно открывать до 5 комет этого семейства (в действительности гораздо больше, прим. ред.), а по всей кометной орбите, возможно, сосредоточено до нескольких десятков тысяч кометных ядер.
• 3.У комет этого потока наблюдались случаи распада ядер на фрагменты; например, распались кометы 1882 II и 1965 VIII. О распаде комет семейства Крейца можно также судить по следующим косвенным данным. Еще Марсден заметил, что кометы этого семейства можно разделить на 2 подгруппы. К первой он относил кометы 1843 I, 1880 I, 1887 I и 1963 V, ко второй – 1882 II, 1945 VII и 1965 VIII. Кометы, открытые с помощью комических аппаратов, так же легко разбить на такие подгруппы. Так, кометы семейства Крейца 1979-1984 годов относятся ко второй подгруппе, а остальные к первой. Возможно, подгруппы относятся к различным событиям распада.
• 4.Время жизни индивидуальных членов кометного потока Крейца, вероятно, мало и составляет несколько оборотов вокруг Солнца. Об этом мы судим по случаям распада комет этого потока, по исчезновению некоторых из них после прохождения перигелия, а также по столкновению отдельных комет потока с фотосферой Солнца. Так, после прохождения перигелия не наблюдались в дальнейшем кометы 1981 I, SMM-1, SMM-2, SMM-10. Кометы же 1979 XI, 1981 XIII и 1989a просто были поглощены Солнцем, так как их перигелийные расстояния находятся внутри фотосферы. То есть столкновение комет с Солнцем, с планетами (вспомним комету Шумейкера-Леви 9) – довольно частое явление в Солнечной системе!

Табл.1. Элементы орбит комет группы Крейца

Примечания к таблице 1:

1. В число комет группы Крейца Марсден эту комету не включал;
2. В каталоге Б.Марсдена этой кометы нет, хотя сам Крейц включает комету 1872а в группу комет "царапающих" Солнце.

Табл.2. Кометы семейства Крейца, открытые с помощью космических аппаратов в 80-х годах прошлого столетия

В 1995 году начала свою работу космическая обсерватория SOHO, призванная помочь астрономам в изучении дневного светила. Помимо различной аппаратуры, предназначенной для непосредственного изучения Солнца, на спутнике был установлен коронограф для изучения солнечной короны. Радиус поля зрения этого прибора составляет 7 градусов при этом на изображениях короны, которые он получает, можно различить окружающие звезды до 9 звездной величины! Не удивительно, что подобные параметры создали очень благоприятные условия для обнаружения околосолнечных комет. И вот, на SOHO-изображениях коронографа С2 от 22 Августа 1996 года S. Stezelberger обнаруживает первую комету. С того момента при помощи коронографа SOHO стали постоянно находить по несколько околосолнечных комет в месяц. На момент подготовки этого материала на изображениях, полученных со спутника, за 8 лет было официально открыто 564 кометы! Большинство комет, открываемых на SOHO, как и следовало ожидать, относятся к семейству Крейца - около 83% всех открытых комет. Публиковать весь список этих комет нет смысла, интересующиеся, могут посмотреть его на сайте SOHO. В среднем за год получается 60 комет из этого потока, что при условии равномерного распределения кометных ядер вдоль орбиты, дает нам их общее число около 50000! Число действительно впечатляет, а если исходить из среднего размера кометного ядра в 4-5км, то без учета уже погибших ядер, мы получаем размер родительского тела порядка 200км. Не удивительно, что мы можем наблюдать в настоящее время поток комет семейства Крейца. Прохождение родительской кометы подобного размера вблизи Солнца, естественно вызвало бы ее разрушение под воздействием мощной гравитации нашего светила, ну а время сделало оставшуюся работу, распределив осколки кометы вдоль ее орбиты. Ну, а что же оставшиеся 17%, которые были обнаружены на SOHO? Поначалу предполагалось, что это обычные спорадические кометы. 16 января 2002 года были опубликованы элементы орбиты кометы C/2001 X8 (SOHO) из числа спорадических. Б.Марсден замечает разительное сходство элементов орбиты этой кометы с кометой C/1997 L2 (SOHO), а затем и с кометой C/2001 E1. Майк Мейер подвергнув детальному анализу орбиты спорадических комет, открытых на SOHO, приходит к выводу, что часть из них также образует еще одну группу комет, в которую на данный момент входит 41 небесная странница. Средние параметры орбит этих комет следующие:

q, а.е.	incl., о	node, о	peri., о
0.0361 	72.61 	72.53 	57.34

Дальше - больше. Брайан Марсден находит среди комет "царапающих" Солнце еще одну очень интересную группу, в состав которой на данный момент вошло 15 членов. А интересна эта группа тем, что ее орбита почти пересекает земную и при определенных параметрах, когда комета проходит перигелий в начале мая, возможно ее столкновение с Землей. Так же возможна связь этого семейства комет с метеорными потоками, в частности - Квадрантиды. Усредненные элементы орбит этой группы следующие:

q, а.е.	incl., о	node, о	peri., о
0.0480 	26.80 	81.46 	23.24 

Но и это еще не все. Известный среди кометчиков немец Райнер Крахт, находит еще одну кометную группу с элементами орбит не очень сильно отличающимися от группы Марсдена. В это семейство на данный момент вошло 14 комет, вот их средние параметры:

q, а.е.	incl., о	node, о	peri., о
0.0470 	13.39	47.03	54.54

Как видно абсолютное большинство околосолнечных комет образуют определенные группы и берут свое происхождение от гигантских родительских комет, распавшихся в далеком прошлом под воздействием солнечной гравитации. На данный момент только 25 комет, обнаруженных на SOHO, являются спорадическими. В будущем вполне можно ожидать обнаружения новых групп "царапающих" Солнце комет. Периоды обращения этих небесных странниц очень велики, порядка 1000лет, и, если родительская комета разрушилась сравнительно недавно, то кометные ядра не успевают распределится равномерно по всей орбите. Такие группы будут обнаруживать себя на протяжении небольшого интервала времени в несколько десятков лет около перигелия родительской кометы.

Подготовка, авторство, публикация:
1. Авторы  В.А. Голубев, В.С. Невский.
2. Подготовка и публикация проект 'Астрогалактика' 29 октября 2005 года

Ссылка по теме

Кометы