В. Д. Давыдов. Загадки кометных ядер

Сканировал и обработал Юрий Аболонко (Смоленск)

На первой странице обложки рисунок головы Великой октябрьской кометы 1882 г., сделанный по наблюдениям в Вашингтонской обсерватории 21 ноября того же года. После пролета возле Солнца кометное ядро разделилось на несколько частей, которые выстроились в прямолинейную цепочку, разбегаясь друг от друга вдоль направления приливной силы Солнца.

На последней странице обложки изображена комета Маркоса (1957 V), у которой, кроме узкого и прямого плазменного хвоста, виден широкий пылевой хвост с полосами «синхрон», соответствующими дискретному выбросу пыли из кометного ядра.

В брошюре рассмотрены проблемы, касающиеся природы и структуры кометных ядер, оставшихся во многом загадочными и после полета первых космических аппаратов к кометам.

Ряд положений в этой брошюре, особенно в заключительной ее части, являются дискуссионными и представляют интерес не только для неспециалистов.

Брошюра рассчитана на широкий круг читателей, интересующихся современными проблемами астрономии.

СОГЛАСНА ЛИ ПРИРОДА СО ВСЕМИ ГИПОТЕЗАМИ О КОМЕТАХ?

Хотя в исследованиях комет достигнуты определенные успехи, было бы преждевременным полагать, что главные вопросы в этой области науки успешно решены.

Источник вещества, составляющего голову и хвост кометы, находится, как вы знаете, в кометном ядре. Ядро невозможно рассмотреть детально с помощью наземных астрономических средств, хотя увидеть яркое фотометрическое ядро кометы удавалось во многих случаях (конечно, в телескоп). Наблюдая проявления активности комет, астрономы пытались строить гипотезы и о физических механизмах активности, и о природе кометного ядра. Можно было бы сказать, что это задача с несколькими неизвестными (по меньшей мере с двумя), но идентичность этих неизвестных в разных кометах сомнительна. Кроме того, решение этой задачи дополнительно осложняется тем, что необходимо было «очистить» данные наблюдений от сильного субъективного влияния интерпретаторов.

Поскольку представления о разных кометах были основаны не более чем на истолковании видимых проявлений кометной активности, селективность наблюдений могла привести к неполному соответствию между нашими представлениями и объективной реальностью. До недавнего времени кометы были доступными для наблюдений только в той зоне, где они достаточно ярки. И лишь в последние годы совершенствование астрономической аппаратуры позволило наблюдать кометы на более значительном удалении, чем это было возможно прежде, и тогда начали обнаруживаться малоизвестные свойства комет, которые были замаскированы реакцией кометного ядра на сильный нагрев вблизи Солнца.

Специалисты пытались объяснить новые данные, упорно придерживаясь всех тезисов давно сложившихся представлений. Такой подход к решению проблемы едва ли лучший из возможных, об этом свидетельствует непомерно большое количество весьма различных гипотез почти по каждому вопросу кометной активности. Например, сейчас известно по меньшей мере 16 (!) разных; объяснений вспышек блеска в ядерной области комет.. Совершенно очевидно, что реальная природа не стала бы изощряться, чтобы соответствовать всем им, т. е. многие гипотезы являются «сорняками», нужна тщательная «прополка».

У подавляющего большинства разных гипотез по каждому вопросу можно найти одну общую деталь, они выросли из одной и той же модели кометного ядра как ледяного конгломерата, которую упоминают обычно вместе с именем американского астронома Ф. Л. Уиппла. Эта модель широко известна и советскому читателю.

Впрочем, еще задолго перед нынешним появлением кометы Галлея была найдена, а в 1983 – 1984 гг. детально обоснована возможность другого подхода к объяснению новых данных и к поискам решения всей проблемы (общая схема этого решения была опубликована автором в 1985 г. в журнале «Космические исследования»). Как выяснилось, достаточно было бы отойти от уиппловской модели ядра всего на один шаг (имеется в виду логический ход), и мы оказываемся в удачной позиции, из которой хорошо видны неожиданно простые ответы на сложные вопросы. В рамках новой концепции уиппловская модель ядра представляет собой частный случай, при этом обнаруживается, что она должна иметь два варианта, резко различных по внутреннему строению главного тела кометы.

В заключение отметим, что и Ф. Л. Уиппл со своими давними приверженцами, и поклонники более обобщенной концепции – все возлагали большие надежды на решающую роль снимков ядра кометы Галлея с космических аппаратов. Но после получения долгожданных снимков обе стороны заявили, что увидели аргументы в пользу своей точки зрения. Почти все новые данные о ядре этой кометы хорошо укладываются и в господствующую концепцию Уиппл а, и в обобщенную, поскольку арахисоподобная форма ядра легко объясняется при помощи последней (см. статью «Место кометы Галлея в общей схеме происхождения комет» в журнале «Космические исследования», 1988, т. 26, вып. 1). Так что было бы глубоким заблуждением полагать, будто не осталось вопросов (в том числе о природе кометных ядер) после первого тура обработки уникальных данных, полученных о комете Галлея в первом десанте пролетных космических аппаратов в 1986 г. Сравнительный анализ множества очень разных комет давно привел серьезных специалистов к выводу, что любую информацию о какой-либо одной комете едва ли можно обобщить на все активные кометы. Установлено, что наблюдаемые характеристики разных комет состоят из индивидуального набора свойств, каждое из которых варьирует от одной кометы к другой в огромном диапазоне.

Каждое наблюдаемое свойство может быть характерным в той или иной мере для многих комет. Поэтому сегодня просто недопустимо обсуждать природу комет, не принимая во внимание те данные, которые были получены с пролетных космических аппаратов о комете Галлея. (Изложению этой информации была посвящена брошюра общества «Знание», 1987, № 9.) В то же время не следовало бы упускать из виду, что в других кометах могут быть обнаружены неизвестные еще причины тех свойств, которые слабо представлены (или вовсе не представлены) в комете Галлея.

КОМЕТНЫЕ ОРБИТЫ И СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБ ИХ ПРОИСХОЖДЕНИИ

Дорогой читатель! Прежде чем мы обратимся к загадочным явлениям из физики комет, наберитесь немного терпения, чтобы бегло познакомиться с некоторыми статистическими данными о кометных орбитах. Эти данные не кажутся на первый взгляд очень интересными. Тем не менее знакомство с ними необходимо по трем причинам. Во-первых, эти данные имеют прямое отношение к вопросу об отличительных особенностях комет от других небесных тел. Во-вторых, они бывают полезными для сравнения разных гипотез о происхождении комет. В-третьих, такая информация о реальных кометах избавит вас от широко распространенных заблуждений, которые перечислены в резюме к этой главе.

Некоторые сведения по статистике кометных орбит. Опубликованное в 1982 г. четвертое издание каталога кометных орбит Б. Марсдена содержит 1109 появлений на небе 710 комет. Из этих 710 только 121 комета (всего 17,5%) характеризуется орбитальным периодом меньшим, чем 200 лет, а 589 комет (82,5%) прошли через нашу планетную систему по орбитам почти параболическим, среди которых имеются гиперболы и долгопериодические эллипсы. Теперь перейдем к главным подробностям о всех перечисленных типах кометного населения.

Кометы с орбитальным периодом менее 30 лет (14,8.%) весьма резко отличаются от остальных комет по наклонению плоскости орбит. Они движутся вокруг Солнца по направлению движения планет, сравнительно мало отклоняясь от плоскости планетной системы. Тем ;не менее пока нет свидетельств в пользу каких-либо систематических различий между ядрами комет короткопериодических и почти параболических по их физическим и химическим характеристикам. Более 100 лет назад была разработана безупречно строгая теория, доказывающая возможность природного преобразования кометных орбит из почти параболических в периодические с одновременным уменьшением их наклонения.

Часто применяемое разделение периодических комет на долгопериодические и короткопериодические нельзя считать ясным и определенным. Граница между ними условна (период 200 лет) и не является общепринятой. Многие специалисты полагают, что в категорию короткопериодических комет следовало бы включить все кометы, которые появлялись в зоне видимости более одного раза.

Теперь обратимся к статистике кометных орбит, которые называют квазипараболическими или почти параболическими. Почему «почти»?

Дело в том, что математически точная парабола – это всего лишь граница между двумя типами других кривых, и на практике она неосуществима, так как ее эксцентриситет не должен отличаться от 1,00000... (0). Сколь угодно малое отклонение эксцентриситета от такого численного значения превращает параболу либо в эллипс, либо в гиперболу.

Разница между этими тремя кривыми очень существенна, но при малых различиях эксцентриситета она бывает заметна только на участках, весьма удаленных от перигелия кометной орбиты (более строго выражаясь, на удалении, в десятки или сотни раз превышающем перигелийное расстояние). Возле же перигелия гипербола и эллипс почти совпадают с параболой. И именно на этом участке сосредоточены все данные наблюдений, тогда как главная часть каждой почти параболической кометной орбиты расположена за пределами той зоны, где комета доступна для телескопических наблюдений.

Во многих случаях эксцентриситет отличается от единицы значительно меньше, чем на 0,0001, и точность вычисления элементов орбиты по наблюдениям кометы не всегда достаточно высока, чтобы с уверенностью определить знак разности е – 1. Тогда исследователи вынуждены полагать численное значение эксцентриситета орбиты приблизительно равным единице. Таких комет известно 316. Орбиты остальных 273 комет из числа почти параболических были рассортированы на эллипсы (169 случаев с е < 1) и на гиперболы (104 случая с е > 1).

Отличия гиперболических кометных орбит от параболы настолько малы, что весьма незначительно превосходят среднюю погрешность тех поправок, которые необходимо ввести в видимые координаты кометы в процессе обработки наблюдений. Наиболее высокие значения эксцентриситета составляют всего лишь 1,006. При этом следует иметь в виду, что речь идет об эксцентриситете той кометной орбиты, какой она стала после гравитационных возмущений от больших планет.

Многие исследователи для множества кометных орбит выполняли тщательный учет этих возмущений, а в последние годы – с использованием самой современной вычислительной техники. В настоящее время можно считать твердо установленным, что все (или почти все) гиперболические кометные орбиты приобрели гиперболический избыток своего эксцентриситета именно в результате возмущений от планет. Поэтому вряд ли следует выделять гиперболические кометные орбиты в отдельную группу из числа почти параболических.

Для построения любой гипотезы о происхождении комет чрезвычайно важен вывод, который был опубликован С. В. Орловым в статьях 1939 – 1941 гг. Его сущность состоит в следующем. Есть основания полагать, что почти все параболические кометы (в том числе все известные гиперболические) являются членами нашей Солнечной системы, поскольку на большой удаленности от Солнца гелиоцентрическая скорость этих объектов (вычисленная по элементам орбит) в десятки раз меньше, чем скорость движения нашего Солнца среди окружающих его звезд. Такое свойство всех зарегистрированных комет говорит о том, что они движутся в межзвездном пространстве вместе с Солнечной системой, а не являются предметами из других миров, пролетающими сквозь нее.

Откуда протянулись к нам почти параболические кометные орбиты и на чем основаны современные представления по этому вопросу? Гипотеза о существовании сферического кометного облака Оорта на периферии зоны гравитационного влияния Солнца настолько широко известна, что едва ли следует здесь ее пересказывать. Можно найти превосходные обзоры работ о кометном облаке и его происхождении, там рассмотрены и оригинальные публикации, и последующие попытки усовершенствовать модель кометного облака на основе данных более новых, чем те, которыми пользовался Я. Оорт.

Мы коснемся только одного факта, который был использован как косвенный признак реальности кометного облака (Я. Оорт, 1950). Распределение почти параболических орбит по аргументу 1/а (т. е. по обратной величине большой полуоси) показывает резкий и узкий максимум. Соответствующее этому пику численное значение 1/а свидетельствует о том, что почти параболические кометы приходят в зону видимости преимущественно с расстояния 2а ≈ (100 – 150) ∙ 10³ а. е.

Из этого же распределения исследователи комет получили еще одну чрезвычайно интересную информацию. Ширина упомянутого пика в 5 – 7 раз меньше по сравнению со средним изменением величины 1/а под гравитационным влиянием планет (при однократном прохождении комет через планетную систему). Это означает, что многие почти параболические кометы наблюдались именно в первом прохождении сквозь зону планетных орбит. Точнее говоря, они не пересекали эту зону после того, как стали членами кометного облака Оорта.

С. В. Орлов пришел к аналогичному распределению, проанализировал аналогичный максимум и обнаружил, что он соответствует приходу комет с расстояния приблизительно 60 тыс. а. е. Это было опубликовано на 10 лет раньше работ Оорта. Однако С. В. Орлов не касался идеи кометного облака, которая к тому времени была не новой, поскольку ее обсуждал Дж. Скиапарелли на рубеже XIX и XX вв.

С. В. Орлов и Я. Оорт использовали для построения своих графиков сведения об орбитах подлинных (первичных, первоначальных – в терминологии разных авторов), элементы которых были найдены из трассы кометы в зоне видимости путем внесения поправок за возмущения от планет. Тем не менее существует значительное расхождение между результатами Орлова и особенно Оорта, с одной стороны, и новыми теоретическими оценками предельно возможных размеров облака Оорта (из соображений устойчивости по отношению к внешним гравитационным полям). По наиболее современным оценкам «вечная» часть облака Оорта могла сохраниться до нашей эпохи в пределах гелиоцентрического расстояния не более чем 30 тыс. а. е. или даже всего 10 тыс. а. е.

Можно показать, что упомянутое расхождение не является доводом против концепции Оорта. В самом деле, новые оценки относятся только к стабильной части облака Оорта, тогда как старые – только к тем кометам, которые вышли за пределы стабильной части облака и поэтому подверглись значительным возмущениям, в противном случае они не были бы переброшены в зону видимости.

Благодаря работам многих исследователей (В. Г. Фесенков, 1922; Э. Ю. Эпик, 1932; А. ван Верком, 1948) было установлено, что гравитационные возмущения от звезд способны оказывать значительное влияние на элементы гелиоцентрического движения тех комет, которые выходят за пределы гелиоцентрической сферы радиусом порядка 10⁴ – 10⁵ а. е. (В наше время учитываются также возмущения от ядра Галактики и от массивных газовых облаков.) Все эти возмущения могут изменять перигелийное расстояние кометных орбит. Резкое уменьшение перигелийного расстояния может привести к прохождению кометы из облака Оорта через зону видимости.

Принимая во внимание все перечисленные аргументы, убеждаемся в следующем. Современные данные позволяют уточнять и видоизменять версию о существовании кометного облака на периферии Солнечной системы, причем полное отрицание этой версии является, вообще говоря, логически неприемлемым, учитывая вполне надежную информацию об отсутствии гиперболических значений эксцентриситета первичных орбит реальных комет (за исключением нескольких сомнительных случаев). Главный же вывод можно сформулировать так: практически все наблюдавшиеся кометы связаны с Солнечной системой по своему движению в межзвездном пространстве. Отдельного обсуждения заслуживает вопрос о том, связаны ли они с Солнечной системой по своему происхождению.

Тот или иной механизм выбрасывания комет в межзвездное пространство может действовать, по-видимому, не только в нашей планетной системе, но и в других, если они существуют. Вопрос о существовании планет и, может быть, комет возле звезд такого класса, как наше Солнце, давно обсуждается в астрономии. Из этого следует идея о возможности прихода комет к нам из окрестностей соседних звезд. Такая идея не нова – вы можете найти ее в популярной книге Б. А. Воронцова-Вельяминова «Очерки о Вселенной», которая выдержала 8 изданий в нашей стране и была переведена на многие языки, и в некоторых научных статьях более чем столетней давности.

Однако с учетом современных данных можно утверждать, что приход комет к нам в зону видимости непосредственно из других планетных систем (то есть без промежуточного захвата в наше облако Оорта), по-видимому, не наблюдался; об этом свидетельствует численная величина больших полуосей первичных орбит практически всех известных комет, за исключением, может быть, двух-трех, оставшихся под вопросом в этом отношении. Данные о сложных особенностях распределения афелиев почти параболических кометных орбит на небесной сфере не могут содержать в себе отмену современных данных о больших полуосях кометных орбит.

История идеи о захвате комет с орбит почти параболических на короткопериодические. В кометной астрономии термин «теория захвата» означает совсем иное понятие, чем в других областях приложения небесной механики. Речь на самом деле идет не о захвате тела с пролетной орбиты на орбиту спутника, а только о преобразовании орбиты спутника Солнца. В предыдущем подразделе были даны убедительные свидетельства в пользу того, что все наблюдавшиеся кометы являются членами Солнечной системы (даже те, которые приходят в зону видимости по орбитам почти параболическим). После пересмотра множества работ об эволюции кометных орбит многие современные специалисты приходят к убеждению, что все кометные орбиты могли произойти из орбит почти параболических. Однако давайте обратимся к истории исследования этого вопроса.

В конце XIX в. американский астроном X. Ньютон разработал теорию преобразования параболических кометных орбит под действием гравитационных возмущений от движущейся планеты. Он доказал, что те кометные ядра, которые пришли в планетную систему по орбитам параболическим и случайно «перебежали дорогу» перед приближающимся Юпитером, должны были перейти на короткопериодические орбиты с прямым направлением орбитального движения и с незначительным наклонением к плоскости орбиты Юпитера. Если же параболическая комета пролетала вблизи орбиты Юпитера вслед за планетой, такая комета получала дополнительную энергию движения и должна быть выброшена из Солнечной системы¹.

¹ Если бы Юпитер был неподвижен, то возмущаемая комета перешла бы с одной параболической орбиты на другую, но тоже параболическую.

Идея оказалась чрезвычайно плодотворной. На основе работ X. Ньютона выросла современная теория гравитационного удара (или пертурбационного маневра), которая эффективно применяется в современной космонавтике для использования гравитации движущихся планет (а движутся они все), как силового механизма при управлении движением космических аппаратов. Благодаря теории пертурбационного маневра достигнута возможность изменять энергию гелиоцентрического движения космических аппаратов без включения реактивного двигателя или с достижением значительного выигрыша в затратах топлива и окислителя. Один из последних примеров использования пертурбационного маневра – разгон КА «Вояджер» в пролете возле Сатурна для сокращения сроков перелета к Урану. Все эти подробности упоминаются здесь для того, чтобы у читателя не возникали сомнения относительно правильности идей X. Ньютона.

В теорию захвата комет внесли свой вклад многие исследователи. К. Д. Покровский в дореволюционной России писал, что короткопериодическая кометная орбита является результатом более чем однократного пролета захваченной кометы возле Юпитера. Это одна из очень важных подробностей современной теории. Вторая значительная подробность заключается в следующем. О. Калландро показал, что планета-гигант может постепенно приблизить к своей орбите такую долгопериодическую комету, которая в перигелии находится дальше от Солнца, чем эта планета. Очевидно, что после такого изменения орбиты комета может подвергнуться более сильному гравитационному возмущению, чем прежде.

Обе эти идеи (после основательного забвения) возродились в работах К. А. Штейнса в СССР и Е. Эверхарта в США. К. А. Штейнс сформулировал «законы диффузии кометных орбит». Е. Эверхарт полагает, что наблюдаемые короткопериодические кометы произошли из ненаблюдаемых долгопериодических, перигелии которых, по его мнению, сконцентрированы возле орбиты Юпитера. Советский астроном Е. И. Казимирчак-Полонская проверила возможности преобразования почти параболических орбит, моделируя движение реальных и вымышленных комет на основе использования метода численного интегрирования. В частности, было показано, что Нептун (в отличие от Юпитера) способен переводить почти параболические кометы на орбиты с обратным направлением движения и с периодом порядка сотни лет. Именно по такой орбите движется, например, комета Галлея.

Однако на протяжении 80 лет гипотеза о преобразовании почти параболических кометных орбит в короткопериодические отвергалась со ссылками на критику, которая (как выяснилось в 60-х годах) сама не выдерживает критики. «Отцы» других идей о происхождении короткопериодических комет стремились доказать, что любая теория захвата комет не соответствует реальной действительности, и указывали на противоречия между следствиями из теории захвата и статистикой короткопериодических кометных орбит. Как показала Е. И. Казимирчак-Полонская, все известные противоречия являются плодом чрезмерного упрощения условий задачи.

Действительно, следовало бы учитывать, что современные орбиты короткопериодических комет являются результатом многоступенчатого (а не одноступенчатого) преобразования первоначальных орбит, поскольку после захвата каждой кометы ее орбита стала периодической, в результате неоднократно подвергаясь возмущениям от Юпитера. Присоединяясь к мнению Е. И. Казимирчак-Полонской и К. Д. Покровского, заметим, что едва ли можно придумать какую-либо вескую причину, которая отрицала бы захват по механизму X. Ньютона, и обсуждать вопрос о роли какого-либо другого процесса можно только в дополнение к этому.

Возможность происхождения современных короткопериодических кометных орбит из орбит почти параболических является бесспорным фактом. Эта информация может служить основой для понимания причины химического, физического и структурного родства кометных ядер с различными типами орбит.

Негравитационные изменения кометных орбит. В движении некоторых периодических комет обнаружены особенности, которые нельзя объяснить действием гравитационного притяжения известными телами Солнечной системы. Эти особенности (вековые ускорения у одних и замедления у других комет), названные негравитационными эффектами, по-видимому, являются результатом действия реактивных сил. В модели Уиппла эти реактивные силы приписываются истечению потоков вещества из кометных ядер при их нагревании (механизм «сублимационной ракеты»). В обобщенной модели такой механизм сохраняется, но к нему добавлен еще один, который может быть более эффективным и способным привести нас к пониманию скачкообразного характера негравитационных изменений кометных орбит.

В заключение этого раздела хотелось бы обратить внимание читателя на следующие главные подробности:

1. Было бы заблуждением выделять в отдельную категорию гиперболические кометные орбиты. Реальные кометы не имеют таких орбит (хотя могут приобрести их после прохождения в окрестностях больших планет, но такие кометы «выбывают из игры»).

2. Все известные кометы участвуют в движении Солнца по отношению к окружающим звездам; таким образом, кометы являются членами Солнечной системы. Нет оснований сомневаться в том, что кометное облако Оорта это реальность, а не миф, хотя имеются основания полагать, что наши представления о свойствах комет в облаке Оорта нуждаются в серьезном пересмотре.

3. Было бы неправильным отрицать возможность превращения почти параболических кометных орбит в короткопериодические, хотя такие события могут быть не очень частыми. После превращения орбиты в короткопериодическую она подвергается значительным изменениям под действием гравитационных возмущений от планет.

4. Вопрос о причинах негравитационных изменений некоторых кометных орбит не следовало бы считать имеющим только одно решение.

Главные отличительные признаки комет и безуспешные попытки усреднить их физическое поведение. Чтобы исследовать физическую природу комет, необходимо прежде всего четко знать, чем они в том же диапазоне размеров и массы отличаются от каких-либо других небесных тел, т. е. прежде всего от астероидов. Этот вопрос не столь прост, как может показаться на первый взгляд. Некоторые исследователи пытались втиснуть свою собственную гипотезу о физическом механизме активности кометного ядра даже в самое определение кометы. Между тем в таком определении требуется использовать только наблюдаемые факты, «очищенные» от истолкования причины этих фактов (иначе будет столько же определений, сколько истолкований).

Универсальное определение может быть таким: главное наблюдаемое отличие комет от астероидов состоит в характерной для комет способности выбрасывать облака газов и пыли. В самом деле, обсуждая вопрос о возможности или невозможности превращения комет в астероиды, астрономы имеют в виду полную утрату кометами их способности проявлять активность. Итак, будем считать, что мы знаем главные отличительные признаки комет.

Надо сказать, что их хорошо знает каждый наблюдатель, который имел дело с поиском комет, – будь то профессионал или серьезный любитель астрономии. Для слабых далеких объектов, когда структура телескопического изображения кометы и астероида практически одинакова, различия, как правило, могут быть выявлены после вычисления орбиты. Типичные же особенности кометных орбит перечислены в предыдущей главе.

Есть еще одна характерная особенность комет, которая заслуживает пристального внимания. Самые тщательные попытки астрономов описать типичный комплекс физического поведения «средней» кометы привели к довольно неожиданному результату. Эта задача оказалась невыполнимой иначе как только в чрезвычайно грубом приближении. Теперь мы понимаем, почему: само понятие «средняя комета» представляет собой нонсенс. Выдающийся советский космогонист Б. Ю. Левин после 40 лет творческой работы по вопросам физики, динамики и происхождения комет и астероидов пришел к убеждению, что понятие типичного кометного ядра является весьма неопределенным, так как разные кометы показывают удивительное разнообразие свойств (см. статью Б. Ю. Левина в журнале «Известия АН СССР; сер. «Физика Земли», 1982, № 6).

Процитируем несколько фраз из впечатляющего своей колоссальной информативностью научного обзора, который подготовили в 1975 г. американские ученые Р. Ньюборн и С. Галкис при участии 22 других астрономов: «Любая попытка рассмотреть «среднюю комету» и предсказать ее поведение имеет только статистический смысл. Кометы – индивидуальные образования. Их поведение есть сложная функция... Общепринятой модели комет не существует. Наиболее широко распространенной является модель ледяного конгломерата Ф. Л. Уиппла. Она хорошо соответствует «средней комете».

Если вернуться к началу цитаты, можно понять, что авторы обзора констатируют недостаточно универсальное соответствие между уиппловской моделью и реальными кометами, хотя они и высказывают это в неявном виде и в крайне учтивой форме по отношению к своему прославленному соотечественнику.

Формы и спектры комет в зависимости от гелиоцентрического расстояния. На расстоянии от Солнца (гелиоцентрическом расстоянии) более 3 а. е. кометы имеют астероидоподобный вид, их блеск настолько слаб (за редкими исключениями), что наблюдать находящиеся на таком удалении от нас кометы удается, как правило, только на телескопических фотоснимках, полученных с длительной экспозицией, а в последние годы – с новыми усилителями яркости изображения.

По мере приближения кометы к Солнцу становится заметной диффузная кома вокруг кометного ядра. Принято считать, что образование комы начинается на гелиоцентрическом расстоянии около 3 а. е. Но есть основания подозревать, что появление комы вокруг приближающихся комет соответствует «порогу видимости», а не началу комообразования. Иначе говоря, не исключена возможность того, что скопление пыли вокруг ядра (как центральная часть будущей головы кометы) существовало до обнаружения этого скопления астрономическими средствами.

После появления комы ее линейные размеры увеличиваются, и это происходит вплоть до гелиоцентрического расстояния около 1,4 а. е. Последующее приближение кометного ядра к Солнцу сопровождается сжатием комы, несмотря на возрастание ее суммарного блеска. На расстоянии приблизительно 1,5 а. е. от Солнца или на несколько меньшем комета приобретает хвост из ионизованных газов и плазмы. Что же касается пылевых хвостов, то у большинства комет они становятся заметными на расстоянии примерно 1 а. е. от Солнца.

Дальнейшее физическое поведение кометного ядра резко зависит от величины перигелийного расстояния его орбиты, которое у всех комет совершенно различное. Само собой разумеется, что чем меньше это расстояние, т. е. чем ближе к Солнцу, тем выше блеск кометы и тем более эффектный вид имеет небесное зрелище. Однако в каждом конкретном случае нельзя использовать это правило для уверенного прогнозирования, так как способность комет проявлять активность подвержена непонятным капризам (хотя едва ли можно сомневаться в том, что природа никогда не нарушает своих собственных законов).

На трассе удаления кометы от Солнца ее физическое поведение проходит через те же стадии в обратной последовательности. Впрочем, так можно сказать только в весьма грубом приближении; в нескольких хорошо исследованных случаях с полной определенностью установлены резкие отклонения от симметрии не только в сроках изменений, но и в их сущности. Такой особенностью (и не только этой) обладает, например, короткопериодическая комета Энке.

Важным источником информации для изучения природы кометных ядер являются спектральные исследования. Даже в спектрах комы и кометных хвостов содержится зашифрованная природой информация о некоторых характеристиках кометного ядра. Спектрография ядерной области (включая внутреннюю часть комы) показала, что для нее характерен континуум, т. е. непрерывный спектр. Фраунгоферовы линии поглощения в нем подтверждают, что это – солнечный свет, отраженный холодной поверхностью твердого вещества. Такой спектр является надежным свидетельством присутствия твердых частиц в наблюдаемом объекте. В спектрах внешней части комы и некоторых кометных хвостов отчетливо видны яркие линии (эмиссии), характерные для газообразного вещества.

Таким образом, можно считать твердо установленным фактом то, что, во-первых, твердые частицы присутствуют возле ядра по крайней мере многих комет (если не всех), во-вторых, как показывают спектры, некоторые части ядра (и возможно, твердые частицы возле него) являются источниками газов. В открытом космосе газ быстро расширяется, и молекулы уже не сталкиваются между собой, а распадаются под действием излучения Солнца. Продуктами этого распада являются более простые молекулы, свободные радикалы и отдельные атомы. Почти все они довольно быстро теряют электрон и становятся ионами.

Излучении всех этих частиц является их «визитной карточкой», которую мы видим на спектрограммах. Составляя перечень наблюдаемых продуктов распада, специалисты пытаются вывести заключение о химическом составе «родительских молекул», чтобы узнать, из каких химических соединений состоит кометное ядро. Почти все данные о химическом составе «родительских молекул» являются до настоящего времени не более чем гипотетическими, несмотря на некоторые первые успехи.

Различия в изменении спектров по мере приближения комет к Солнцу свидетельствуют о резких различиях в природе ядра разных комет, причины которых недостаточно исследованы. У некоторых комет пылевая часть комы остается слабой, и свет от нее перестает быть заметным на спектрограммах с возрастанием яркости эмиссионных полос. У других комет непрерывный спектр сохраняет свое преобладание в обширной области возле ядра.

В описаниях поведения комет в зависимости от их приближения к Солнцу можно найти подробности о тех границах, при пересечении которых происходят изменения в кометном спектре. Первыми появляются признаки молекул циана CN (в фиолетовой системе спектральных полос около длины волны 388 нм), когда до Солнца остается приблизительно 3 а. е. На гелиоцентрическом расстоянии около 2 а. е. возникают эмиссии трехатомной молекулы углерода С₃ (около длины волны 405 нм), двухатомной молекулы С₂ (около длины волны 563,6 нм) и альфа-аммония NH2 (несколько слабых полос в ближней инфракрасной и в видимой части спектра). Свечение этих компонентов сконцентрировано в менее обширной области возле кометного ядра, чем свечение CN.

На гелиоцентрическом расстоянии 1,8 а. е. появляются принадлежащие С2 спектральные полосы Свана (сначала около длины волны 473,7 нм, затем около 516,5 нм). Область свечения двухатомного углерода больше, чем трехатомного, но не столь велика, как область свечения CN. На расстоянии около 1,5 а. е. от Солнца появляются другие полосы С₂ и CN и могут быть видны признаки тех свободных радикалов, которые обычно присутствуют в комете (ОН, NH, СН и др.).

Эмиссии в спектрах кометных хвостов состоят из полос ионизованных молекул СО⁺, N₂⁺ и СО₂⁺ с несколько меньшим вкладом от СН⁺ и ОН⁺. Когда до Солнца остается 0,7 а. е., в эмиссии может появиться D-линия натрия (589 – 589,6 нм). В редких случаях комета проходит возле Солнца на расстоянии меньше чем 0,2 а. е.; тогда облучаемая поверхность подвергается нагреву до температуры настолько высокой, что в спектрах кометы видны эмиссионные линии многих металлов и других химических элементов.

В этом разделе речь идет о среднестатистическом поведении комет. Так что ни одна конкретная комета (а тем более ни один конкретный теоретик) не несет никакой ответственности за поведение всех других комет. Ведь кометы выбирают себе правила поведения, совершенно не считаясь с общим мнением о том, какая из теорий заслуживает большего внимания. Ясно только одно: из всех комет лишь немногие обладали хорошо заметными признаками ионного хвоста на расстоянии от Солнца более чем 1,5 – 2 а. е. Одним из выдающихся исключений второй половины XX в. была комета Хьюмасона (1962 VIII). Ее бурная активность имела особенности, спектр тоже. В спектре хвоста кометы Хьюмасона была видна сильная эмиссия СО⁺, когда ядро находилось на гелиоцентрическом расстоянии 5 а. е., а на расстоянии 2,5 а. е. преобладающие эмиссии принадлежали СО⁺ и N₂⁺.

Парадоксальные типы проявления кометной активности. Рассматривая особенности физического поведения комет, можно найти большую коллекцию фактов об их активности, которым слишком тесно в рамках уиппловской модели кометного ядра. Нельзя сказать, что неблагополучное положение дел с объяснением этих фактов не было известно ранее; и тем не менее в течение многих лет это оставалось за пределами серьезного внимания научной общественности. Чтобы показать далеко не полное соответствие между представлениями модели Уиппла и наблюдательными данными, перечислим несколько особых форм кометной активности (этот перечень мы сопровождаем только самыми необходимыми пояснениями).

1. Дискретный (а не монотонный) характер активности кометных ядер, который выражен в различной мере у очень многих комет, хотя, может быть, не у всех. Убедительным свидетельством дискретности выбросов твердого мелкодисперсного вещества являются «синхроны» в пылевых кометных хвостах (см. рисунок на последней странице обложки). Это узкие полосы, геометрическая форма которых говорит об одновременности выброса каждой пачки твердых частиц, различных по размерам. Дискретные выбросы газообразного вещества сопровождаются образованием светящихся «галосов», которые расширяются вокруг ядерной области, подобно надуваемому мыльному пузырю.

На малых расстояниях от Солнца любая активность кометного ядра не озадачивала многих современных специалистов, которые старались сгладить впечатление дискретности, «размазать» явления по шкале времени по крайней мере до нескольких часов. Однако бурная активность некоторых комет в холодной зоне Солнечной системы, например, комета Хьюмасона 1962 VIII, (рис. 1), комета Боуэлла 1980 b и, бесспорно, дискретный характер их активности – все это наводило на серьезные размышления.

Почти в чистом виде дискретная активность наблюдается у короткопериодической кометы Швассмана–Вахмана 1. Это небесное тело внезапно выбрасывает дисперсное вещество, окружая себя облаком пыли. Облако рассеивается через несколько недель. Выбросы случаются от двух до пяти раз в год. Такая активность не прекращается с момента открытия кометы в 1927 г. Никак не укладываясь в гипотезу, объясняющую дискретность выбросов периодическими пульсациями температуры в связи с вращением ядра, наблюдаемые явления свидетельствуют о существовании другого механизма. Такова информация по одному только первому пункту нашего перечня. Перейдем теперь ко второму.

2. Преобладание твердых частиц (а не газов) в выделениях из ядра некоторых комет требует пересмотреть или дополнить глубоко укоренившиеся представления о том, что пыль выделяется с поверхности кометного ядра вследствие бурной сублимации загрязненных льдов (например, Большая комета Вискара (1901 I) и уже упоминавшаяся комета Швассмана–Вахмана 1). Непрерывный спектр без признаков эмиссионных линий показали и выбросы из короткопериодической кометы Холмса в ее первом появлении (1892 III).

3. Деление кометного ядра. Этот феномен (см. рисунок на первой странице обложки) часто называют весьма неудачно «распадом» ядра. За термином «распад» скрывается предположение о превращении кометы в метеорную пыль. На самом же деле нет веских оснований говорить о полном разрушении разделившихся комет, так как потоки метеорных тел существуют даже на орбитах «ныне здравствующих» комет. Речь идет именно о делении кометного ядра на две или на несколько частей, которые разлетаются с начальной скоростью порядка 1 м/с. Эти вторичные ядра, по-видимому, являются относительно крупными частями, судя по тому факту, что их первоначальный блеск мало уступает блеску исходного ядра.

Примеры таких комет известны с глубокой древности. Яркая комета, наблюдавшаяся в 372 г. до н. э., разделилась на две части. Другие случаи деления комет перечислены в таблице. В нее включены только те кометы, сведения о вторичных ядрах в которых астрономы считают бесспорно подтвержденными. Этот список дает возможность интересующимся лицам найти подробности о наблюдавшихся явлениях в оригинальных публикациях.

Перечень ярких комет, наблюдавшиеся признаки деления которых специалисты не подвергают сомнению

Первооткрыватели кометы	Регистрационный номер появления	Перигелийное расстояние, а. е.	Период, лет	Эксцентриситет	Наклонение, градусы
Биела	1846 II	0,85644	6,60	0,75660	12,6
Лье (Лиас)	1860 I	1,19888	–	1,0	79,7
Фай	1881 I	1,73812	7,56	0,5490	11,3
Крулс	1882 II	0,00775	759	0,99991	142,0
Савертал	1888 I	0,69877	–	0,99587	42,2
Дэвидсон	1889 IV	1,03972	–	0,99761	66,0
Брукс	1889 V	1,94983	7,07	0,47080	6,1
Джакобини	1896 V	1,45475	6,65	0,58848	11,4
Свифт	1899 I	0,32658	–	1,00036	146,3
Копф	1905 IV	3,33988	–	1,00151	4,3
Кэмпбелл	1914 IV	0,71276	–	0,99866	77,8
Меллиш	1915 II	1,00529	–	1,00015	54,8
Тэйлор	1916 I	1,55812	6,37	0,54643	15,5
Уиппл–Федтке– Тевзадзе	1943 I	1,35365	–	0,99220	19,7
Южная комета (обнаружена многими)	1947 XII	0,11003	–	0,99955	138,5
Хонда	1955 V	0,88462	–	1,00095	107,5
Виртанен	1957 VI	4,44726	–	1,00274	33,2
Икейя–Секи	1965 VIII	0,00779	880	0,99992	141,9
Вилд	1968 III	2,60907	–	1,0	135,2
Таго–Сато– Косака	1969 IX	0,47264	–	0,99992	75,8
Когоутек	1970 III	1,71908	–	0,99912	86,3
Вест (Уэст)	1976 VI	0,19666	–	0,99997	43,1

Уиппловская модель кометного ядра не помогает объяснить такое явление, но и игнорировать его нельзя.

Одни случаи деления комет сопровождались временным всплеском отражательной способности главного ядра (точнее говоря, ядерной области кометы), другие – нет. Все вторичные ядра обладают свойствами активных комет в течение некоторого времени. Однако их блеск пульсирует и активность быстро угасает.

Кроме образования долгоживущих вторичных ядер, случаются выбросы ложного ядра, т. е. компактного облачка, в котором ядро, по-видимому, отсутствует. Скорость выброса ложного ядра несколько сотен метров в секунду, а срок его жизни порядка несколько десятков часов. Такой выброс наблюдался возле ядра кометы Галлея, он был зарегистрирован на многих южных обсерваториях с 31 мая по 4 июня 1910 г. Это явление не уникальное, оно типично для многих комет; тем не менее относится к числу явлений совершенно недостаточно исследованных.

4. Непредсказуемые «вспышки» блеска ядерной области некоторых комет, хотя термин «вспышка» здесь не очень удачен, так как всплеск яркости продолжается не менее чем несколько суток. Например, у кометы Энке возрастание блеска длится от 4 до 6 сут, затем следует спад блеска вдвое более продолжительный. Во время таких «вспышек» блеск ядерной области различных комет возрастает в разной мере. Иногда в несколько раз, а иногда с весьма высокой амплитудой, которая достигает 9 – 10 звездных величин (т. е. в 4 – 10 тыс. раз). Во время некоторых «вспышек» наблюдателям удавалось различить появление вокруг ядра светлой оптически плотной оболочки, которая быстро расширялась. Это хорошо заметно было на примере короткопериодической кометы Швассмана–Вахмана 1. По-видимому, мы имеем дело с временным всплеском той характеристики кометы, в которую входит произведение отражательной способности твердого вещества на его суммарную поверхность (конечно, с учетом дополнительных факторов).

Такие явления были замечены астрономами, начиная по крайней мере с первой половины XIX в. Обратимся теперь к наблюдениям. Комета 1818 II – одна из многих комет, открытых Ж. Л. Понсом; значительные колебания ее блеска отметили Г. Ольберс и И. Энке. Один из свежих примеров – короткопериодическая комета Туттля–Джакобини–Кресака (1973 VI); она наблюдалась в 6 появлениях начиная с 1858 г. В мае и июле 1973 г. комета дала две «вспышки»; амплитуда возрастания блеска достигла 9-й звездной величины. Довольно большой каталог «вспышек» блеска комет с 1847 по 1975 г. читатель может найти в книге Д. А. Андриенко и В. Н. Ващенко «Кометы и корпускулярное излучение Солнца» (М.: Наука, 1981).

«Вспышки» блеска некоторых комет сопровождались делением ядра. К настоящему времени известно 7 таких комет: Савертал (1888 I), Свифт (1899 I), Южная комета (1947 XII), Хонда (1955 V), Виртанен (1957 VI) Икейя–Секи (1965 VIII), Когоутек (1970 III). Все они не периодические.

5. В активности некоторых ярких комет наблюдались внезапные перерывы продолжительностью в несколько десятков часов. Например, комета Галлея в 1453 г. на некоторое время осталась «бесхвостой», после чего хвост у нее «вырос» снова. Такие же случаи встречаются в старинных описаниях некоторых других ярких комет.

6. Зарегистрированы многочисленные случаи, когда ядро кометы содержало в себе несколько ярких точек или имело вид «звездной кучи», например комета 1661 г. по наблюдениям Яна Гевелия в оптическую трубу, короткопериодическая комета Туттля 1 (1790 II), короткопериодическая комета Борелли (1932 IV). Несколько центральных конденсаций имела комета Кахо–Козик–Лис (1936 III). Мы не видим оснований, чтобы относиться к таким наблюдениям с недоверием.

7. Наблюдалась веретенообразная форма «фотометрического ядра» у некоторых комет. В короткопериодической комете Швассмана–Вахмана 3 (1930 VI) центральная конденсация яркости имела вид галактики в ракурсе «с ребра». В Великой сентябрьской комете 1882 г. наблюдатели отмечали веретенообразную форму ядра, а в нем можно было различить несколько сгустков вещества; через некоторое время после этого комета разделилась на несколько частей.

Все перечисленные здесь «аномалии» в поведении комет было бы ошибкой считать уникальными. Каждая разновидность «аномалии» встречается по крайней мере у нескольких разных комет. Очевидно, мы имеем дело с разновидностями физического поведения, типичными для целой группы объектов. Различные комплексы кометной активности могут быть связаны с типовыми отличиями в строении ядра разных комет. Каждая особенность не является уникальной, но весь набор особенностей индивидуален.

Те кометы, в физическом поведении которых выявляется хотя бы один из вышеперечисленных феноменов, можно характеризовать как особо активные в отличие от комет, которые не имеют заметных особенностей и, как правило, обладают значительно более слабым блеском. Наблюдаемые свойства особо активных комет весьма трудно втиснуть в рамки современных представлений о кометном ядре как об одиночной глыбе, которая состоит из замороженных летучих веществ с прослойками пыли из каменистых минералов. Трудно согласиться, что перечисленные особые проявления кометной активности могут быть связаны только с перегревом ядра (тем более, если комета находится на расстоянии 4 а. е. или еще дальше от Солнца).

В течение многих лет, пытаясь объяснить такие явления, специалисты построили огромное количество умозрительных гипотез, из которых многие скорее загромождают путь к истине, чем способствуют продвижению к ней. В рамках господствующей ныне концепции эти явления остаются парадоксами. Заметим, что парадоксы существуют только тогда, когда мы обвиняем в противоречивости систему наблюдаемых фактов, а их истолкование считаем непогрешимым.

Чтобы найти путь к устранению логических парадоксов, требуется переставить противоречие в схеме рассуждений на другое место, а именно на его законное место между данными наблюдений, с одной стороны, и между той теорией, которая привела к парадоксам,– с другой. По-видимому, такая теория содержит в себе неправильное истолкование причин хотя бы одного из важнейших наблюдаемых фактов или она опирается на ошибочное предположение из числа тех, которые в явном или в неявном виде были использованы в логической схеме, ведущей к парадоксам.

Наблюдаемое поведение некоторых комет давно наводило специалистов на мысль о существовании внутренних источников собственной энергии кометного ядра. Вопрос о физической природе источников этой энергии привел к появлению множества различных гипотез на основе самых экзотических предположений. Этот вопрос остается предметом дискуссий в рамках традиционных представлений, следующих из модели Уиппла.

ИСТОРИЯ ПОПУЛЯРНОЙ МОДЕЛИ КОМЕТНОГО ЯДРА ИЗ ЛЬДОВ

Концепция Уиппла с нашими комментариями. Вопрос о приоритетах. Научной концепцией мы будем называть совокупность взаимосвязанных гипотез, придерживаясь мнения, что термин «теория» имеет другой смысл.

В 1950 г. Ф. Л. Уиппл (США) предложил новую в то время модель кометного ядра, которую 30 лет спустя он формулировал так: «Комета представляет собой ком грязного снега в космосе. При сублимации льда под действием солнечного излучения с кометы уносится пыль, и мы наблюдаем свечение газов в коме, ионов – в хвосте, а также рассеяние солнечного света пылью».

Мы давно привыкли к такому разъяснению и начали воспринимать его как определение кометы. Между тем следовало бы обратить внимание, что это тот самый случай, когда перед нами на самом деле вовсе не определение кометы, а формулировка научной концепции с малозаметными, но присутствующими в ней гипотезами. Может быть, они соответствуют реальной действительности, тем не менее было бы преждевременным считать их проверенными. Кометы еще могут преподнести нам сюрпризы – так считает сам Ф. Л. Уиппл (см. эпиграф к брошюре).

Излагая мнение Уиппла, мы не будем пересказывать его из книг, статей и докладов других авторов. Обратимся непосредственно к первоисточникам. Тогда выявляются подробности, поразительно новые даже для некоторых астрономов, и мы обнаруживаем, что подлинная информация о том вкладе, который внес в кометную астрономию Ф. Л. Уиппл, отличается от той информации, которая стала давно привычной для молодого поколения.

Имеется превосходная аналогия. Может быть, некоторые читатели старшего поколения помнят детскую игру в «испорченный телефон»? (Телефон для этой игры не требовался – это было в далекие военные годы, когда телефонов в нашей стране было слишком мало, а детскими игрушками были гильзы от патронов и фантики от довоенных конфет. Но посмеяться от всей души дети любили и тогда тоже, на радость озабоченным взрослым.) Игра незамысловатая: короткое сообщение пересказывается от одного к другому по круговой цепочке шепотом на ушко, по возможности, в других словах. Наконец, завершив полный круг, сообщение проходит через каждого участника игры повторно, часто вызывая смех накопившимися искажениями по сравнению с первоначальным сообщением.

В научной статье, опубликованной в марте 1950 г. в «Астрофизикл Джорнэл» (т. 111, № 2), Ф. Уиппл изложил основы своей научной концепции с необходимыми отсылками к работам своих предшественников, которые в дальнейшем более не упоминались. Такое вполне естественное желание не повторять дважды некоторые подробности, сказанные один раз, мало-помалу привело к искажению исторической правды в пересказах этой работы на основе других пересказов.

Мы считаем важным обратить внимание читателя на то, что важнейшим элементом основополагающей работы Ф. Л. Уиппла является количественное решение одной вспомогательной задачи. Ф. Уиппл выполнил количественную разработку гипотезы, сущность которой прекрасно объяснил в своей книге Н. Колдер. Под действием нагрева кометного ядра солнечными лучами возникает струя пара, выбрасываемая в направлении, слегка смещенном от направления на Солнце. Подобно вспомогательным двигателям космического корабля, этот пар создает для кометы тягу в противоположном направлении. Эта тяга может действовать либо как тормоз, либо как ускоритель, в зависимости от того, на какой части солнечной стороны ядра преобладает «выкипание»: на передней или на задней по отношению к движению кометы. Это зависит от осевого вращения ядра. Из наблюдаемого реактивного эффекта можно вычислить долю массы, которую теряет комета за одно прохождение через перигелий.

Решение этой задачи, которое опубликовал Уиппл в 1950 г., во всех главных подробностях аналогично опубликованному в 1948 г. в статье советского астронома А. Д. Дубяго («Астрономический журнал», т. 25, вып. 6)¹.

¹ Ф. Л. Уиппл упомянул эту статью, кратко изложил ее содержание и добавил, что он обратил на нее внимание при завершении своей работы. Таким образом он заявил, что его исследование было выполнено независимо. Тем не менее нам не следовало бы забывать о приоритетной работе нашего соотечественника, которая была выполнена на профессиональном уровне самых высоких образцов своего времени.

Александр Дмитриевич Дубяго (1903 – 1959) нашел в старой научной литературе «хорошо забытую» к тому времени идею Ф. В. Бесселя о реактивном действии выбросов вещества из комет. Со ссылками на первые публикации такой идеи в «Астрономише Нахрихтен» за 1836 г. А. Д. Дубяго выполнил количественную разработку этой гипотезы для объяснения наблюдаемых негравитационных эффектов в движении пяти короткопериодических комет: Энке, Биелы, Брукса, Виннеке и Вольба 1. Вычислив относительную потерю кометной массы за одно прохождение кометы через перигелий, он пришел к выводу о непригодности распространенных в то время представлений о десорбционном физическом механизме кометной активности для объяснения наблюдаемых эффектов на основе гипотезы о собственной реактивной силе кометы.

Тем не менее принцип объяснения, предложенный Бесселем, оставался весьма привлекательным. Других гипотез попросту не было. Однако потребовалось найти другую причину возникновения реактивных сил, что и сделал через два года Ф. Л. Уиппл, предложив использовать идею о легко испаряющихся льдах в кометном ядре. Но и эта идея тоже была известна раньше; Уиппл указал ее авторов, хотя не всех, а только западных, упустив из виду работы советских ученых. Ф. Л. Уиппл сослался на статьи американского астронома Н. Бобровникова (в журнале «Ревю Модерн Физикс», 1948, т. 14, с. 164) и бельгийца П. Свингса («Анналес Д’Астрофизик», 1948, т. 11, с. 124), где были выведены возможные «родительские» молекулы: двуокись углерода, водяной пар и аммиак, обломками которых могут быть наблюдаемые в кометных спектрах радикалы СО, ОН и NH.

Со ссылкой на мнение П. Свингса Ф. Уиппл пишет о том, что указанные «родительские» вещества могли бы существовать в твердом состоянии внутри кометных ядер. Далее Ф. Уиппл замечает, что наблюдаемые в кометах группы СН и СН₂ можно связать с такими родительскими молекулами, как СН₄ (метан). Заметим, что эта подробность – вместе со всеми предыдущими – содержится в статьях С. К. Всехсвятского («Астрономический журнал», 1947, т. 25, вып. 4) и Б. Ю. Левина («Природа», 1949, вып. 10).

В чем же тогда выражается собственный вклад самого Уиппла?

Главная заслуга Ф. Л. Уиппла состоит в том, что он объединил две гипотезы: гипотезу Ф. В. Бесселя (по следам детальных разработок А. Д. Дубяго) и гипотезу Н. Бобровникова – П. Свингса, дополнив ее предположением о высоком относительном содержании указанных ими льдов. В итоге такого синтеза получилась новая, плодотворная концепция, которую Уиппл использовал как основу для более или менее успешного объяснения наблюдаемых свойств многих комет.

Быстрый рост моды на уиппловскую модель кометного ядра привел к выплескиванию в реку забвения всех других идей без разбору вместе с аргументами, на которых они были основаны. Чтобы показать читателю истоки других гипотез, напомним, какие модели кометного ядра обсуждались специалистами в 40-х годах XX в.

Их было несколько, и в их основе лежали наблюдения комет, наблюдения метеорных «дождей», связанных с потоками пыли вдоль кометных орбит, а также лабораторные исследования упавших на Землю метеоритов (хотя многие крупные метеориты или по крайней мере некоторые из них едва ли являются родственниками комет). На базе таких данных сформировалось мнение о каменистом составе кометных ядер, о сорбированных в них газах и о десорбции газов при нагревании ядра излучением Солнца.

Б. А. Воронцов-Вельяминов в 1946 г. попытался объяснить высокую интенсивность десорбции газов из комет при помощи предположения о том, что десорбирующая поверхность кометных ядер в сотни раз больше, чем их отражающая поверхность. Отвергая широко известную (но недостаточно отчетливую во многих подробностях) идею о модели кометного ядра как о компактном рое мелкой пыли, Б. А. Воронцов-Вельяминов остановился на другой модели ядра, которая представляет собой скопление огромного количества 150-метровых глыб.

Эта гипотеза подверглась предварительному анализу в работах А. Д. Дубяго, где было отмечено, что заключение о размерах отдельных тел в рассмотренной модели покоится на довольно шатких основаниях, но были изложены дополнительные аргументы в пользу возможности множественной структуры кометных ядер. А. Д. Дубяго искал физический механизм выбрасывания каменистой пыли из комет в метеорные потоки. Он говорил о медленных соударениях массивных глыб в множественном ядре, но полагал (без детального рассмотрения), что это не приведет к заметным разрушениям.

Через четверть века после кончины А. Д. Дубяго эти идеи были возрождены на основе новых данных, когда появилась гипотеза о происхождении и эволюции двойных и множественных кометных ядер. Новые попытки развивать такие идеи начали давать обильный «урожай» в виде простого и ясного истолкования многих загадочных явлений.

Прозорливые идеи А. Д. Дубяго были проигнорированы не только на Западе (где во времена маккартизма лишь отчаянные люди могли позволить себе положительное упоминание о работах советских ученых), но даже в родном отечестве. Статьи А. Д. Дубяго «молчат» на полках научных библиотек, тогда как работы, опубликованные в США, громко обсуждаются на международных симпозиумах и наперебой пересказываются в многотиражной прессе, отражаясь и в советской прессе тоже, когда она освещает зарубежные новости.

Но вернемся к изложению и обсуждению главных подробностей модели Уиппла. Определяя потери массы комет за один орбитальный период, Ф. Л. Уиппл использовал гипотезу о почти сферической форме кометного ядра. Он имел в виду кометное ядро, состоящее из одного тела, хотя в описаниях модели ядра это предположение присутствует только в неявном виде как само собой разумеющееся. Такое предположение выявляется из формул, использованных Ф. Л. Уипплом при вычислениях радиуса кометы Энке. Обсуждая вопрос о плотности кометного вещества и количестве тепловой энергии, затрачиваемой на превращение льдов в пар, Ф. Л. Уиппл принимает для этих величин значения 1,0 г/см³ и 450 кал/г.

Ф. Л. Уиппл полагает, что примесь метеорных материалов должна составлять приблизительно ⅓ массы кометного ядра или менее. Остальные ⅔ массы должны быть главным образом замороженными гидридами углерода, азота и кислорода. Он постарался все сделать так, чтобы ожидаемая реакция его кометной модели на солнечное облучение не противоречила бы данным Н. Бобровникова (США), который нашел, что в спектрах определенных комет линии натрия становятся чрезвычайно сильными, как только равновесная температура поверхности ядра достигает 0°С. Интенсивное же образование паров натрия из твердого вещества при столь низкой температуре Ф. Л. Уиппл объясняет тем, что атомы натрия и молекулы его соединений находятся в льдах кометного ядра. Тогда сублимация метаноаммиачных и углекислотных льдов плюс диссоциация освобождающихся молекул может привести к появлению парообразного натрия, дающего в спектре «ометы дублет линий 589 – 589,6 нм.

Задолго до того как в спектрах комет были обнаружены спектральные полосы водяного пара, аммиака и метана, Ф. Л. Уиппл отметил, что даже отсутствие их наблюдаемых признаков не может накладывать предел на высокое относительное содержание этих химических соединений в кометных ядрах, потому что эти газы – плохие излучатели в фотографической, в визуальной и даже в далекой красной областях спектра. Что же касается относительного содержания в кометах таких элементов, как водород, углерод, азот и кислород, Ф. Л. Уиппл произвольно полагает, что оно соответствует составу того вещества, из которого произошли планеты-гиганты.

По вопросу о количестве каменистых материалов Ф. Л. Уиппл упоминает мнение Гаррисона Брауна, который в беседах с Ф. Л. Уипплом настаивал, что в ядрах комет содержится 0,21 метеорного материала, а не ⅓. В дальнейшем Ф. Л. Уиппл вместе со своими последователями пытался совершенствовать свою модель кометного ядра и по химическому составу, и по внутреннему строению. Она приобрела вид «слоеного пирога» из грязного снега с каменистой пылью и с минеральной коркой, а затем с дополнительными особенностями.

Нет сомнения в справедливости утверждения о том, что концепция Ф. Л. Уиппла является хорошо разработанной к настоящему времени. Ее уточняли, расширяли и надстраивали сотни людей в течение десятков лет. Но нам не следовало бы смешивать физико-математическую разработанность с логическим обоснованием концепции. Внимательно пересматривая опорные предпосылки уиппловской модели кометного ядра и построенные на них выводы, давайте еще раз проверим надежность и единственность решения, не упуская из виду также свойства реальных комет.

1. Тезис о присутствии льдов летучих веществ в кометном ядре помог Уипплу свести концы с концами в количественной разработке гипотезы о реактивном действии выбросов из кометы на основе предположения о том, что механизм выбросов является сублимационным. Прокомментируем этот момент. Сублимационный механизм помогает объяснить наблюдаемое поведение многих комет. Но сейчас трудно согласиться, что этого достаточно для понимания тех комет, которые показывают особые проявления активности (см. предыдущий раздел). Заметим, что к числу таких комет принадлежит и сама комета Энке. В частности, недостаточно ясным в рамках модели Уиппла остается непредсказуемо скачкообразный характер негравитационных изменений орбиты комет Энке и др. Впрочем, сумма информации в 1950 г. позволяла допустить, что Ф. Л. Уиппл прав.

2. После широкого распространения модели Уиппла в астрономии надолго возобладали представления об одиночной структуре кометного ядра. Однако внимательный подход показывает, что тезис об одиночной структуре ядра не является обязательным следствием из тех данных, из которых он был получен. Давайте рассмотрим комету с ядром, представляющим собой двойную или планетарную систему тел (такие системы описаны в следующей главе). Как повлияет на гелиоцентрическую кометную орбиту реактивная сила, действующая только на одно главное тело в такой системе?

Можно показать, что массивный реактивный фрагмент не ускользнет от своих спутников, хотя их кометоцентрические орбиты могут слегка измениться. Допустим, что в реактивном фрагменте сосредоточена значительная часть массы ядра. Тогда орбита составного ядра подвергнется приблизительно таким же изменениям, как орбита одиночного «снежного кома». Таким образом, предположение об одиночной структуре ядра кометы Энке оказывается логически несостоятельным. Следовательно, нет уверенности, что Ф. Л. Уиппл был прав в своем предположении об одиночной структуре ядра даже в отношении тех комет, которые послужили для него образцами.

После того как модель Уиппла приобрела большую популярность, эта маленькая ошибка стала выполнять роль большого шлагбаума, который долго преграждал путь к исследованиям двойного ядра, т. е. в одном из перспективных направлений. Только после 1980 г. за этот ложный шлагбаум попытались заглядывать отдельные «чрезмерно самостоятельные» исследователи сразу в нескольких странах. Среди таких специалистов, рискнувших пойти против общепринятых мнений, одним из первых был... сам Ф. Л. Уиппл.

Но это было ненадолго: в 1982 – 1983 гг. Ф. Л. Уиппл не стал спорить с ультраприверженцами традиционной концепции, ведь они успели построить на ней собственный успех, притом весьма солидный и спокойный (как в США, так и за их пределами).

О причинах и последствиях быстрого успеха, широкой популярности и долгой жизни концепции о «снежной глыбе». Быстрый успех модели Уиппла едва ли был случайным, так же как ее огромная и долгая популярность, которая не убывает и поныне. Ф. Л. Уиппл, безусловно, выдающийся ученый и активно владеет методами как небесной механики, так и астрофизики, что редко сочетается в современных ученых. Но это не всегда приводит к признанию ваших идей в науке, даже если они этого заслуживают. Победоносному продвижению модели Уиппла способствовали по меньшей мере три благоприятных обстоятельства.

Во-первых, в науке о кометах назревала потребность в замене концепции с учетом новых данных и новых идей. Во-вторых, историческая обстановка в первые годы после второй мировой войны вынуждала США находить любой повод, чтобы рекламировать американские достижения во всех областях прогресса (в стремлении лидировать в соревновании с Западной Европой, а главное, заглушить любую информацию о достижениях СССР). Вопросы национального престижа возведены в США в ранг государственной политики.

Конечно, это должно быть предметом гордости граждан такой страны, которая заботится об этом. «Наша мечта – всегда быть первыми, чего бы нам это ни стоило», – ответил американский гражданин корреспонденту советского телевидения на вопрос о его личных целях, стремлениях и желаниях. Обеспечив широкую известность гипотезе Уиппла и внедрив ее для использования в дальнейших разработках, американская наука надолго закрепила свой престиж в кометной астрономии, едва не потеряв его после появления работ нидерландского астронома Я. Оорта и работ выдающихся советских астрономов (1942 – 1949).

Естественным продолжением концепции одиночного ледяного ядра была необходимость переместить главный акцент в исследованиях комет на поиски все новых и новых вариантов «родительских молекул», а среди них можно поискать вещества с какими угодно свойствами, чтобы возложить на них ответственность за все наблюдаемые особенности удивительного поведения разных комет. В решении такой задачи возможен не только научный поиск, этим объясняется приток самых разных «акционеров», пожелавших вложить свой «научный капитал» в модель Уиппла ради получения «прибыли», которая была гарантирована вне зависимости от успехов предприятия. Среди них были влиятельные люди. Концепция очень быстро получила эффективную поддержку, и ее стали называть теорией.

В разработках приняли участие кометчики из многих стран как в индивидуальном порядке, так и со своими коллективами. На этом новом месторождении идей требовалось найти химический состав загадочного кометного вещества, т. е. нечто такое, подлинность которого никто не мог опознать. Время от времени тот или иной искатель объявлял, что ответ найден. Ответы были в разных вариантах, среди которых имеются восхитительно остроумные (хотя слишком умозрительные).

Кроме космической «взрывчатки», непонятные формы поведения неизвестного вещества в кометных ядрах можно было приписать какому-то загадочному воздействию солнечных корпускулярных потоков, когда они («украдкой от нас») достигают комет. Когда в задаче много величин неизвестных, можно получить множество различных решений. Не удивительно, что после многих лет работы специалистов над этой задачей расплодились многочисленные гипотезы и по главному вопросу, и по разработке различных следствий из него. Как правило, авторы не могли вывести из своих гипотез проверяемые следствия, которые позволяли бы целенаправленно искать факты в пользу соответствия между гипотезой и реальной природой.

Кроме успешных поисков разгадки кометного вещества и выявления корреляции между выбросами пыли из комет и солнечной активностью, искатели были заняты проведением работ по усовершенствованию уиппловской модели кометного ядра. В научных статьях были предложены различные варианты снежного кома. Послушаем, что пишет по поводу таких разработок англичанин Н. Колдер, который с иронией восклицает: «еретические взгляды на кометы пока еще никак не караются», но (на всякий случай!) все-таки напоминает нам, что «люди убивали друг друга во имя религиозных идей, подкрепленных фактами даже меньше, чем теории о кометах».

Открываем русский перевод книги Н. Колдера «Комета надвигается» на стр. 115 – 117: «Кометология была плодотворным полем для научного воображения. Рецептов изготовления кометных снежков сейчас столько, что их с избытком хватило бы обеспечить кафе-мороженое полным меню. В этом деле нельзя обойтись без водяного льда и каменной пыли, сдобренных соединениями углерода, азота и т. д. Ну а потом воображение кондитера уже ничем не стеснено. Он может ограничиться сплошной смесью льда и пыли или упрятать туда большой камень. Он волен нашпиговать свою смесь мелкими камнями, точно торт – цукатами и орехами. Затем ему, возможно, захочется украсить свой снежный шар снаружи выступами, трещинами и кратерами, а под поверхностью устроить потайные карманы, заполненные газом или летучими веществами».

Впрочем, Н. Колдер не намерен опровергать все то, над чем он шутит, а только хотел бы напомнить, что «как бы ни выглядела гипотеза – забавно или убедительно, – отнестись к ней серьезно можно лишь в том случае, если она выдержала суровое испытание наблюдением и опытом». Он напоминает также, что «кое-какие в прошлом уважаемые, а ныне покойные теории были не менее тщательно разработаны и столь же много обещали».

Заметим, что процветание и даже господство концепций, не соответствующих реальной действительности, приключались не только в астрономии, но и в других областях науки, причем не только в тех, где предметом исследования были объекты, удаленные от нас в пространстве и во времени.

Уму непостижимо, каким хаосом гипотез загроможден тот путь, которым слишком долго шли через историю кометной астрономии исследователи, признающие только модель одиночного кометного ядра. Недостаточно было бы сказать, что эта гипотетическая модель приобрела широкую популярность. Мало-помалу она вошла в учебники астрономии, после чего стала предметом слепой веры для многих последователей Ф. Л. Уиппла, а затем превратилась в догму для их студентов и аспирантов, которые теперь сами стали преподавателями.

В заключение этого раздела необходимо отметить следующее. Чтобы не оказаться неправильно понятым читателями, автор этих строк хотел бы подчеркнуть, что не намерен призывать к отбрасыванию главных идей Ф. Л. Уиппла. Новая точка зрения состоит в том, что одиночное ядро не является универсальной моделью кометного ядра, хотя, может быть, представляет собой весьма типичный частный случай. Путь к пониманию различия и сходства всех известных типов кометного населения был намечен при составлении общей схемы происхождения комет, которая рассмотрена в последующих разделах. Следует признать, что детальная разработка модели одиночного ледяного ядра принесла самую весомую пользу на определенном этапе развития науки о кометах.

Однако мы полагаем, что ни одна научная концепция не должна претендовать на более широкие позиции, чем те, где она находится в согласии с реальной природой.

МОГУТ ЛИ СУЩЕСТВОВАТЬ КОМЕТЫ С ДВОЙНЫМ ИЛИ МНОЖЕСТВЕННЫМ ЯДРОМ?

Современный критерий противоприливной устойчивости системы спутников. Многие искренне заблуждаются, сомневаясь в самой возможности существования комет с двойным или множественным ядром. Вопрос о спутниках кометного ядра обсуждался в научной литературе с применением разных критериев противоприливной устойчивости, и ответ был получен положительный (А. Д. Дубяго, 1948; Т. Ван Фландерн, 1980). Скептики же сомневаются в стабильности таких систем именно в аспекте небесномеханическом, потому что требуется перейти к весьма непривычному диапазону массы гравитирующего центра.

В кометном ядре гравитирующим центром является «космический айсберг», или скала размером порядка нескольких километров. Самый строгий физический подход показывает, что в пространстве возле такого сравнительно малого гравитирующего центра сохраняют свою «юридическую силу» те же самые законы небесной механики, которые проявляют себя и в системе спутников большой планеты. Разумеется, речь идет об «айсберге», или скале в условиях открытого космоса, где собственная гравитация такого физического тела не имеет конкуренции по крайней мере возле его поверхности.

Развеять оставшиеся сомнения можно путем простого доказательства, построенного на примере планетарной модели множественного кометного ядра. Опираясь на структурное сходство между такой моделью и системой спутников вокруг большой планеты, воспользуемся той теорией, которая издавна применялась в планетной астрономии. Приливная сила Солнца не может увести спутник от планеты, если орбита спутника расположена достаточно близко к планете, точнее говоря, в пределах области, которую называют сферой Хилла.

Радиус сферы Хилла очень велик по сравнению с радиусом самой планеты, хотя он мал относительно расстояния планеты до Солнца. Для приближенных количественных оценок пригодна упрощенная формула r_н ≈ qM_pl^1/3 (3М_С)^–1/3, где q – минимальное расстояние планеты от Солнца, M_pl и М_С – масса планеты и Солнца соответственно. Обратимся к реальным небесным объектам. Система спутников Юпитера простирается приблизительно до половины радиуса сферы Хилла. Чтобы не спорить со скептиками, мы предлагаем им использовать коэффициент 0,5 в оценках радиуса «сферы надежности».

Давайте проследим, как будет уменьшаться сфера Хилла в задаче о замене системы Юпитера с его спутниками теоретической моделью этой системы при постепенном уменьшении радиуса планеты и спутниковых орбит до масштаба 1 : 10 000 (что соответствует уменьшению массы Юпитера до массы кометного ядра). Сохраним неизменными следующие величины: среднюю плотность планеты, расстояние планеты от Солнца и размеры самого Солнца. Можно доказать, что уменьшение планетарной модели не приведет к какому-либо изменению стабильности спутников в ней. Другими словами, все спутники сохранят устойчивость своего планетоцентрического орбитирования по отношению к приливному воздействию Солнца, т. е. небесное тело размером с «сметное ядро может удерживать своей гравитацией систему спутников, так же как планета.

Произвольно выбирая численное значение плотности вещества (например, такое, как у льда Н₂О), можно сравнить размеры главного тела в комете с размерами сферы Хилла вокруг него, даже не располагая какой-либо информацией о подлинных размерах главного тела исследуемой кометы. Попытка выполнить такие количественные оценки, например, для кометы Понса– Брукса (1954 VII) привела к следующим результатам: в перигелии на расстоянии 0,77 а. е. от Солнца радиус сферы Хилла вокруг главного тела кометы составлял приблизительно 65 диаметров ледяного шара, масса которого равна массе ядра. Заметим, что способность кометы удержать спутники, конечно, не означает наличие спутников у нее.

Мы говорили о противоприливной устойчивости системы спутников в планетарной модели множественного кометного ядра. Теперь перейдем к вопросу о стабильности двойного кометного ядра. Заменяя один из малых спутников главного тела кометы более крупным (телом приблизительно таких же размеров, как главное тело), мы тем самым усиливаем гравитационную связь между двумя телами. Из этого следует вывод, что максимально возможная ширина пары в системе двух одинаковых тел не меньше, чем радиус сферы Хилла вокруг каждого из них.

«Лед тронулся!» (пробуждение от 30-летнего гипноза). После того как космонавтика потребовала от астрономов отделить надежную информацию о кометах от сомнительной (в годы подготовки проектов полета к комете Галлея), оказалось, что даже сам Ф. Л. Уиппл не отвергает возможность двойной структуры ядра некоторых комет, например кометы Холмса. В 1982 г. Ф. Л. Уиппл обратил внимание на периодичность вспышек блеска у трех комет. Величина периода не укладывалась в гипотезу о воздействии корпускулярного излучения Солнца. Ф. Л. Уиппл истолковал эти вспышки как внешние проявления «царапающих» соударений спутника кометы с главным телом кометного ядра.

Одновременно и независимо такая же идея была выдвинута и разрабатывалась в Институте космических исследований АН СССР на примере пяти комет с признаками периодичности вспышек блеска на коротких интервалах эволюции ядра. Американские и советские работы в значительной мере дополняют друг друга, хотя исходные предпосылки и полученные выводы не совсем одинаковы.

Таким образом, справедливость скептического отношения к вопросу о реальном существовании двойных кометных ядер была поставлена под сомнение одним из основоположников такого скептического отношения. Тем не менее Ф. Л. Уиппл до сего времени продолжает поддерживать усилия своих коллег, затративших многие годы на усовершенствование той модели одиночного кометного ядра, которая широко популяризировалась в течение более чем 30 лет в неразрывной связи с его именем.

Выполненные усовершенствования и по своему назначению, и по своей логической конструкции похожи на уличные баррикады для защиты монополии тезиса об одиночной структуре ледяного ядра. Ф. Л. Уиппл верит в причинную связь между вспышками блеска комет и множественной структурой ядра не более чем в нескольких исключительных случаях, оставляя в неприкосновенности полтора десятка различных гипотез по этому вопросу, построенных на основе концепции одиночного ядра.

Другой точки зрения придерживается автор этой брошюры. Не исключена возможность, что ударный механизм причастен ко всем проявлениям дискретной активности комет и что многие кометы (по крайней мере особо активные) обладают спутниками или недавно имели их.

Здесь уместно будет остановиться на гипотезе, выдвинутой американским астрономом Т. ван Фландерном в 1981 г. и развитой автором этих строк.

Радиус сферы Хилла вокруг главного тела в множественном кометном ядре зависит от гелиоцентрического расстояния (см. формулу, приведенную в предыдущем подразделе). В соответствии с этой зависимостью границы «сферы надежности» пульсируют, сжимаясь при каждом всплеске приливной силы (когда комета пролетает через перигелий или возле большой планеты). Тогда некоторые спутники кометного ядра могут оказаться за пределами «сферы надежности». Такие спутники начнут набирать скорость относительно ядра под действием приливной силы от внешнего тела. Они могут выйти на траекторию необратимого ухода из кометы, прежде чем всплеск приливной силы прекратится, но могут не успеть. Это зависит от положения спутника на его кометоцентрической орбите в соответствующий промежуток времени.

Почему мы уделяем внимание вопросу о потере спутников из множественного кометного ядра?

Дело в том, что некоторые спутники у крупных комет могут иметь размеры, характерные для ядра небольших самостоятельных комет. Ряд из них, возможно, обладает главными свойствами уиппловской модели кометного ядра. Следовательно, приливный отрыв одного или нескольких спутников крупной кометы может наблюдаться как деление кометного ядра с образованием вторичных ядер. Кометная активность этих тел дает, по-видимому, значительный вклад в их наблюдаемый блеск (за счет флуоресценции выделяющихся газов), делая их более заметными. Разлет спутников кометы, по-видимому, легче заметить в телескоп, чем различить структурные элементы неразделившегося множественного ядра.

Как отличить комету с двойным или множественным ядром от комет с ядром одиночным. Наиболее убедительным признаком неодиночной структуры ядра некоторых комет можно было бы считать прямые оптические наблюдения группы фрагментов в ядре. Имеются ли такие факты наблюдений? Да, и о них упоминалось в этой брошюре (такие наблюдения имеются более чем для 40 комет). Но те, кто стоит за концепцию одиночного ядра, относятся к таким данным с осторожностью или попросту с недоверием, когда не удается истолковать свидетельства наблюдателей каким угодно другим способом, но только не тем, который требует отказа от привычных стереотипов.

Обратимся к теоретическим оценкам возможности увидеть в телескоп спутник кометы. Следует учитывать два обстоятельства: блеск спутника в звездных величинах и угловое расстояние его от главного тела кометы. Блеск слишком слаб, если спутник не обладает собственной кометной активностью, но допустим, что обладает. Оценки радиуса сферы гравитационного влияния кометы позволяют перейти к вычислениям угловых размеров двойного или множественного кометного ядра при наблюдениях с межпланетных расстояний. Из этих расчетов следует, что отдельные фрагменты в двойном или множественном кометном ядре являются оптически неразделимыми друг от друга в поле зрения наземных телескопов в большинстве случаев¹.

¹ Главным образом потому, что разрешающая способность наземных телескопов любого размера резко бывает лучше, чем 1″ вследствие турбулентности воздуха в земной атмосфере..

Более значительными угловыми размерами могут обладать двойные или множественные ядра комет с выдающимся численным значением массы, а также тех комет, которые случайно пролетают на расстоянии менее 1 млн. км от Земли. Таким образом, различить в телескоп детали кометного ядра возможно только в исключительных случаях, притом вблизи порога видимости, уровень которого зависит от спокойствия воздуха над обсерваторией во всех плотных слоях атмосферы в момент наблюдения.

Кроме прямых оптических наблюдений двойной или множественной структуры кометного ядра, возможно наблюдение таких особенностей в физическом поведении комет, которые могут быть внешними проявлениями такой структуры, более доступными для регистрации с наземных обсерваторий, чем тонкие подробности геометрии кометного ядра. Деление кометы в любых вариантах, вспышечная активность ядра с выбрасыванием пылевого или газопылевого облака, а также интенсивное образование комы вокруг ядра на гелиоцентрическом расстоянии, необычно большом для интенсивной сублимации летучих веществ, – все эти явления могут быть использованы для распознавания двойной или множественной структуры кометного ядра (как косвенные признаки нарушения стабильности в системе тел после слабого приливного воздействия на нее).

Составные части проблемы и некоторые критерии отбора гипотез. Можно было бы указать по меньшей мере полсотни научных публикаций с заглавием «О происхождении комет». На самом деле в каждой из них рассмотрена, как правило, не более чем одна сторона затронутой проблемы или даже только один вопрос. Между тем проблема происхождения комет состоит из нескольких крупных составных частей, которые следовало бы рассматривать в их неразрывной связи и между собой. Имеются в виду следующие основные части этой проблемы (они перечислены здесь в произвольной последовательности):

1) происхождение современных орбит двух основных типов кометного населения, главные этапы предшествующей эволюции орбит короткопериодических и почти параболических;

2) происхождение кометных ядер как космических тел или систем, способных показать характерную для комет активность под влиянием внешних воздействий, главные этапы эволюции кометных ядер в течение всего времени их существования, до нашей эпохи включительно;

3) причины недавнего включения способности комет проявлять активность, отличающую ядра комет от других астрономических объектов с такой же массой.

Одним из необходимых этапов на пути к решению любой проблемы является синтез общей схемы решения, когда удается объединить в одну целую версию отборные решения всех составных частей проблемы. Рассмотрение многих вариантов и отбрасывание ненужных являются неизбежными в любой творческой работе. Нельзя терять из виду смысловое различие между логически правильным физико-математическим обоснованием гипотезы и ее физико-математическим оформлением без логически правильного обоснования, так же как не следует поддаваться гипнозу даже от блестящей «математической упаковки» той или иной гипотезы, когда ее физическая сущность не имеет отношения к реальной природе.

Для предварительного выяснения приемлемости или неприемлемости любой гипотезы бывает достаточным, как правило, довольно скромное математическое обеспечение. После минимально необходимого обоснования «нрава гипотезы на жизнь» требуется найти проверяемые следствия из гипотезы для сопоставления таких следствий с данными наблюдений. Мы полагаем, что только после этого целесообразно начинать более детальную разработку. Абстрактная разработка научных гипотез без сопоставления с реальной действительностью может увести исследователя в область беспочвенных физико-математических упражнений.

В процессе отбора одного из нескольких возможных решений каждого вопроса можно использовать следующий критерий: действительные решения всех вопросов по одной проблеме должны быть взаимодополняющими (или по крайней мере не противоречащими друг другу). Для каждого правильного решения обязательно найдется его собственное место в общей схеме решения всей проблемы. Однако нужно иметь эту общую схему. Когда удовлетворительной схемы нет, исследователю приходится строить ее самостоятельно. После этого можно отдать предпочтение тем гипотезам, которые соответствуют указанному критерию.

Не исключена возможность того, что более чем одна общая схема соответствует реальной природе (например, одна – для одних комет, а другая – для иных). Но в каждой из таких схем не должно быть неясности о причинных связях явлений, об основных силовых механизмах и управляющих ими «выключателях», об источниках энергии и т. п.

Такое схематическое решение проблемы происхождения комет было построено в Институте космических исследований АН СССР (В. Д. Давыдов, 1985). Схема составлялась без игнорирования каких-либо комет, которым свойственны особые типы активности. В этой же схеме нашлось свое собственное место также для менее активных комет, которые, как правило, принадлежат к числу менее выдающихся по абсолютной звездной величине. В процессе построения этой схемы потребовалось искать совершенно новые решения нескольких полностью неясных вопросов. Упомянутый выше принцип отбора гипотез по критерию их взаимосовместимости помогал в поисках пути к каждому решению. Полученные выводы хорошо вписываются в классические представления об истории кометных орбит и позволяют понять весь комплекс физического поведения самых различных комет (в том числе особо активных, которые всегда были наименее понятными).

Природный механизм, способный сформировать кометные ядра различных типов. Советские и зарубежные исследователи давно пытались найти природный силовой механизм, который мог бы сформировать типичные кометы из тел, богатых льдами, но ранее не способных к кометной активности вследствие того, что летучие вещества испарились из толстого наружного слоя. В одной из таких попыток был рассмотрен вопрос не только о «защитной корке», но также о слишком большой для кометы массе такого тела, а следовательно, чрезмерно сильной гравитации, способной заблокировать сублимационный вынос пыли (В. Д. Давыдов, 1981). Эта попытка привела к успеху. Был найден природный механизм, который может производить кометные ядра различного типа и вкладывать в них способность к более или менее высокой кометной активности. Таким механизмом является система сил, действующих на крупное тело малой плотности во время его пролета сквозь зону, где оно подвергается приливному разрыву.

Отвлекаясь от конкретной эпохи, представим себе небесное тело размером порядка 100 км из вещества типично кометного по его элементному и минеральному составу. Пусть такое тело, двигаясь по своей гелиоцентрической орбите, пройдет через зону приливного разрушения возле одной из планет-гигантов (желательно возле Нептуна) по пролетной траектории. Тогда пролетающее тело подвергнется воздействию, последствия которого и рассмотрим подробнее.

1. Еще до входа испытуемого тела в зону приливного разрушения приливная сила начнет изменять пространственную ориентацию этого тела (если оно имеет не шарообразную форму), стремясь повернуть его вытянутую фигуру вдоль направления на центр гигантской планеты. Такая ориентация тела способствует его приливному разрыву, поскольку растягивающая нагрузка пропорциональна квадрату длины тела вдоль направления приливной силы.

2. Начиная от момента входа в зону приливного отрыва, ускорение приливной силы может поднять и удалить крупные (только крупные!) глыбы, свободно лежащие на поверхности пролетающего тела.

3. По мере нарастания приливного ускорения постепенно увеличивается растягивающая нагрузка, которая стремится разорвать пролетающее тело. Можно показать, что энергия, затрачиваемая на механический разрыв маленькой планеты на 2 или 4 части, пренебрежимо мала по сравнению с той колоссальной энергией, которая требуется, чтобы преодолеть взаимное притяжение этих частей и удалить их друг от друга.

4. Разрыв тела на 2 части (сначала только на две) приводит к резкому убыванию растягивающей нагрузки в каждом из двух кусков. Они могут подвергнуться повторному разрыву вследствие дальнейшего возрастания растягивающей нагрузки. Возрастание продолжается до той точки пролетной траектории, которая называется перицентром (точка, ближайшая к гравитирующему центру).

5. После разрыва пролетающего тела приливная сила стремится увеличить скорость разлета обломков вдоль направления к центру планеты-гиганта. Это относится также к глыбам, взлетевшим несколько раньше момента первого разрыва.

6. Направление на центр планеты (а следовательно, и направление приливной силы) поворачивается по мере того, как пролетающее тело перемещается по своей траектории. Благодаря этому система разлетающихся обломков приобретает момент вращения¹.

¹ Сформированная приливным механизмом система из двух или нескольких тел обладает моментом вращения, которым не обладало родительское тело. Не противоречит ли такой вывод законам механики? Откуда черпается момент количества движения (или момент импульса, что то же самое)? Никакого противоречия нет. Не следует упускать из виду, что «новорожденная» система была элементом более обширной системы «комета + планета», в которой суммарный момент количества движения всех элементов оставался неизменным. Полный момент в той системе тел состоял из собственных моментов планеты и кометы, а также из момента, связанного с движением кометы относительно планеты.

7. Группа обломков бывшего тела проходит через перицентр пролетной траектории и начинает удаляться от планеты. Воздействие приливной силы быстро уменьшается. В результате собственная гравитация разлетающейся системы обломков берет на себя управление движением этих обломков относительно их общего центра масс.

Автор попытался смоделировать это движение методом численного интегрирования с целью найти условия необратимого разлета или немедленного объединения кусков. Первые же результаты вычислений показали общую картину решения и привели к выводу настолько-многообещающему (о чем будет сказано позже), что стало целесообразным отложить более детальную разработку, чтобы безотлагательно перейти к применению полученного вывода для решения главной задачи. Оказалось, что судьба обломков возможна в трех качественно различных вариантах:

I. Главные куски испытуемого тела могут разойтись на самостоятельные гелиоцентрические орбиты.

II. Быстрое прекращение приливной силы может привести к прекращению разлета главных частей, к смене их разлета на их взаимное сближение и к незамедлительному хаотическому объединению их всех или некоторых из них.

III. Если система обломков приобрела достаточно-большой момент вращения, то все (или некоторые) возвратившиеся части не смогут объединиться. Падая обратно, они отклонятся в сторону и пролетят мимо, чтобы снова возвратиться и опять пролететь мимо. Таким путем может сформироваться вращающаяся система из двух или нескольких крупных частей разрушенного тела. Этот вывод является чрезвычайно важным. По-видимому, найден тот самый механизм, который может иметь отношение к происхождению кометных ядер с множественной структурой.

Если сопоставить ожидаемое поведение модельных систем с наблюдаемыми свойствами комет, можно убедиться в перспективности найденного пути. Так, третий вариант приливного разрушения на пролетной орбите использовался для получения информации о первичной (генетической) структуре множественных кометных ядер. Исход процесса зависит от многих параметров: эксцентриситета пролетной траектории и высоты перицентра, вытянутости фигуры испытуемого тела и плотности его вещества, задержки приливного разрыва от момента входа испытуемого тела в зону приливного разрушения.

Однако результаты вычислений показали, что возле Нептуна третий вариант приливного разрушения возможен без введения каких-либо экзотических предположений в условия задачи. Для этого требуется только пролет достаточно крупного тела, богатого летучими веществами, на расстоянии не более нескольких тысяч километров от поверхности облаков, окутывающих Нептун. Все операции по превращению такого тела в множественное кометное ядро (либо в группу независимых комет) выполнит приливный силовой механизм, который использует некоторую часть энергии пролета по планетоцентрической орбите. Продуктивность этого механизма можно значительно увеличить, так же как и высоту перицентра, используя тела вытянутой формы, а не шарообразные.

Гипотеза о приливном механизме формирования комет (вместе с важными следствиями из нее) оказалась той центральной деталью, отсутствие которой в комплекте ранее имевшихся деталей препятствовало объединению данных о кометах с ядром разного типа в одну общую схему происхождения и эволюции комет.

Схема общего решения проблемы происхождения комет. Такая схема была опубликована в журнале «Космические исследования» (1985, т. 23, № 5, с. 766). В ней объединено несколько взаимно совместимых гипотез, дополняющих одна другую. Среди них имеются как новые, так и хорошие старые. Синтезированные в одну концепцию, эти гипотезы позволяют теперь понять последовательность главных событий в жизни каждой кометы. Одним из важнейших элементов этой схемы является природный механизм, который, образно говоря, закладывает в кометы «генетические коды» будущего «характера» комет различных типов. Шесть главных составных частей в этой схеме таковы.

1. Используем один из вариантов решения вопросов о том, откуда кометные тела могли попасть в облако Оорта и какие силы привели к их перемещению в облако и к задержке там. Здесь выбрана гипотеза, опубликованная в статьях Б. Ю. Левина в 1959 – 1963 гг. (Естественно, она была построена не на пустом месте, ее основы были подготовлены более ранними работами других авторов.) Сущность гипотезы следующая.

Более 4 млрд. лет назад на поздних стадиях аккумуляции планет-гигантов из малых тел (когда в «зонах питания» планетных «зародышей» оставалось довольно много вещества в виде мелких и крупных каменисто-ледяных планетезималей) гравитационные возмущения от самых массивных тел приводили к выбрасыванию» множества планетезималей на гиперболические орбиты безвозвратного ухода из планетной системы. Достигнув границ зоны гравитационного влияния Солнца, некоторые тела, выброшенные любым механизмом, могли быть переведены с гиперболических орбит на замкнутые эллиптические, с перигелиями далеко за пределами орбиты Плутона.

Этот механизм захвата тел в кометное облако Оорта был известен задолго до механизма их выброса планетами (и задолго до того, как кометное облако стали называть облаком Оорта). Причиной захвата могли быть гравитационные возмущения от некоторых звезд.

Гипотеза Б. Ю. Левина естественным образом вписывалась в рамки концепции Я. Оорта, хотя недостатком такой гипотезы является малый коэффициент полезного действия механизма захвата. Однако в других известных гипотезах содержатся более сомнительные элементы. Э. Эпик в 1966 г. и В. С. Сафронов в 1970 г. выполнили количественную разработку элементов такой гипотезы. В частности, В. С. Сафронов установил, что главным поставщиком комет в кометное облако Я. Оорта был Нептун, а не Юпитер.

2. Следующим элементом в схеме новой концепции является гипотеза о катастрофически приливной перестройке структуры некоторых планетезималей при весьма тесных пролетах возле планеты Нептун. Средняя плотность Нептуна более высока, чем у других планет-гигантов, поэтому приливная сила от воздействия гравитации Нептуна способна «развалить» планетезимали, которые «не по зубам» Сатурну. Катастрофическое воздействие приливного механизма могло приводить к выходу низкотемпературных льдов из недр разрушаемого тела на открытую поверхность независимо от дальнейшей судьбы крупных обломков (т. е. даже в случае последующего хаотического объединения этих обломков).

Такой механизм мог «изготавливать» протокометы из планетезималей или из других тел с очень толстой каменисто-пылевой оболочкой. Продуктами такого природного процесса могли быть протокометы как с одиночным ядром, так и с двойным и с множественным. Двойные и множественные ядра должны обладать моментом кометоцектрического вращения. Они могли приобрести его в процессе их формирования, вследствие поворота вектора приливной силы во время разрушительного пролета. Это сильно меняет прогноз их дальнейшей судьбы.

3. У двойных и множественных протокомет, о которых идет речь, было достаточно много времени, чтобы до нашей эпохи пройти структурную эволюцию, финалом которой не обязательно является объединение всех членов каждой системы в одно тело. Поскольку эволюция каждого множественного ядра протекала в зоне пространства, удаленной от приливных воздействий, некоторые протокометы в процессе их «дозревания» могли приобрести бесстолкновительную систему спутников, стабильную в физических условиях облака Оорта (В. Д. Давыдов, 1985). В следующем разделе будут перечислены возможные варианты структуры «дозревших» кометных ядер.

4. Структурная модель кометного ядра с массивными спутниками представляет собой мощный природный механизм с собственным запасом энергии для будущей «расконсервации» кометного вещества (В. Д. Давыдов, 1984). Это кинетическая и потенциальная энергия обращения спутников по орбите вокруг главного тела кометы. Имеется в виду «расконсервация» от тугоплавкой корки, которая образуется на открытой поверхности: льдов за весь срок «хранения» комет в облаке Оорта.

5. Один из чрезвычайно важных (и принципиально новых) элементов новой, более общей концепции – гипотеза о солнечно-приливном пусковом механизме, которым включается характерное физическое поведение особо активных комет (В. Д. Давыдов, 1984, 1985). При первом вхождении кометы из облака Оорта в зону видимости приливная сила от Солнца способна оказать весьма сильное воздействие на структуру двойного и множественного кометного ядра. Возможны следующие последствия:

1) потеря внешних спутников из множественного ядра (рис. 2);

2) деление двойной системы с расхождением ее фрагментов на почти одинаковые, но независимые орбиты;

3) падение некоторых спутников на главное тело кометы;

4) объединение двух приблизительно одинаковых по размеру тел в случае их почти центрального соударения;

5) почти краевое соударение фрагментов в системе двух тел не сопровождается их объединением или разрушением (если масса системы двух тел заключена в диапазоне массы, типичной для «комет). За первым соударением должна следовать серия других, если система не подвергнется дополнительным возмущениям от внешних источников приливного воздействия.

Все пять вариантов ожидаемой реакции составного кометного ядра на всплеск приливного воздействия имеют особые внешние проявления; всем им соответствуют реально наблюдаемые типы физического поведения комет. Особое внимание мы уделим последним трем из перечисленных вариантов. Они означают, что долго хранившаяся энергия кометоцентрического «орбитирования» массивных спутников начинает расходоваться на ударное разрушение теплоизоляционной корки на поверхности наиболее крупного тела в кометном ядре, на «расконсервацию» кометных льдов и на выбрасывание вещества, раздробленного при каждом соударении.

Еще раз подчеркнем, что ударный механизм включается под действием приливной силы Солнца, в результате пробуждается и резко возрастает способность каждой кометы с множественным ядром чрезвычайно бурно реагировать на солнечное облучение. Что же касается комет с одиночным ядром, то причины их активности были очень подробно рассмотрены в весьма многочисленных гипотезах, разработанных приверженцами концепции одиночного ядра. Впрочем, имеются основания полагать, что там еще найдутся новые идеи, которые будут более перспективными, чем прежние.

6. Наконец, последняя (по порядку, но не по важности!) составная часть общего решения проблемы. Это старая гипотеза американского астронома X. Ньютона о происхождении короткопериодических кометных орбит из почти параболических за счет сильных гравитационных возмущений от Юпитера или от других планет-гигантов (X. Ньютон, 1878, 1893). Из этой гипотезы, вставленной в новую концепцию, зарождается ответ на вопрос о происхождении множественной структуры ядра некоторых короткопериодических комет: мы видим, где и когда они могли приобрести такую структуру, прежде чем они стали короткопериодическими.

Эти 6 пунктов взаимно дополняют друг друга. Объединенные вместе, они дают специалистам новые интерпретационные возможности, открывают перспективы найти ответы, причем наименее сложные и вполне ясные, на многие загадки комет. Хотя каждый из таких ответов, конечно, нуждается в детальной разработке, которая может принести дополнительные интересные результаты, в том числе неожиданные.

Например, предложенная концепция помогла объяснить происхождение кометных пар и цепочных ассоциаций, почти параболические орбиты которых на их входной ветви практически совпадают между собой за пределами зоны возмущения от планет-гигантов, хотя члены таких групп пролетают возле Солнца на различных расстояниях от него и с интервалом порядка 10² – 10³ сут. Такие группы были обнаружены М. Гуком (обсерватория Утрехт) в 1863 г., и в течение 120 лет их происхождение оставалось загадкой.

Решение этого вопроса на основе предложенной концепции позволило сделать вывод о возможности солнечно-приливного деления двойных кометных ядер далеко за пределами планетной системы, а попытка найти моменты деления привела к выводу о необходимости поискать дополнительные источники погрешности в определениях эксцентриситета почти параболических кометных орбит.

О СТРУКТУРНЫХ МОДЕЛЯХ КОМЕТНОГО ЯДРА В НОВОЙ КОНЦЕПЦИИ

До недавнего времени все модели кометного ядра были довольно умозрительными (тем не менее их продолжают обсуждать и сейчас). В годы подготовки полета космических аппаратов к комете Галлея понадобился новый подход к проблеме. Автор этих строк был в числе тех лиц, которым было поручено отделить надежную информацию о кометах от спекулятивной. Была предпринята попытка пересмотреть гипотезы о структурных моделях кометного ядра в неразрывной связи с гипотезами о физических механизмах происхождения структуры ядра и характерных кометных орбит.

После значительных усилий по выполнению такой работы у нас появилась возможность подойти к решению поставленного вопроса на основе вывода следствий из гипотезы об определенном силовом механизме формирования комет с учетом длительной эволюции ядра в условиях облака Оорта (см. общую схему, изложенную в предыдущем разделе). Перечислим главные варианты структурной модели ядра у разных комет, которые могли быть сформированы приливным механизмом.

Варианты одиночного кометного ядра. I. Относительно крупные части (приблизительно ½, ¼ и т. д.) бывших планетезималей, т. е. небольших планеток, богатых различными льдами. Такие фрагменты ледяных тел могли быть оторваны катастрофически сильным приливным воздействием Нептуна или других гигантов и разбросаны на самостоятельные гелиоцентрические орбиты. На поверхности таких обломков могли сохраниться остатки не ледяной коры родительского тела. Дальнейшая эволюция способна была придать ям все свойства той модели кометного ядра, которая связана с именем Ф. Л. Уиппла.

II. Блоки из двух или нескольких хаотически объединившихся крупных обломков бывшей планетезимали. Эти фрагменты могли объединиться либо сразу после спада кратковременного катастрофического всплеска приливной силы, либо после более или менее длительного существования в виде двойной или множественной системы тел. Остатки не ледяной коры родительского тела должны быть элементами внутренней структуры таких блоков. По сути дела, это тоже вариант уиппловской модели комет, но этот вариант отличается от предыдущего по внутреннему строению и может обладать довольно фантастической формой (например, арахисоподобной формой, как у ядра кометы Галлея).

Варианты множественного кометного ядра. III. Свита из множества глыб, обращающихся вокруг одного тела, в котором сосредоточена главная часть массы кометного ядра. Длительная эволюция должна была превратить такую систему весьма многочисленных спутников в бесстолкновительную систему, похожую на некоторые теоретические модели колец Сатурна. Крупнейший спутник меньше главного тела по крайней мере на 2 порядка (средний диаметр).

IV. Система двух тел, приблизительно одинаковых по размерам (с точностью до порядка). Иначе говоря, одно главное тело с одним главным спутником. Другие спутники (если они были) прекратили свое существование из-за возмущений от крупнейшего спутника или попали на орбиты, удовлетворяющие условиям стабильного резонанса с главным.

Вариант структуры кометного ядра можно опознать по косвенным признакам, сопоставляя наблюдаемые особенности физического поведения кометы и ожидаемую реакцию ядра разных типов на слабый всплеск приливной силы и учитывая соображения о последствиях нарушения бесстолкновительной структуры в множественном кометном ядре после переброски кометы в зону приливных воздействий. Полученные таким путем косвенные данные о структуре ядра можно использовать как предварительную информацию для выяснения дополнительных подробностей о каждой интересной комете путем определения ее места в общей схеме эволюции комет.

Такая схема представляется чрезвычайно удобной для практического использования в исследованиях конкретных комет и в выборе узловых вопросов дальнейшего научного поиска (хотя применять эту схему можно только методом творческого подхода, а не догматически, так как не исключена возможность непредвиденных подробностей).

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 соударения 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 «ли 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 расстояниях 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 Бакингемшире 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 негравитационных 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 объяснить 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 проверять 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 участники этой совместной борьбы действуют методами честными и благородными.

ОБ ИССЛЕДОВАНИИ КОМЕТ С МИНИМАЛЬНЫХ РАССТОЯНИЙ

Чтобы астрономы могли рассмотреть с наземных обсерваторий хотя бы полукилометровые детали на поверхности кометного ядра, требуется пролет крупной кометы на расстоянии от нас не более десятка диаметров Земли. Такие события, возможно, случались на протяжении истории нашей цивилизации, но их не было ни разу после изобретения хорошей оптики и совершенствования технологии оптического производства. Сравнительно близкие пролеты комет были, но они были не столь «тесными», как выражаются астрономы. Это можно утверждать с уверенностью, так как усердные наблюдатели довольно давно начали регистрировать положение ярких комет на фоне созвездий в разные моменты времени с точностью, достаточной для вычисления и кометных орбит, и расстояния до комет.

Современные исследователи не стали дожидаться таких событий и направили в разведку космические аппараты с научной аппаратурой к комете Галлея. Десант из трех космических аппаратов пролетел возле ее ядра на расстоянии менее одного диаметра Земля в соответствии с намеченной программой в марте 1986 г. (подробности научной программы и предварительные результаты сообщались в брошюрах этой же серии – смотрите выпуски 1986, № 12 и 1987, № 9).

Представилась уникальнейшая возможность детально рассмотреть, как устроено «сердце» кометы. Казалось бы, все сразу будет ясно. Специалисты с нетерпением ожидали увидеть в кометном ядре подтверждение своих разнообразных гипотез. Однако наиболее крупномасштабный снимок ядерной области кометы Галлея с пролетного аппарата «Вега-2» показывает нам довольно загадочную картину, видны два светлых пятна в плотном светящемся «тумане», яркость которого спадает во всех направлениях. Резкие очертания каких-либо границ отсутствуют. Приблизительно то же самое увидели специалисты на изображениях, которые транслировались с аппарата «Джотто», пролетевшего возле кометы Галлея через несколько суток после двух аппаратов «Вега».

Когда была завершена машинная обработка снимков советских космических аппаратов, интернациональная группа участников этой работы во главе с научным руководителем, проекта «Вега» академиком Р. 3. Сагдеевым сообщила, что ядро на снимках представляет собой сильно вытянутую глыбу. Поверхность ядра оказалась очень темной и потому трудно различимой сквозь «дымовую завесу», ярко освещенную Солнцем. Два центра яркости были интерпретированы как результат «двугорбой», формы этой глыбы.

В описаниях: ее формы термины постепенно видоизменялись. Выступая на многочисленных конференциях, представители группы по обработке снимков, полученных с помощью «Вег», сравнивали формы ядра с гантелью, затем с орехом арахиса, после чего стали предпочитать сравнение с картофелем. Размеры ядра, по данным тех же исследований, (7,5 ± 0,8) × (8,2 ± 0,8) × (16,0 ± 1,0) км. На опубликованных набросках контуров ядра хорошо видна седловина в середине глыбы.

Чтобы объяснить данные об арахисоподобной фигуре ядра кометы Галлея, была предложена следующая гипотеза. Такая глыба, возможно, представляет собой блок, который сформировался из бывшей системы двух тел при определенных условиях. Количественные оценки подтверждают возможность сохранения первоначальной формы двух космических айсбергов 8-километрового диаметра после их «стыковки», если скорость соударения не превышает нескольких метров в секунду (т. е. соответствует скорости движения по законам Кеплера в системе двух тел соответствующей массы). В итоге образуется комплекс с заметной седловиной между двумя объединившимися фрагментами.

Самый первый «десант» космических аппаратов к комете принес много уникальной информации по широкому кругу вопросов, и многие участники этой работы были отмечены высокими правительственными наградами и государственными премиями. Но можно ли сказать, что современная космонавтика завершила выполнение своих задач по исследованию комет? Конечно, нет. По одной комете нельзя судить о всех остальных, которым свойственны различные типы физического поведения.

Нужны дополнительные сведения, чтобы устранить предрассудки, препятствующие прогрессу в поисках ясного понимания природы комет. Специалисты по космохимии и космогонии полагают, что детальная информация о кометах была бы полезной для уточнения многих подробностей по проблеме происхождения Земли. Например, Б. Ю. Левин полагает, что «внутренние части кометных ядер... претерпели лишь минимальную физико-химическую эволюцию, а в некоторых случаях, вероятно, даже сохранили первоначальную структуру. В них могла сохраниться в мало измененном виде межзвездная пыль, которая, по современным представлениям, была источником пылевой компоненты протопланетного облака. Благодаря этому кометные ядра потенциально являются ценнейшим источником сведений о самой начальной эпохе формирования Солнечной системы...».

Не исключена возможность, что будущие полеты к кометам приведут ученых к открытиям совершенно непредсказуемым, потому что ядра комет были и остаются наименее исследованными объектами в Солнечной системе.

Андриенко Д. А., Ващенко В. Н. Кометы и корпускулярное излучение Солнца. – М.: Наука, 1981.

Беляев Н. А., Чурюмов К. И. Комета Галлея и ее наблюдение. – М.: Наука, 1985.

Вернадский В. И. Избранные труды по истории науки. – М.: Наука, 1981.

Всехсвятский С. К. Физические характеристики комет. – М.: Физматгиз, 1958.

Давыдов В. Д. Кометные ядра с множественной структурой из облака Оорта и общая схема происхождения особо активных комет // Космические исследования. – Вып. 5. – 1985. – Т. 23. – С. 766.

Давыдов В. Д. Место кометы Галлея в общей схеме происхождения комет // Космические исследования. – Вып. 1. – 1988.– Т. 26.

Коноплева В. П. Активные процессы в кометных ядрах / Активные процессы в кометах. – Киев: Наукова думка, 1967. – С. 57.

Левин Б. Ю. Астероиды, кометы, метеорное вещество – их место и роль в космогонии Солнечной системы // Известия Академии наук СССР // Физика Земли. – Вып. 6. – 1982. – С. 25.

Ньюборн Р. Л., Галкис С. Кометы / Основы космической биологии и медицины. – М.: Наука, 1975. – Т. 1. – С. 250.

Сафронов В. С. Современные проблемы космогонии Солнечной системы // Астрономический вестник. – 1984. – Т. 18. – № 4. – С. 322.

Уиппл Ф. Л. Природа комет / Кометы и происхождение жизни. – М.: Мир, 1984. – С. 9.

Проводив друзей на Землю, Владимир Титов и Муса Манаров на долгие месяцы остались полноправными хозяевами научно-исследовательского комплекса «Мир». 30 декабря «Океаны» выполнили перестыковку «Союза ТМ-4», пришвартованного у причала со стороны модуля «Квант». Там он закрывал путь грузовым кораблям «Прогресс», которые могут пристыковываться только к этому причалу.

В 12 ч 09 мин 40 с* «Союз ТМ-4» с экипажем отошел от стыковочного узла, и, повинуясь командам Центра управления полетом (ЦУП), орбитальный комплекс «Мир» послушно развернулся на. 180°. На сей раз не включали радиотехническую систему стыковки («Курс» на кораблях «Союз ТМ»), и экипаж «вручную» повел корабль на сближение с комплексом. В 12 ч 28 мин 46 с космические аппараты коснулись друг друга стыковочными узлами, вошли в механическое сцепление и начали стягиваться, образуя единую жесткую конструкцию, где на этот раз «Союз ТМ-4» находился уже со стороны переходного отсека.

* Здесь и далее в тексте указано московское декретное (зимнее) время, по которому осуществляется управление полетом советских космических аппаратов.

График жизни на советских пилотируемых космических станциях подчиняется московскому времени, и поэтому 1 января 1988 г. для Владимира Титова и Мусы Макарова наступило одновременно с новогодним боем кремлевских курантов независимо от того, где находился их орбитальный дом (а он в это время пролетал над районом мыса Доброй Надежды). «Океаны» стали вторым советским экипажем, который встретил Новый год на орбите, а первыми ровно 10 лет назад были Юрий Романенко и Георгий Гречко (на станции «Салют-6»).

По традиции в праздники экипажу предоставляется выходной. На встречу с космонавтами в сеансах радио- и телевизионной связи приходят их родные, близкие, друзья, товарищи по работе. 1 января особенно много поздравлений досталось на долю Владимира Титова, ведь ему в этот день исполнилось 41 год.

А после праздников снова трудовые будни. Главным же направлением научной деятельности «Океанов» стало продолжение астрофизических исследований с помощью орбитальной обсерватории «Рентген» и ультрафиолетового телескопа «Глазар». К 9 февраля, когда исполнился ровно год эксплуатации станции «Мир» в непрерывном пилотируемом режиме, «Океаны» провели более 130 сеансов работы обсерватории «Рентген» и свыше 20 сеансов телескопа «Глазар».

Результаты обработки полученных данных, в частности, показали, что поток жесткого рентгеновского излучения от Сверхновой в Большом Магеллановом Облаке за декабрь – январь стал в 1,5 раза выше, чем в августе – октябре. Возрастание потока и эволюция его спектра указывают на дальнейшее просветление оболочки Сверхновой и на то, что радиоактивный кобальт не сосредоточен в центре оболочки, а распределен в большом объеме.

«Океаны» регулярно занимались геофизическими исследованиями, фотографировали и фиксировали спектральные характеристики отдельных участков земной поверхности. Одной из важных задач, поставленных перед космонавтами, было определение степени загрязненности Мирового океана нефтепродуктами. Геофизические наблюдения проводятся через иллюминаторы, а их оптические свойства с течением времени меняются. Чтобы вносить соответствующие поправки в результаты научных наблюдений, необходимо периодически оценивать состояние иллюминаторов. «Океаны» эту работу проводили с помощью специального прибора – телевизионного интерференционного голографического регистратора (ТИГР).

В соответствии с программой космического материаловедения на технологической установке «Корунд» «Океаны» выращивали монокристаллы с улучшенными характеристиками, а на установке «Эри» отрабатывали методы нанесения гальванических антикоррозионных покрытий в условиях невесомости.

21 января в 1 ч 51 мин 54 с с космодрома Байконур стартовал «Прогресс-34», который через двое суток, 23 января, в 3 ч 09 мин 09 с состыковался с орбитальным комплексом. Наряду с прочими, ставшими уже традиционными грузами, он привез экспериментальную секцию солнечной батареи, установить которую предстояло «Океанам». Их выход в открытый космос с этой целью был намечен на 26 февраля.

И вот 26 февраля в 12 ч 30 мин Владимир Титов и Муса Манаров открыли выходной люк. Им предстояло работать с третьей солнечной батареей, с той самой, которую в июне прошлого года установили Юрий Романенко и Александр Лавейкин. Эта батарея представляет собой «двухэтажную» конструкцию, а каждый из «этажей» состоит из раздвижной ферменной балки с двумя панелями фотоэлектрическких преобразователей (ФЭПов). При помощи специального домкрата «Океаны» сложили раздвижную балку нижнего «этажа», при этом гармошками сложились в компактные пакеты прикрепленные к ней панели с ФЭПами. Космонавты отсоединили один из пакетов, а взамен установили новый, экспериментальный. Затем развернули сложенный «этаж» в рабочее состояние.

До сих пор все работы экипажей с солнечными батареями преследовали одну чисто практическую цель – повысить мощность бортовой системы электропитания. Панели солнечных батарей, как известно, состоят из ФЭПов, соединенных в последовательно-параллельные группы; путем увеличения их площади достигается повышение мощности бортовой «электростанции». Экспериментальная же панель, установленная «Океанами», предназначена для испытания новых, более эффективных ФЭПов и других элементов солнечных батарей.

При всей простоте получения электрической энергии с помощью солнечных батарей они имеют существенный недостаток: быстро стареют, деградируют. Это особенно ощутимо сказывается при длительных полетах космических аппаратов. В качестве борьбы со старением солнечных батарей разрабатывается защита ФЭПов от неблагоприятного воздействия на них факторов космического пространства. Каждый ФЭП помещается в специальную капсулу, прозрачную именно в том диапазоне длин волн, в котором ФЭП работает наиболее эффективно. Ожидается, что защита, примененная на экспериментальной панели, позволит замедлить ее деградацию в 4 раза.

Экспериментальная панель, как и прежняя, состоит из восьми створок, но только шесть из них будут включены в бортовую систему электропитания. Учитывая, что третья солнечная батарея неповоротная (следовательно, будет освещаться Солнцем под разными углами), на ней установили ФЭПы двухстороннего действия. Они вырабатывают электроэнергию, когда Солнце светит им и в «лицо», и в «спину». За счет этого шесть створок на новой панели дадут столько же электроэнергии, сколько давали восемь на старой.

Две оставшиеся створки новой панели служат чисто научным целям. На них установлены кремниевые ФЭПы, изготовленные по новой технологии, и ФЭПы из арсенида галлия. В отличие от «стандартных» ФЭПов площадью 5 см² ФЭПы на этих двух створках имеют в 5 раз большую площадь. На них предусмотрены датчики, регистрирующие динамику воздействия внешних отрицательных факторов на эффективность работы ФЭПов. На этих же створках размещены быстросъемные фрагменты конструктивных элементов солнечных батарей. Во время последующих выходов в открытый космос космонавты их будут периодически снимать, а затем доставлять на Землю для исследований.

Каркас экспериментальной панели изготовлен из углепластика, что позволило сделать его намного легче и гораздо прочнее, чем при использовании металлических сплавов.

Закончив монтажные работы, «Океаны» прошли вдоль всего орбитального комплекса к противоположному его концу, где пристыкован грузовой корабль «Прогресс-34». Дело в том, что после выведения этого корабля на орбиту одна из его антенн раскрылась с опозданием. Потом она работала нормально, и замечаний к ней не было. Тем не менее руководители полета поручили экипажу осмотреть «подозрительную» антенну».

Выполнив все запланированные операции, Владимир Титов и Муса Манаров вернулись в переходный отсек. Время их пребывания в условиях открытого космоса составило 4 ч 25 мин.

Завершив работы в открытом космосе, Владимир Титов и Муса Манаров продолжили разгрузку корабля «Прогресс-34». Доставленные грузы космонавты разместили в отсеках орбитального комплекса, а освободившееся в корабле место они заполнили оборудованием, которое уже отработало свой срок на орбите. В эти же дни производилась дозаправка топливных баков двигательной установки комплекса «Мир». Обычно такие операции выполняются по командам из Центра управления полетом, иногда ими управляют сами космонавты. На этот раз дозаправкой командовала бортовая ЭВМ.

4 марта 1988 г. в 6 ч 45 мин 09 с «Прогресс-34» отделился от стыковочного узла, расположенного на модуле «Квант». После непродолжительного автономного полета корабля ЦУП выдал команду на включение программы спуска. Космический грузовик был соответствующим образом сориентирован в пространстве. В 9 ч 45 мин 00 с заработала его двигательная установка. Корабль стал снижаться и прекратил свое существование в плотных слоях атмосферы.

Владимир Титов и Муса Манаров продолжают работу на борту орбитального комплекса «Мир».

Гл. отраслевой редактор Л. А. Ерлыкин. Редактор Е. Ю. Ермаков. Мл. редактор С. С. Патрикеева. Обложка художника А. А. Астрецова. Худ. редактор Т. С. Егорова. Техн. редактор Н. В. Клецкая. Корректор В. В. Каночкина.

Сдано в набор 19.02.88. Подписано к печати 21.04.88. Т-08245. Формат бумаги 84×108¹/₃₂. Бумага тип. № 2. Гарнитура литературная. Печать высокая. Усл. печ. л. 3,36. Усл. кр.-отт. 3,57. Уч.-изд. л. 3,64. Тираж 30 805 экз. Заказ 373. Цена 11 коп. Издательство «Знание». 101835, ГСП, Москва, Центр, проезд Серова, д. 4. Индекс заказа 884205.

Типография Всесоюзного общества «Знание». Москва, Центр, Новая пл., д. 3/4.

Согласна ли природа со всеми гипотезами о кометах?	3
Кометные орбиты и современные представления об их происхождении	5
Физическое поведение комет	14
История популярной модели кометного ядра из льдов	25
Могут ли существовать кометы с двойным или множественным ядром?	36
Проблема происхождения комет	41
О структурных моделях кометного ядра в новой концепции	51
Как понимать некоторые «секреты» кометной активности с точки зрения новой концепции	53
Об исследовании комет с минимальных расстояний	58
Литература	61
НОВОСТИ КОСМОНАВТИКИ	61