Глава пятая
ПРИРОДА ЗОДИАКАЛЬНОГО СВЕТА
Косматые великаны
Кроме планет и астероидов, Солнцу подвластно многочисленное племя очень своеобразных светил, которые за свой необычайный вид названы кометами, то есть косматыми или волосатыми звездами.
Пока комета находится вдали от Солнца, она имеет вид туманного пятнышка, иногда с небольшим обрубком хвоста. Это пятнышко заметно перемещается среди звезд — кометы движутся очень быстро. На расстоянии в 150 миллионов километров от Солнца они развивают скорость около 40 километров в секунду.
Приближаясь к Солнцу, кометы постепенно меняют облик — хвост увеличивается, а спереди вырисовывается нечто вроде головы с ярким ядром в центре.
Наибольшим хвостом обладала комета 1843 года. Он простирался на 300 миллионов километров. Его можно было бы дважды протянуть от Земли до Солнца.
Столь же велики и головы комет. Голова сравнительно небольшой кометы— 1908-III имела 300 тысяч километров в поперечнике — иначе говоря, в этой комете могли бы уместиться все планеты солнечной системы вместе взятые. Поперечник головы кометы 1811-I равнялся миллиону километров, эта комета по объему соперничала с Солнцем. Комета 1729 года была больше Солнца. Кометы — самые большие тела солнечной системы.
Несмотря на необычайные размеры хвостатые светила обладают совершенно ничтожными массами. Один астроном назвал кометы «видимым ничто», а другой окрестил их еще менее лестным прозвищем: «мешок пустоты». И в самом деле, того количества воздуха, которое содержится в футбольном мяче, хватило бы для образования кометного хвоста объемом в 35 кубических километров.
Сентябрьская комета 1940 года 26 числа была совсем маленьким, еле заметным пятнышком. Приближаясь к Солнцу, она быстро росла, становилась ярче, ее хвост — длиннее.
21 мая 1910 года Земля зацепила край хвоста кометы Галлея, а может быть, даже прошла сквозь него, но никто на Земле ничего не заметил. Самые тщательные анализы состава воздуха не могли обнаружить в нем каких-либо примесей кометных веществ.
Не только хвосты комет, но и их головы прозрачны, и сквозь них просвечивают звезды.
В 1910 году комета Галлея прошла между Землей и Солнцем. Напрасно астрономы старались понаблюдать это своеобразное затмение Солнца кометой. Любое твердое тело размером более 50 километров в поперечнике казалось бы маленькой черной точкой, мошкой ползущей по солнечному диску. Но, увы, на солнечном диске ничего не было видно.
Комета 1811 года над Москвой (по рисунку того времени).
В 1927 году одна из комет прошла близко от Земли. Астрономы рассматривали ее ядро при самом большом увеличении. Но, несмотря на все старания, в ядре кометы не удалось рассмотреть ничего мало-мальски крупного. Московский астроном Б. А. Воронцов-Вельяминов разработал точные способы определения размеров, масс и строения ядер больших комет. Исследования Б. А. Воронцова-Вельяминова показали, что комета Галлея имеет ядро поперечником в 60 километров, которое может состоять из отдельных глыб или обломков, камней разного размера, песка и пыли. Общая же масса кометы примерно в несколько миллиардов раз меньше массы Земли. Но комета Галлея — одна из самых крупных и массивных комет. Большинство же этих небесных странниц очень невелико по массе.
Следовательно, голова кометы — это всего лишь груда обломков, скал, камней, песка и льдинок, окруженная облаком пыли и газов, а хвост — поток сильна разреженных газов и паров, смешанных с мельчайшей пылью.
Ученые обнаружили в составе вещества пометных хвостов присутствие угарного газа — окиси углерода, ядовитого газа-циана, метана и много молекул других соединений водорода, азота, кислорода и углерода.
Когда комета приблизится к Солнцу на расстояние около 100 миллионов километров, под действием жара солнечных лучей в ядре кометы начинают испаряться легкоплавкие вещества — в хвосте кометы появляются признаки паров натрия.
Большая комета 1882-II прошла около Солнца на расстоянии всего лишь в 500 тысяч километров. Вещество в ее ядре нагрелось до 3000 градусов, и в хвосте светились пары не только натрия, но и железа, никеля и хрома.
Загадка безвоздушного ветра
В 1746 году один из крупнейших ученых XVIII века, петербургский академик и друг Ломоносова, Леонард Эйлер в споре с Ньютоном о природе света высказал предположение, что свет давит на каждое тело, на которое он падает. Современники не согласились с Эйлером. Ученые тогда даже представить себе не могли, как это свет, нечто легкое, невесомое, эфирное и вдруг давит, гнетет, как сыплющийся песок, как струя воды или воздуха. Ведь это же все-таки свет, а не песок и не струя какого-то вещества. Разве свет может давить?
Яркая искорка гениальной догадки, мелькнувшая в науке, не разгорелась в пламя, но и не угасла. Она не могла угаснуть, — кометы, эти хвостатые небесные странницы, при каждом своем появлении возле Солнца, напоминали ученым, что в природе существует отталкивательная сила, и эта сила исходит из Солнца, так же как и его свет!
Еще в глубокой древности было замечено, что хвосты комет всегда поворачиваются в сторону, противоположную Солнцу. Римский философ Сенека писал: «Хвосты комет бегут пред солнечными лучами». А китайский летописец Мин Туань-линь, живший 8 начале нашего тысячелетия, упоминает в своей хронике о комете, являвшейся в марте 837 года и сообщает о законе, установленном китайскими астрономами: «У кометы, которая находится к востоку от Солнца, хвост по отношению к ядру направлен к востоку, если же комета является на западе, то и хвост направлен к западу».
Хвост кометы не тянется за ее головой, как дым за паровозом в тихую погоду. Хвост всегда откинут в том же направлении, в каком падает тень от ядра кометы. Поэтому, когда хвостатая гостья огибает Солнце, ее хвост летит рядом с ней; потом, когда комета начинает удаляться, хвост отворачивается все круче и круче; он обгоняет голову, и комета летит хвостом вперед. Хвост удаляющейся кометы напоминает луч света от фары, которая освещает космической страннице путь во тьму межзвездного пространства.
Хвост кометы всегда направлен в сторону, противоположную Солнцу.
Словом, хвост кометы поворачивается, как флюгер, — так, как будто от Солнца дует сильный ветер.
Но ведь в межпланетном пространстве ветра нет. Откуда взяться ветру там, где нет воздуха.
Ученые терялись в догадках, пытаясь понять природу «безвоздушного ветра». И многие вслед за Эйлером склонялись к мысли, что в межпланетном пространстве роль ветра играют солнечные лучи.
Знаменитый русский астроном Федор Александрович Бредихин определил величину отталкивательных сил, вызывающих образование хвоста.
Под влиянием жара солнечных лучей в ядре кометы тают льдинки, вскипают замерзшие газы, и начинают испаряться легкие металлы. Частицы газов, паров и пыли, клубящиеся в голове кометы, попадают под влияние отталкивательной силы. Эти силы для маленьких частиц оказываются более значительными, чем тяготение Солнца, они отгоняют — «сдувают» с ядра кометы все мелкие частицы в сторону.
При этом таинственная отталкивательная сила действует на разные частицы по-разному: на мелкие — сильнее, на более крупные — слабее. Бредихин установил, что в зависимости от размера частиц образуются хвосты трех различных типов.
Первый тип — прямые. Эти хвосты направлены почти в точности в. сторону, противоположную Солнцу. Их вещество удаляется прочь, от ядра кометы со скоростью около 10 километров в секунду, потому что сила отталкивания по меньшей мере раз в восемнадцать превышает силы тяготения.