НазадСодержаниеВперед
О межзвездном происхождении комет

    Кометы занимают в Солнечной системе совершенно особое место по специфике их орбит и по своим физическим характеристикам.
    Исторически первая научная гипотиза о происхождении комет была высказана в 1795 г. П.Лапласом. С тех пор предлагалось еще более двух десятков гипотез о происхождении комет, но ни одна из них не получила широкого признания. В последние годы опубликовано большое число научных статей, в которых теоретически и экспериментально обосновывается концепция о межзвездном происхождении комет. Обобщая результаты последних исследований по кометной космогонии, можно рассматривать происхождение и последующую эволюцию комет в ходе четырех этапов.
    Первый этап - конденсация кометных ядер в плотном газопылевом облаке. Согласно современным данным кометные ядра представляют собой ледяные образования, состоящие в основном (около 90 %) из водяного льда. В состав кометных льдов входят органические вещества (cпирты, кислоты и пр.). Кроме того, в ядро включены мелкие твердые частицы минералов и металлов. Такая модель кометного ядра получила название модели загрязненного льда.
    В настоящее время нет единодушного мнения о структуре кометных ядер. Обсуждаются две модели: монолитное ядро и рой мелких ледяных кристаллов.
    Второй этап - захват комет в Солнечную систему. Каким же путем кометные ядра могли оказаться на эллиптических орбитах в Солнечной системе? Как известно, Солнце движется относительно ближайших звезд со скоростью 19.5 км/с к точке неба называемой апексом.
    Как показал ряд ученых, при своем движении в Галактике Солнечная система неоднократно проходила сквозь пылевые облака или пересекала пылевые галактические полосы. Интервалы между такими прохождениями заключены в пределях от 26 до 100 млн. лет.
    В 1977 г. В.В.Радзиевский и В.П.Томанов теоретически исследовали захват межзвездных комет при их гравитационном взаимодействии с планетами. Предполагается, что поток кометных ядер идет со скоростью 19.5 км/с из радианта, совпадающего с апексом Солнца. Получено необходимое и достаточное условие захвата: комета должна пройти около планеты через некоторый круг ("прицельное яблоко"). Размер прицельного яблока и его положение относительно планеты зависят от начальной скорости кометных ядер и координат планеты. Для Юпитера радиус прицельного яблока и растояние его центра от центра планеты имеют порядок 100 млн. км., а для Земли - около 1 млн. км.
    Если кометы динамически связаны с планетами, то элементы кометных орбит должны завичеть от радиуса орбиты возмущающей планеты. Выяснилось, что, во-первых, каждая планета может порождать кометные орбиты с большими полуосями, заключенными в определенных пределах. Во-вторых, узлы кометных орбит и их перигелии должны группироваться около орбит планет. Эти два критерия (значение гелиоцентрического расстояния одного из узлов кометной орбиты и величина большой полуоси орбиты) позволили выявить семейства долгопериодических комет, генетически связанных с планетами-гигантами.
    Третий этап - пребывание комет на долгопериодических гелиоцентрических орбитах. В жизни комет на этом этапе характерна дезинтеграция ядра - возгонка кометных льдов при прохождении перигелийной части орбиты и выдувание продуктов возгонки корпускулярным и электромагнитным излучением Солнца. Потеря вещества кометой обуславливает вековое уменьшение блеска, обнаруженное у многих короткопериодических комет. Далее, постепенно, вследствие накопления за большие промежутки времени малых планетных возмущений элементов орбит почти параболических и долгопериодических комет, происходит их своеобразная диффузия. Если при этом энергия кометы возрастает, то она в конечном итоге может покинуть Солнечную систему, и для нас уже не представляет интереса. Наиболее важными выводами теории диффузии являются следующие: во-первых, плоскости орбит долгопериодических комет постепенно приближаются к плоскости земной орбиты; во-вторых, кометные орбиты как бы подтягиваются к Солнцу. Подтягиванию орбит в зону планет способствуют также звездные возмущения и сопротивляющаяся среда.
    Приближение орбиты кометы к плоскости земной орбиты и стягивание к зоне планет увеличивают вероятность близких прохождений кометы около планет. Третий этап в жизни кометы  (этап постепенного накопления количественных изменений ) заканчивается коренным качественным изменением орбиты в результате сильных планетных возмущений при очень близких прохождениях кометы около планеты.
    Характер гравитационного взаимодействия кометы с планетой определяется величиной угла между направлением скорости планеты и кометы в момент вступления в сферу действия планеты: комета может получить либо гиперболическую скорость, либо перейти на орбиту с коротким периодом обращения.
    Четвертый этап - движение кометы по орбите, соответствующей малому периоду обращения. В системе короткопериодических комет уже давно известны следующие статистические закономерности, имеющие космогонический смысл: абсолютное большинство комет имеет прямое движение; афелийные расстояния таких комет близки к радиусам планетных орбит. Именно на этом основании кометы ранее делились на планетные семейства. Наиболее многочисленным является семейство Юпитера, включающее более 90 комет. Но недавно высказано мнение, что короткопериодические кометы с афелиями вблизи Сатурна, Урана и Нептуна в действительности не имеют генетической связи с этими планетами. Имеет место повышенная концентрация афелиев около долготы Л=220о. Короткопериодические кометы менее ярки, чем параболические, причем у них наблюдается вековое уменьшение блеска. Все эти закономерности легко объясняются в рамках теории захвата Юпитером долгопериодических комет на короткопериодические орбиты.
    Встречные по отношению к движению Юпитера кометы получают гиперболические скорости и выбрасываются из Солнечной системы. Кометы, догоняющие Юпитер, сохраняют планетный характер движения, но переводется на орбиты с более коротким пкриодом обращения.
    Захват комет Юпитером проходит наиболее интенсивно в районе афелия его орбиты, где минимальна скорость планеты, но максимален радиус его сферы действия. С другой стороны, вблизи афелия орбиты Юпитера концентрируются перигелии орбит долгопериодических комет. Все это и приводит к тому, что афелии короткопериодических комет, захваченных Юпитером, концентрируются около долготы 220o.
    Как уже отмечалось, планетные возмущения приближают плоскости кометных орбит к плоскости земной орьиты. Однако это очень длительный процесс, в течение которого комета много раз проходит через зону планет. Но при каждом обороте комета теряет свою массу и блеск. Таким образом, фонд захвата составляют старые, дезинтегрировавшие кометы. По этой причине блеск короткопериодических комет оказывается в среднем значительно меньше, чем у параболических.
    Четвертый этап - это кратковременный заключительный период существования кометы. Быстрое уменьшение блеска короткопериодических комет от оборота к обороту свидетельствует о дезинтеграции, истощении кометы. По мнению многих исследователей, время существования короткопериодической кометы составляет 300-600 лет. Для нее, по-видимому, возможны два финала: либо распад кометы и порождение метеорного потока, либо образование на поверхности кометного ядра пылевого защитного слоя и превращение кометы в астероид. По мнению ирландского астронома Э.Эпика, астероиды типа Аполлона - это ядра "высохших" комет.
    Гипотеза межзвездного происхождения комет не только объясняет основные закономерности кометной системы, но и предсказывает новые эффекты для этих малых тел Солнечной системы, частично упоминавшиеся выше [9].

Вверх