Кометы, их состав и химическое строение

Ученые Л. Альварес и С. Ванденберг показали, что содержание этого элемента в тот период на земной поверхности могло резко увеличиться в результате падения крупного кометного ядра (с поперечником около 10 км), имевшего повышенное содержание иридия. Был даже найден кратер с подходящим возрастом и соответствующими морфологическими особенностями, который мог возникнуть при таком событии. Этот кратер, по имени Чиксулуб, имеет диаметр 180 км и находится на полуострове Юкатан в Мексике. Но причиной вымирания живых организмов тогда могла быть не повышенная концентрация иридия, а сильнейший взрыв, вызванный столкновением кометного ядра с земной поверхностью, который привел к выбросу в атмосферу (в том числе в ее верхние слои) огромного количества пыли. Глобальное запыление атмосферы неизбежно приводит к резкому падению температуры ее нижних слоев (на 10 и более градусов), так как пыль экранирует поток солнечного излучения. Такое изменение средней температуры может сохраняться до 1 года - так называемый эффект «ядерной зимы» (он также неизбежен при массовом применении ядерного оружия, откуда и появилось соответствующее название). Вполне вероятно, что такой эффект, вызванный падением крупного кометного ядра (но это мог быть и астероид) на земную поверхность 65 млн. лет назад, и привел к катастрофической гибели живых организмов.

Еще одно подтверждение реальности столкновений кометных ядер с планетами - уникальное событие, которое произошло «на глазах» у всего современного человечества. Имеется ввиду падение фрагментов кометы Шумейкера-Леви 9 на Юпитер в июле 1994 г. Эта комета была обнаружена в окрестностях Юпитера в начале 1993 г. уже после того, как распалась на 20 фрагментов, которые распределились вдоль ее орбиты в виде светящегося «небесного ожерелья». Как показало моделирование движения этой кометы «назад», она была либо сорванным «с места» удаленным ледяным спутником Юпитера, либо ранее захваченной планетой-гигантом обычной кометой. Скорее всего, кометное ядро было разорвано на части приливными силами при близком прохождении к Юпитеру. Падение обломков ядра кометы с размерами от 1 до 10 км со скоростью около 60 км/с происходило с 16 по 22 июля 1994 г. на обратную сторону южного полушария Юпитера. Это не позволило непосредственно наблюдать эффекты столкновений. Но последствия падений становились наблюдаемыми на видимом полушарии Юпитера уже через 40-50 мин. по причине его быстрого вращения. Они были грандиозными. Следы взрывов в виде огромных темных пятен и расходящихся от них кольцевых ударных волн (по диаметру сравнимых с Землей) на фоне юпитерианской атмосферы наблюдались во всех обсерваториях мира. Но лучшие по качеству снимки были получены с помощью орбитального телескопа «Хаббл» работающего за пределами земной атмосферы.

Но прежде, чем приступить к обсуждению вопроса о защите Земли от крупных комет и астероидов, остановимся кратко на обсуждении более « простой» проблемы - а так ли уж велика опасность столкновения Земли с кометами?

Говоря языком математики, речь идет о нахождении вероятности пересечения орбит Земли и кометы практически в одной точке. Интуитивно кажется, что эта вероятность должна быть исключительно мала, но какова количественная оценка этой малости? Для ответа на вопрос достаточно учесть, что из наблюдений около 200 долгопериодических комет известно, что около 5 комет в год пересекают плоскость орбиты Земли (напомним, что речь идет только уже об известных кометах типа кометы Карла V или кометы Галлея).

Для столкновения необходимо, чтобы траектория хотя бы одной из таких комет пересеклась с положением Земли, точнее прошла бы через окружность площадью в ј площади земной поверхности. Расчеты показывают, что вероятность такого события, как и ожидалось, экстремально мала - примерно одно событие в 50-100 млн. лет. Но геологический возраст Земли близок к 4,5 млрд.лет. Значит, за это время нас «посетили», как минимум, несколько десятков комет? А если учесть, что каждый год астрономы открывают еще 3-5 новых комет, то кометный фактор становится одним из важнейших элементов земной истории! Этот вывод подтверждается и данными наблюдений кратеров Луны, значительная часть которых сформировалась под воздействием комет, астероидов и метеоритов.

Соединяя «оптимистическую» и «пессимистическую» точки зрения на кометную угрозу для Земли, можно указать наиболее надежный интервал для таких событий - примерно один раз в 10-20 млн.лет. Много это или мало? Стоит ли принимать во внимание кометную опасность и предпринимать какие-то превентивные меры? Для тех, кто настроен «оптимистически» (по принципу - на мой век хватит), заметим, что приведенные выше оценки характеризуют лишь частоту событий, но в принципе не могут дать ответа на вопрос, когда же это событие произойдет. Следует пояснить, что и в повседневной жизни мы интуитивно оцениваем опасность того или иного фактора. Даже без специальных пояснений, каждый из нас осознает, что опасность от движущегося автомобиля намного превышает опасность от упавшего с крыши кирпича или аварии самолета. Следовательно, в первую очередь нужно «страховаться» от потенциально наиболее вероятного события. Но что до этой логики человеку, на которого кирпич все-таки упал! Мы прекрасно понимаем, что вероятность аварии на атомной станции чрезвычайно мала. И, несмотря на это, мы стали свидетелями ужаса Чернобыля. Следовательно - сама про себе вероятность того или иного события хотя и важна, но недостаточна для характеристики степени опасности явления.

Ученые уже давно понимали этот факт при разработке и проектировании сложных систем. Для сравнения разных по своим вероятностным свойствам и воздействию на человека событий было предложено использовать понятие «фактор опасности», равный произведению вероятности события на число потенциальных жертв. Так например, ежегодно на земном шаре в авиационных катастрофах погибает около тысячи человек. Статистические данные показывают, что вероятность одной такой катастрофы примерно составляет одно событие в месяц. В этом случае фактор опасности авиационных катастроф для человечества составляет около 80-90. Если учесть, что столкновение крупной кометы с Землей будет сопровождаться гибелью всего живого, то рейтинг этой угрозы превышает авиационный почти в 5-7 раз! Вероятность эффекта мала, но зато последствия глобальны!

Заключение

В эпоху, когда астрономия как наука переживала период своего младенчества, люди изучали небо невооруженным глазом. Поэтому все открываемые в ту пору «хвостатые звезды» были довольно яркими. Когда на помощь астрономам пришел телескоп (с XVII века), кометы стали открывать чаще. Сначала далекие, слабые кометы обнаруживали случайно, при наблюдении других небесных объектов. Потом появились астрономы, упорно обшаривавшие небо в поисках чего-то нового. Через десятки лет на счету таких наблюдателей оказывалось по 5-10, а иногда и больше открытых ими комет. А после того как телескопы стали доступны большому кругу людей, увлекающихся астрономией, появилась целая армия «охотников за кометами» - бескорыстных и преданных сподвижников науки. Эти любители астрономии внесли огромный вклад в науку о кометах. Так, Ж. Понс, всю свою жизнь прослуживший сторожем на Марсельской обсерватории, открыл за тридцать лет 26 комет (его рекорд держался 165 лет!).

В 1892 году американский ученый Э. Барнард впервые открыл комету на фотопластинке. Это был важный шаг в техническом развитии астрономии, после чего очень скоро фотография окончательно отучила астрономов-профессионалов от визуальных наблюдений. Появившиеся затем новые светосильные фотографические телескопы-фотокамеры оказались очень удобными для поиска слабых небесных объектов. Таким образом, произошло разграничение сфер деятельности между профессионалами и любителями: ученые переключились на фотографический поиск и при этом стали открывать слабые, ранее недоступные для наблюдений объекты. А любители продолжали обшаривать небо с помощью своих скромных телескопов.

Казалось бы, в наше время, когда вводятся в строй все новые и новые фотографические инструменты, любители должны оставаться «не у дел». Но этого не происходит, и число открытий, сделанных любителями, остается весьма значительным. В 1974 году из пяти новых комет две открыты любителями, в 1987 из семнадцати вновь открытых - семь, в 1988 из пятнадцати - четыре, в 1989 из двадцати - шесть, в 1990 из девяти - две, в 1991 «вольные охотники» обнаружили три новых (из девятнадцати). Таким образом, как столетие назад, так и в наши дни, любители по-прежнему обнаруживают 20-40 процентов новых комет. И, по всей видимости, до конца эпохи любительства в астрономии еще далеко.

Кометы падали на землю.

Комета 73P/Schwassmann-Wachmann 3 вновь обратила взоры даже несведущих в астрономии людей к небу. Но красивая хвостатая гостья таит в себе не только тайны зарождения Солнечной системы, но и представляет серьезную опасность для землян. Особенно это проявляется теперь, когда небесная странница разрушается прямо на глазах. Одна из таких разрушающихся комет (Шумейкеров-Леви, состоящая из 23 фрагментов) столкнулась с Юпитером более 10 лет назад, и вот новая катастрофа. Может ли комета врезаться в Землю? Изучение древних метеоритных кратеров не исключает такой возможности, хотя есть всего несколько примеров таких падений на Землю. К сожалению, природные и климатические влияния сгладили места падений, чтобы достоверно выявить кометную причину появления таких кратеров. Тем не менее, знаменитая Тунгусская катастрофа могла быть вызвана именно кометой.

Рис. 1. Комета в инфакрасном свете

Комета 73P/Schwassman-Wachmann 3 разваливается на наших глазах, а астрономы всего мира изучают процесс ее разрушения. Процесс распада кометы хорошо виден на фотографиях. Последняя фотография в инфракрасном диапазоне, полученная космическим телескопом "Спитцер", показывает 45 фрагментов кометы из 58-и известных на данное время ее "кусков". Инфракрасный телескоп имеет большое преимущество перед оптическими, т.к. показывает те детали, которые нельзя обнаружить в видимом диапазоне. Например, здесь видны полосы частиц пыли, которые связывают отдельные фрагменты кометы.

Рис. 2. Комета Хейла-Боппа в ночном

Рис. 3. Фотография Юпитера в ИК-диапазоне после падения кометы

Рис. 4. Самая яркая в истории Земли комета движется к Солнцу

Литература

1. Гетман В.С. Внуки солнца: Астероиды, кометы, метеоритные тела. - М.: Наука, 1989.

2. Емельяненко В.В. Движение почти параболических комет под воздействием малых кометных возмущений // Письма в Астрономический журнал. - 1990. Т.16, №8.

3. Каймаков Е.А. и др. Кометы на Земле. - Л.: «Знание» РСФСР, 1986.

4. Ковшун И.Н. И отторгались звезды от неба и падали на землю… - Киев: Наука, 1990.

5. Кометы и происхождение жизни: сб. статей под ред. С. Понпамперумы; Пер. с англ. Д.Б. Кирпонина, В.В.Рябина - М.: Мир, 1984.

6. Марочник Л.С. Свидание с кометой. - М.: Наука, 1985.

7. Мороз О.П. Свидание с кометой. - М.: Сов. Россия, 1983.

8. Наука и жизнь. - М.: «Пресса», №9, 1992.

9. Воронцов-Вельяминов Б.А. Очерки о вселенной. - М.:»Наука», 1980.

Размещено на Allbest.ru