Хвостатые звезды

Великий русский исследователь комет Федор Александрович Бредихин.

Читатель помнит «фонтанную» теорию образования кометного хвоста. Эту теорию нужно было во многом улучшить, уточнить.

Будучи директором Московской обсерватории, Бредихин предпринял по старым формулам Бесселя подробное исследование 50 комет. Ему удалось раздобыть необходимые данные для вычислений, касающихся хвостов этих комет. Они имели самые разнообразные формы. Для каждой кометы Бредихин подсчитал величину отталкивательной силы, исходящей от Солнца.

Результат получился очень интересный: у комет оказались три резко разграниченных типа хвостов. До Бредихина никто не занимался подобным изучением кометных хвостов, а тем более их сортировкой по типам.

Чем же вызывалось обнаруженное различие?

Бредихин в конце концов пришел к выводу, что хвосты различных типов имеют и различный химический состав. Чем легче вещество, тем сильнее на него должна действовать отталкивательная сила Солнца. Значит хвосты первого типа — прямые и длинные — должны состоять из самых легких веществ, хвосты второго типа — более короткие и изогнутые — из более тяжелых, третьего типа — совсем короткие — из самых тяжелых веществ.

Однако Бредихин прекрасно сознавал, что его классификация требует еще многих объяснений. Сама природа отталкивательной силы, от которой зависела форма кометных хвостов, была еще неизвестна. Бредихин был убежден в ее электрическом происхождении.

Было также неясно, почему у комет появляются хвосты именно этого, а не другого типа. Бредихину было прекрасно известно, что кометы могут обладать несколькими хвостами различных типов. Так, например, комета 1858 года имела два хвоста: первого и второго типов. С другой стороны, одна и та же комета в различных своих появлениях, как, например, комета Галлея, развивала хвосты различных типов.

Чтобы придать классификации строгий порядок, Бредихин отнес к первому типу хвосты, в которых отталкивательные силы, действующие на частицы хвостов, почти в 18 раз больше силы притяжения к Солнцу. Частицы в этом случае, как подсчитал Бредихин, вылетают из ядра со скоростью около 10 километров в секунду. Хвосты образуются прямые или почти прямые с очень слабой кривизной. Такой хвост был, например, у кометы 1843 года.

Во вторую группу Бредихин включил хвосты, в которых отталкивательные силы превышают силу притяжения от 0,5 до 2,2 раза. Эти хвосты имеют вид изогнутой косы. Частицы, образующие эти хвосты, выбрасываются из ядра кометы со скоростями около 2 километров в секунду. Такой хвост второго типа имела красивая комета 1858 года.

Наконец к хвостам третьего типа Бредихин отнес хвосты, в которых отталкивательные силы близки к нулю, составляя от 0,09 до 0,3 силы притяжения к Солнцу. Значит в этих хвостах сила притяжения к Солнцу преобладает над силой отталкивания. Они образуются частицами, выброшенными из ядра кометы со скоростью 300–600 метров в секунду. Эти хвосты короткие, широкие и слабые. Они значительно отклоняются от направления хвостов первого типа. Подобные хвосты встречаются реже двух первых.

Три типа кометных хвостов по Бредихину.

У некоторых комет наблюдались совсем особые хвосты, которые нельзя было отнести ни к какому из перечисленных типов. На эти хвосты, по-видимому, совсем не действует отталкивательная сила. Обычно они очень слабы и направлены от головы кометы в сторону Солнца. Они напоминают по своей форме сахарную голову, обращенную вершиной к Солнцу. Такие хвосты Бредихин назвал «аномальными» (то есть отклоняющимися от нормальных).

Бредихин на редкость глубоко и детально разработал «фонтанную» теорию. Он вывел ряд новых формул для более точного вычисления орбит частиц, выброшенных из ядра кометы. Ему удалось объяснить такие подробности в строении хвостов, которые до него казались совершенно непонятными. В хвостах второго типа, например, часто можно заметить какие-то поперечные полосы, пересекающие хвост. Что это за полосы?

Бредихин нашел очень остроумное объяснение. Предположим, что в какой-то момент из ядра кометы вырвалось облако частиц. На каждую из них действует своя отталкивательная сила. Эти силы различны, но для данного типа хвоста они колеблются в пределах от 0,5 до 2,5. Бредихин подсчитал по своим формулам, что куда бы эти частицы ни улетели, они должны все время располагаться на одной прямой, и эта прямая непременно должна проходить через ядро кометы. И действительно, в хвостах второго типа можно наблюдать полоски, направленные к ядру кометы. Бредихин предложил назвать их «синхронами», что в приблизительном переводе означает «одновременные». В самом деле, все частицы, образующие данную полоску, вылетели из ядра кометы одновременно, а потом уже вытянулись в линию.

Таким образом Бредихин доказал, что кометные хвосты второго типа состоят в основном из синхрон. Синхроны обычно отстоят на некотором расстоянии друг от друга. Это означает, что в ядре регулярно происходят какие-то взрывы, в результате которых одновременно выбрасываются залпы частиц.

Несколько иначе обстоит дело с хвостами первого типа. Синхрон в них никогда не наблюдалось. Как же объяснить их форму?

Бредихин решил и эту задачу. Если из ядра кометы в разные моменты будут выброшены частицы, на которые действовала одна и та же по величине отталкивательная сила, то, как показали вычисления Бредихина, все эти частицы расположатся на общей кривой, проходящей через ядро кометы. Эту кривую Бредихин назвал синдинамой, то есть кривой равных сил. Действительно, на все частицы хвоста, находящиеся на синдинаме, действует одинаковая отталкивательная сила. Из таких синдинам состоят хвосты первого типа. Они слегка искривлены в сторону, обратную движению кометы. Разумеется, синдинамы есть и в хвостах второго типа. Например, линии внешних очертаний этих хвостов и средняя их линия представляют синдинамы.

Во время исследований строения хвостов различных комет Бредихину пришлось столкнуться с необычайной кометой, появившейся в 1774 году. Она имела шесть хвостов, которые высовывались из-за горизонта на фоне красивого горного пейзажа. Долгое время об этой комете писали, как о каком-то необычайном небесном чудовище.

Шестихвостая комета 1774 года.

Бредихин нашел ключ к этой загадке. Он доказал, что наблюдатели видели не шесть хвостов этой кометы, а только шесть синхрон гигантского хвоста второго типа. Легенда о шестихвостой комете, распространенная даже среди астрономов, тем самым была развенчана.

Бредихин был свидетелем великолепного звездного дождя 1872 года. Это побудило его заняться изучением роли комет в образовании метеоров. Он вскоре пришел к выводу, что рои метеоров могу г образовываться не только при разрушении комет, как в случае с кометой Биелы, но и при других обстоятельствах.

Аномальные хвосты, на которые, как читатель помнит, не действует заметным образом отталкивательная сила Солнца, состоят не из газа, а из мелких твердых частиц. Они выбрасываются из ядра кометы и рассеиваются по ее орбите. За кометой, таким образом, остается «след» в виде роя метеорных пылинок. Тесная связь между кометами и метеорами получила новое подтверждение.

Но кометы иногда могут распадаться и на белее крупные части. Так случилось с кометой 1882 года после ее прохождения через перигелий и с той кометой, которая, как помнит читатель, распалась на пять частей. Бредихин доказал, что в подобных случаях должны образовываться семейства комет с пересекающимися и сходными орбитами. Кометы, следовательно, размножаются путем деления, и поэтому, как был убежден Бредихин, в солнечной системе наблюдается так много комет.

Никто, кроме Бредихина, не исследовал кометы так широко и глубоко. Слава великого русского исследователя разнеслась по всему миру. Ученые общества всех стран считали за честь иметь его своим почетным членом. Но замечательный ученый обладал необыкновенной скромностью. Он не любил шумихи вокруг научных вопросов.