Căutătorii de praf de stele au primit materiale neașteptate. Ce a explodat peste Tunguska
Soarele nostru are miliarde de sateliți în sine marimi diferite, orbitând în jurul lui. Pe unele dintre ele le vedem planete, altele ca asteroizi și meteoriți. Printre aceștia se numără și reprezentanți speciali - cometele, care se umflă periodic la dimensiuni incredibile, colorând cerul înstelat cu cozi uriașe.
Capsula de praf
Potrivit oamenilor de știință americani, pe 15 ianuarie 2006, la ora trei dimineața, particulele din cometa Wild-2 vor cădea pe Pământ. Cu toate acestea, acest eveniment nu ar trebui să-i deranjeze pe pământeni, deoarece se va desfășura conform planului: nu cometa în sine va zbura din cer, ci o capsulă conică mică cu un diametru de 80, o înălțime de 50 cm și o greutate de 46 kg. Ea va ateriza cu parașuta pe o câmpie acoperită de zăpadă din regiunea deșertică a statului american Utah, la 110 km de Salt Lake City. Mai exact, în mijlocul unui vast teren de antrenament militar pentru bombardamente și trageri de rachete într-o zonă de 30x84 km. În interiorul capsulei va fi praf de cometă colectat de stația automată americană Stardust. În cazul unei aterizări ușoare, oamenii de știință vor avea o oportunitate unică de a studia compoziție chimică comete în condiții de laborator. Cometa Wild-2 prezintă un interes deosebit pentru cercetare, deoarece până în momentul în care a întâlnit stația Stardust, a zburat aproape de Soare de doar cinci ori și starea inițială a materiei sale se schimbase ușor. Nu același lucru se poate spune despre cometa Halley, care a trecut lângă Soare de mai mult de o sută de ori. Cert este că anterior nucleul cometei Wild-2 se mișca pe o orbită situată între Jupiter și Uranus, era un asteroid și nu avea nicio coadă. Dar în 1974, s-a apropiat foarte mult de Jupiter și influența gravitațională a acestei planete gigantice a schimbat orbita asteroidului, astfel încât acesta a început să se apropie de Soare la fiecare 6,4 ani și s-a transformat într-o cometă. Fiecare apropiere a unei comete de Soare duce la o pierdere parțială a substanțelor volatile, în timp ce materialul său mai refractar rămâne aproape neatins. De aceea, miezul cometei „vechi” Halley are o culoare extrem de închisă, în timp ce miezul cometei „proaspete” Wild-2 este destul de deschis; în stratul său de suprafață există multă gheață care nu s-a evaporat încă.
Pentru a afla cel mai precis din ce este făcută cometa, trebuie să-i analizați substanța folosind diverse instrumente extrem de sensibile, livrând mostrele sale pe Pământ. Dar este dificil să plasezi astfel de dispozitive la bordul unei nave spațiale mici, deoarece dimensiunile stației Stardust sunt de 1,7x0,7x0,7 m - aproximativ aceleași cu birou. Cum să prelevați o probă de materie care zboară departe de nucleul cometei cu o viteză enormă? După standardele cosmice, Stardust s-a deplasat lent în raport cu cometă, de aproximativ o dată și jumătate mai lent decât sateliții artificiali zboară în jurul Pământului. Cu toate acestea, chiar și această viteză a fost de câteva ori mai mare decât cea a unui glonț - stația a zburat 6 km într-o secundă. Contactul particulelor de praf cu un recipient de material solid la o astfel de viteză (mai mult de 20 mii km/h) ar duce la încălzirea și evaporarea lor extremă. Singura cale O capcană realizată dintr-un material unic, aerogel, care a fost creată în 1931, dar nu a fost utilizată pe scară largă, a făcut posibilă prinderea și oprirea delicată a acestor particule de praf. Acum își găsește o a doua viață datorită proprietăților sale termoizolante. Aerogelul este format din 99,8% aer și încă 0,2% dioxid de siliciu, pur și simplu - cuarț, și este o substanță solidă cu o structură poroasă, care amintește de un burete, ai cărui pori nu se văd - diametrul lor este de doar 20 de nanometri. (adică 50 de mii de astfel de pori se potrivesc pe o lungime de 1 mm). Aerogelul folosit la stația Stardust a fost inclus în Cartea Recordurilor Guinness ca substanță solidă cu cea mai mică densitate - 3 mg/cm 3 . Este de 1.000 de ori mai ușor decât sticla de cuarț, deși compoziția lor chimică este aceeași.
Când se apropie de cometă, nava spațială semăna cu un cavaler îmbrăcat în armură gata de luptă - ecrane de protecție formate din mai multe straturi de „țesătură” ceramică Nextel au fost instalate nu numai pe compartimentul instrumentelor, ci și pe fiecare dintre panourile solare, răspândite în forma a doua aripi. S-a presupus că aceste ecrane vor proteja stația de impactul particulelor de praf și chiar de la pietricele mici, de mărimea unui bob de mazăre. Pe 31 decembrie 2003, stația Stardust a intrat într-un nor de materie de cometă rarefiată, extinzându-se pe sute de kilometri în jurul nucleului său. Și pe 2 ianuarie 2004, s-a apropiat chiar de nucleul cometei la o distanță de 240 km. S-a dovedit că zborul printre particulele de praf nu era sigur - senzorii de la bord au arătat că stratul exterior (de absorbție a șocurilor) al ecranului de protecție a fost străpuns de particule mari de praf de cel puțin 12 ori. Cu toate acestea, straturile ulterioare au rămas intacte. De trei ori au fost jeturi deosebit de dense de gaze și emisii de praf, în timpul zborului prin care aproximativ 1 milion de particule minuscule au lovit ecranul de protecție pe secundă. Pe măsură ce stația se apropia de cometă, capcana de praf a fost scoasă din recipientul său de protecție și poziționată perpendicular pe fluxul de material care iese din nucleul cometarului. Cele mai mici particule ale cometei, zburând cu o viteză enormă, au rămas blocate în aerogel, a cărui grosime le-a încetinit ușor zborul rapid. În timpul procesului de frânare, particulele de praf au lăsat o urmă sub forma unui tunel îngust de aproximativ 200 de ori mai lung decât diametrul său. Aceste urme vor fi folosite pentru a le găsi folosind un microscop înainte de a fi îndepărtate pentru studiu. La 6 ore după întâlnirea cu cometa, panoul de aerogel cu câteva zeci de miligrame de particule de praf blocate în el a fost împachetat într-o capsulă de protecție. Oamenii de știință se așteaptă ca, la livrarea pe Pământ, ei vor putea detecta cel puțin 1.000 de boabe de praf de dimensiuni relativ mari - mai mult de 15 microni în diametru (de 4 ori mai subțiri decât un fir de păr). Pe lângă colectarea prafului de cometă, stația a fotografiat pentru prima dată nucleul cometei de la distanță foarte apropiată. Aceste fotografii detaliate au scos la iveală forme de relief destul de neobișnuite și, în loc de cele două sau trei jeturi de gaz așteptate, au fost numărate mai mult de două duzini de fluxuri de gaz și praf care scăpau de sub suprafața cometei. Judecând după imagini, gheața încălzită de Soare în anumite părți ale nucleului se transformă imediat în gaz, ocolind stadiul stării lichide. Jeturile acestui gaz zboară în spațiul cosmic cu o viteză de câteva sute de kilometri pe oră. Fotografiile arată clar suprafața dură a nucleului cometarului, acoperită cu cratere de până la 150 m adâncime, vârfuri ascuțite de 100 m înălțime și stânci ascuțite. Diametrul celui mai mare crater este de 1 km și este 1/5 din diametrul nucleului cometei. Impresia este că materialul de miez este foarte puternic, ținând pantele abrupte ale versanților craterelor în starea lor inițială, împiedicându-le să se prăbușească sau să se răspândească. Niciunul dintre cele trei duzini de corpuri cerești fotografiate în detaliu din stațiile spațiale (planete, sateliții lor și asteroizii) nu a văzut vreodată un relief similar. Este posibil ca astfel de trăsături ale structurii suprafeței să fie caracteristice numai nucleelor cometelor și să fie cauzate de eroziunea solară.
„Vega” despre abordările spre cometă
Celebra cometă Halley este considerată pe bună dreptate „principalul” - aparițiile sale lângă Pământ au fost înregistrate de 30 de ori din 240 î.Hr. e. La începutul secolelor XVII-XVIII, savantul englez Edmund Halley a fost primul care a stabilit periodicitatea mișcării sale și a prezis momentul următoarei sale apariții. De atunci, ea a început să fie chemată pe numele lui.
În 1986, după cum se știe, i-a fost trimisă o întreagă flotilă spațială - stațiile sovietice „Vega-1” și „Vega-2”, stația europeană Giotto („Giotto”) și japoneza Sakigake („Pioneer”) și Suisei („Cometa”)), și stația americană ICE au participat la observații, deși era foarte departe de aceasta, 30 de milioane de km.
Observațiile de la stațiile spațiale Vega și Giotto au arătat pentru prima dată cum arată un nucleu cometar, care anterior era ascuns astronomilor în spatele norilor de gaz și praf pe care îi ejectează. Ca formă seamănă cu un cartof care măsoară 14x10x8 km. Ceea ce a fost, de asemenea, neașteptat a fost faptul că miezul este întunecat, ca funinginea, și reflectă doar 4% din lumina incidentă. Pe partea îndreptată spre Soare, s-au observat emisii de gaz și praf străpungând învelișul întunecat. Nucleul cometei Halley este foarte poros, conține multe goluri, iar densitatea sa este de 100 mg/cm 3 (de 10 ori mai mică decât cea a apei). Se compune în principal din gheață obișnuită cu mici incluziuni de dioxid de carbon și gheață metan, precum și particule de praf. Culoare inchisa cauzată de acumularea de material roci rămas după evaporarea gheţii. Conform calculelor, cu fiecare trecere a cometei Halley în apropierea Soarelui, de la suprafața acestuia dispare un strat de aproximativ 6 m grosime, ca urmare, în ultimele 100 de zboruri (peste 7.600 de ani), diametrul său a scăzut cu 1,2 km, ceea ce este aproximativ 1/10 din diametrul actual
În timpul zborului său în apropierea cometei la o distanță de 8.000 km cu o viteză relativă de 78 km/s (280 mii km/h), stația Vega-1 a fost supusă unui bombardament puternic de particule de praf cometar. Drept urmare, puterea a fost redusă la jumătate baterie solară iar funcționarea sistemului de orientare spațială a fost perturbată. Același lucru s-a întâmplat și cu stația Vega-2. Giotto a trecut la doar 600 km de nucleul cometei, iar o astfel de apropiere nu a fost lipsită de pierderi. La o distanță de 1.200 km, impactul unei particule de cometă a dezactivat camera de televiziune, iar stația în sine a pierdut temporar contactul radio cu Pământul. Două stații japoneze au zburat la distanțe mai mari de cometă, efectuând studii asupra norului vast de hidrogen care o înconjoară.
Bombardare în spațiu
Pentru a pătrunde adânc în nucleul cometei și a afla proprietățile materialului nu numai pe suprafața nucleului cometarului, ci și în adâncimea acestuia - aceasta a fost sarcina atribuită stației automate americane Deep Impact, lansată chiar la începutul anului. 2005 spre cometa Tempel. 1. Această cometă are un nucleu alungit care măsoară 11x5x5 km (puțin mai mic decât cometa Halley), care se rotește o dată pe axa sa la fiecare 42 de ore. După ce s-a apropiat de țintă, stația a urmat un curs paralel cu ea. După ceva timp, aparatul Impactor („Drummer”), constând în principal din blocuri mari de cupru, s-a separat de acesta. În timp ce dispozitivul se apropia de nucleul cometei, mai multe particule mici s-au ciocnit cu acesta, modificând ușor traiectoria Udarnik-ului. Folosind senzori configurați pentru a căuta cel mai strălucitor obiect, dispozitivul a restabilit direcția dorită de mișcare și a continuat către ținta dorită.
O zi mai târziu, pe 4 iulie 2005, Impactor s-a ciocnit cu o cometă cu o viteză extraordinară de 10,3 km/s (37.000 km/h). În același timp, din cauza temperaturii enorme care a apărut în timpul impactului, a avut loc o explozie termică, transformând dispozitivul de dimensiunea unei gospodării. mașină de spălat, cântărind 370 kg într-un nor de praf și gaz. În ceea ce privește cometa, substanța stratului său de suprafață a fost aruncată de explozie la o înălțime mare. În același timp, a existat un fulger de lumină, care i-a surprins foarte mult pe cercetători, deoarece s-a dovedit a fi mai strălucitor decât se aștepta. Materialul ejectat s-a disipat complet numai după 12 ore. Prelucrarea datelor obținute în urma observării acestei coliziuni a arătat că materialul din stratul superior al cometei este foarte diferit de ceea ce se aștepta să fie găsit acolo. Se credea că miezul său era un bloc uriaș de gheață cu incluziuni de rocă, poate sub formă de fragmente mici precum moloz. De fapt, s-a dovedit că nucleul cometei este format dintr-un material foarte liber, care nu seamănă nici măcar cu o grămadă de pietre, ci cu o minge uriașă de praf, ai cărui pori reprezintă 80%.
Când sonda s-a ciocnit cu nucleul cometei, materialul ejectat a zburat într-o coloană îngustă și înaltă. Acest lucru este posibil numai cu sol foarte afanat și ușor. Dacă materia sa ar fi mai densă, dispersia emisiilor ar fi mai mică și mai largă, iar dacă cometa ar fi pietroasă, atunci materialul s-ar împrăștia sub forma unei pâlnii joase și late. Rezultatele acestui experiment spectaculos în spațiu au condus la apariția unui nou model pentru structura nucleelor cometelor. În trecut, miezul era considerat contaminat glob de zăpadă sau un bulgăre de pământ acoperit de zăpadă, dar acum este considerat ca un corp foarte afânat, de formă ușor alungită (ca un cartof), format din pulbere sau praf. Rămâne neclar cum o astfel de substanță „pufoasă” poate conserva craterele, dealurile și marginile ascuțite de suprafață, care sunt clar vizibile în imaginile nucleului cometei Tempel-1, obținute atât de la stația Deep Impact în sine, cât și de la vehiculul de impact care a separat. de la ea, care a transmis Ultimele imagini sunt chiar înainte de coliziune. Aceste imagini detaliate arată că suprafața nu este netedă sau acoperită cu praf - are forme de relief foarte distincte, ascuțite și arată mult ca suprafața Lunii, cu multe cratere și dealuri mici. Încercând să combine datele obținute într-o singură imagine, cercetătorii și-au amintit binecunoscutul meteorit Tunguska.
Salvo pe Jupiter
În 1994, cometa Shoemaker-Levy 9 s-a apropiat prea mult de Jupiter și a fost pur și simplu ruptă de câmpul gravitațional în 23 de fragmente de până la 2 km în dimensiune. Aceste fragmente, întinse într-o singură linie, ca un șir de mărgele sau un tren, și-au continuat zborul peste Jupiter până s-au ciocnit de el. Impactul cometei Shoemaker-Levy 9 asupra lui Jupiter a fost cel mai neobișnuit eveniment observat vreodată în sistemul solar. Întinzându-se pe peste 1,1 milioane de km (aceasta este de trei ori mai mult decât de la Pământ la Lună), cometa „express” se îndrepta rapid spre stația sa finală - Jupiter. O săptămână întreagă, din 16 iulie până în 22 iulie 1994, a durat un fel de salvă de mitraliere pe planetă. Una după alta, erupțiile gigantice au avut loc când următorul fragment al cometei a intrat în atmosfera lui Jupiter cu o viteză gigantică de 64 km/s (230 mii km/h). În timpul toamnei, perturbările în structura centurilor de radiații din jurul planetei au atins atât de mult încât deasupra lui Jupiter a apărut o auroră foarte intensă. Vasta centură a planetei de la 40° la 50° latitudine sudică s-a dovedit a fi punctată cu formațiuni rotunjite strălucitoare - urme de vârtejuri atmosferice peste locurile în care au căzut resturile. În învelișul gazos puternic al lui Jupiter, format din 90% hidrogen, aceste „pâlnii” au continuat să se rotească mult timp, până când atmosfera și-a restabilit treptat circulația normală sub forma unei serii de centuri paralele cu ecuatorul și planeta. și-a luat aspectul obișnuit „în dungi”.
Obiecte de „distanță incomensurabilă”
Cometele sunt obiecte foarte spectaculoase, dar cel mai puțin studiate din sistemul solar. Chiar și faptul că sunt situate departe de Pământ a devenit cunoscut relativ recent. Grecii antici, de exemplu, credeau că aceste obiecte cerești erau fenomene în atmosfera pământului. Abia în 1577 astronomul danez Tycho Brahe a demonstrat că distanța până la comete este mai mare decât până la Lună. Cu toate acestea, ei erau încă considerați rătăcitori extratereștri care invadează accidental sistemul solar, zboară prin el și „merg pentru totdeauna la o distanță incomensurabilă”. Înainte de descoperirea de către Newton a legii gravitației universale, nu exista o explicație pentru ce cometele apar și dispar pe cerul pământului. Halley a arătat că se mișcă în orbite eliptice închise, alungite și se întorc în mod repetat la Soare. Nu sunt atât de multe - doar aproximativ o mie de observații au fost înregistrate de-a lungul secolelor. 172 au o perioadă scurtă, ceea ce înseamnă că zboară pe lângă Soare cel puțin o dată la 200 de ani, dar majoritatea cometelor fac un zbor la fiecare 3 până la 9 ani. Calea lor prin sistemul solar este de obicei limitată la orbita celei mai îndepărtate planete, Pluto, adică depășește distanța de la Pământ la Soare de cel mult 40 de ori. Astfel de comete au fost observate de pe Pământ de multe ori. Majoritatea cometelor se deplasează pe orbite foarte alungite care le duc mult dincolo de sistemul solar. Astfel de comete cu perioadă lungă sunt observate o singură dată, după care dispar din câmpul vizual al pământenilor timp de câteva mii de ani. Cometele sunt numite după numele descoperitorului (cometa lui Chernykh, cometa lui Kopf), iar dacă există două sau chiar trei dintre ele, atunci toate sunt enumerate (cometa Hale-Bopp, cometa Churyumov-Gerasimenko). Când o persoană a descoperit mai multe comete, se adaugă un număr după nume (Cometa Wild-1, Comet Wild-2).
Ce a explodat peste Tunguska?
La un moment dat, o surpriză științifică au fost rezultatele calculelor densității meteoritului Tunguska, efectuate în urmă cu 30 de ani, în 1975, de specialiști în domeniul aerodinamicii și balisticii, academicianul Georgy Ivanovich Petrov, directorul fondator al Institutului. de Cercetare Spațială și Doctor în Științe Fizice și Matematice Vladimir Petrovici Stulov. Mulți au considerat că valoarea obținută este pur și simplu nerealistă - la urma urmei, din calculele acestor matematicieni a rezultat că un corp ceresc a explodat deasupra Siberiei în 1908, a cărui densitate era de 100 de ori mai mică decât cea a apei - nu depășea 10 mg. / cm 3. Astfel, „meteoritul” Tunguska a fost de 7 ori mai slab decât zăpada proaspăt căzută. Diametrul său, conform calculelor, a ajuns la 300 m. Era imposibil să ne imaginăm că o minge atât de pufoasă și-ar putea menține integritatea pe durata unei șederi lungi în spațiu și să producă un efect atât de grandios în atmosfera Pământului. A zburat câteva mii de kilometri, strălucind puternic, apoi a explodat, doborând o pădure pe o suprafață de peste 2.000 km 2 (aceasta este de 2 ori teritoriul Moscovei). Rezultatele acestor calcule au rămas îndoielnice mult timp, până când la 97 de ani de la explozia Tunguska, a avut loc o altă explozie cosmică care a atras atenția la fel de mare - ciocnirea unui bloc de stație Deep Impact cu nucleul cometei Tempel-1.
Ce s-a întâmplat cu aproape un secol în urmă cu privire la taiga siberiană?
Când în majoritatea țărilor lumii era deja 30 iunie 1908 și în Imperiul Rus, care a trăit după calendarul „vechiului stil” - abia pe 17 iunie, cerul de peste întinderile taiga siberiană a trasat o potecă de foc, care a fost observată de câteva sute de oameni în diferite orașe și sate de la vest de Lacul Baikal. În zona râului Podkamennaya Tunguska era 7:15 dimineața când un vuiet puternic a răsunat peste locuri aproape pustii. Un vânt fierbinte a ars fețele Evenkilor, care pășteau o turmă de căprioare la aproximativ 30 de km de locul exploziei, iar o undă de șoc puternică a doborât la pământ larice gigantice, de parcă ar fi fost fire de iarbă prin care o coasă uriașă a trecut. Chiar și la 70 km distanță, în satul Vanavara, cel mai apropiat de locul exploziei, pe malurile Podkamennaya Tunguska, casele s-au zguduit și geamurile au izbucnit. Poveștile câtorva sute de martori oculari au fost ulterior înregistrate. Mulți dintre ei au numit fenomenul care a precedat explozia o „mătură de foc” care zboară pe cer din direcția lacului Baikal, adică de la est la vest. Expedițiile repetate în zona exploziei, efectuate din 1927, nu au găsit urme de material meteorit, dar au dezvăluit o imagine interesantă a unei păduri căzute. S-a dovedit că copacii dezrădăcinați au fost localizați radial din punctul exploziei sub forma a două pete ovale, care amintesc de aripile unui fluture gigant cu o deschidere de 80 km. Această imagine a indicat că corpul care exploda se mișca într-un unghi față de suprafața pământului și nu a căzut pe el pe verticală.
Dacă această coliziune s-ar fi produs 5-6 ore mai târziu, explozia s-ar fi produs peste una dintre capitalele din nord: Sankt Petersburg, Helsinki, Stockholm sau Oslo. Toate sunt situate la aproximativ aceeași latitudine cu locul căderii meteoritului în taiga siberiană, așa că rotația zilnică a Pământului ar putea duce la ca unul dintre aceste orașe să se afle în calea corpului ceresc în acea zi. Explozia, care a doborât o pădure pe o suprafață de 40x80 km, dacă ar fi avut loc deasupra orașului, ar fi lovit centrul, periferia și zonele învecinate. În 1949, s-a ajuns la concluzia că meteoritul Tunguska s-a transformat complet în gaz în timpul exploziei sale, deoarece nu era un meteorit în sensul clasic, adică piatră sau fier, ci era nucleul unei comete mici și consta în principal din gheață amestecată. cu praf. Un studiu al traiectoriei de zbor a acestui corp cosmic a arătat că s-a deplasat pe aceeași orbită cu ploaia de meteoriți Beta Taurid, generată de dezintegrarea cometei Encke. Meteoritul Tunguska a fost probabil un mic fragment al cometei Encke. La urma urmei, se știe că numeroase corpuri cosmice mici - meteoriți și bile de foc - formează așa-numitele roiuri de meteoriți, deplasându-se de-a lungul orbitelor cometare și apărând pe cerul Pământului strict într-un anumit moment al anului, când planeta noastră intersectează traiectoria lor. Când cometa Encke a fost descoperită în 1786, era destul de strălucitoare, vizibilă cu ochiul liber. Dar s-a prăbușit curând și a pierdut acum 85% din masa inițială. Acum, diametrul miezului său este de aproximativ doi kilometri. Este cel mai „agil” și se apropie de Soare la fiecare 3,3 ani. Aceasta este a doua cometă pentru care a fost descoperită periodicitatea. Este posibil ca următoarea apropiere a Soarelui în 2007 să fie ultima din istoria sa, deoarece rezerva sa foarte mică de gheață se va epuiza, va înceta să mai emită o coadă de gaz și se va transforma într-un mic asteroid. Evident, în 1908, literalmente în fața ochilor oamenilor, a avut loc o coliziune cu o cometă, deși destul de mică, iar victimele au fost evitate doar pentru că, dintr-o șansă norocoasă, extraterestrul celest a explodat peste o zonă pustie a taiga.
Molii spațiale
Un „furnizor de comete” complet neașteptat a fost satelitul SOHO, lansat în 1995, al cărui nume înseamnă „Observatorul solar și heliosferic”. SOHO fotografiază regulat regiunea din jurul Soarelui, unde cometele mici devin ușor vizibile. În august 2005, numărul de comete detectate în imaginile SOHO a ajuns la 1 000. Cele mai multe dintre ele au dimensiuni microscopice și greu de văzut cu observațiile normale de la telescop de pe Pământ. Primele comete din imaginile din SOHO au fost identificate de specialiști de la NASA și de la Agenția Spațială Europeană (SOHO este proiectul lor comun). Dar apoi, după ce au fost postate pe site-ul proiectului SOHO, sute de imagini au devenit disponibile publicului larg. Chiar în prima zi, un astronom amator din Australia a descoperit două comete simultan pe ele. În urma acesteia, zeci de oameni, fără să-și părăsească casele, au început să descopere comete minuscule, căutându-le pe propriul ecran de computer. Toate aceste obiecte sunt fragmente din cele mai strălucitoare trei comete observate în ultimul secol și în secolul înainte, care s-au apropiat prea mult de Soare și s-au destrămat sub influența câmpului său gravitațional puternic. Multe dintre aceste „fărâmituri” vor dispărea, evaporându-se în timpul următorului zbor apropiat al Soarelui. Astfel de evenimente au fost deja observate în fotografiile obținute de la satelitul SOHO. Cometele mici mor nu numai din cauza Soarelui, ci și din cauza contactului cu atmosfera pământului. Când sateliții artificiali au luat Pământul sub observație constantă, s-a dovedit că există o întreagă clasă de obiecte spațiale necunoscute anterior, care erau în mod constant în contact cu planeta noastră. Micile comete de gheață, cu dimensiuni cuprinse între 1 și 20-30 m, la intrarea în straturile superioare, foarte rarefiate ale atmosferei, se transformă în nori minusculi de vapori de apă, întinși în dungi înguste, ca urmarea unui avion cu reacție.
Aruncă ancora pe miez
Cel mai impresionant studiu promite să fie misiunea Agenției Spațiale Europene pe cometa Churyumov-Gerasimenko, care a fost descoperită în 1969 de angajatul Universității din Kiev Klim Ivanovici Churyumov și studenta absolventă Svetlana Ivanovna Gerasimenko, efectuând observații la observatorul Institutului de Astrofizică V. Fesenkov. în munţii de lângă Almaty. Această etapă complet nouă în studiul cometelor a început în 2004 odată cu lansarea stației automate Rosetta. De asemenea, este de așteptat să obțină informații despre doi asteroizi pe lângă care va trece calea de zbor. Până acum, stațiile spațiale au fost aproape de comete pentru o perioadă destul de scurtă. Informațiile pe care le-au primit pot fi comparate cu un instantaneu din viața acestui obiect spațial. Pentru a crea o imagine detaliată, un fel de film cu o cometă în rolul principal, trebuie să stai aproape de ea pentru o perioadă lungă de timp. Este planificat ca stația Rosetta să devină pentru prima dată un satelit artificial al cometei și să se miște cu ea timp de aproximativ doi ani, înregistrând informații despre modul în care, pe măsură ce se apropie de Soare, suprafața nucleului cometarului se încălzește, ejectând. materie din care va apărea și crește o coadă de gaz-praf.
Poate că, chiar și în visele lor cele mai sălbatice, descoperitorii cometei nu și-au putut imagina că în 35 de ani o stație spațială va fi trimisă către obiectul „lor”. Cu toate acestea, acest lucru s-a întâmplat, iar în martie 2004, profesorul de la Universitatea din Kiev Churyumov și cercetător la Institutul de Astrofizică al Academiei de Științe din Tadjikistan Gerasimenko s-a găsit în America de Sud la portul spațial Kourou (Guyana Franceză) ca invitați de onoare la lansarea stației Rosetta.
Navei spațiale vor avea nevoie de până la 10 ani pentru a ajunge la punctul de întâlnire cu cometa. În acest timp, traiectoria sa se va schimba de mai multe ori sub influența influenței gravitaționale a Pământului și a lui Marte. Mai întâi, în martie 2005, Rosetta va trece lângă Pământ, apoi în februarie 2007 - lângă Marte, în noiembrie același an și în noiembrie 2009 - încă de două ori lângă Pământ. După fiecare astfel de abordare, traseul stației va deveni diferit, deviând tocmai în direcția precalculată care ar trebui să o conducă la o întâlnire cu cometa în mai 2014. Stația se va apropia de ea departe de Soare - într-o regiune rece în care cometa nu are încă coadă. Apoi va avea loc cel mai neobișnuit eveniment al întregului zbor: micul aterizare Philae se va separa de stație și se va ateriza pentru prima dată pe un nucleu de cometă. Acest modul poartă numele insulei Philae de pe Prima Cataractă a Nilului, unde a fost descoperit în 1815 un obelisc de granit roșu cu o inscripție în două limbi - greacă și egipteană antică, care, la fel ca Piatra Rosetta, a ajutat la descifrarea scrisului simbolic. Procesul de aterizare pe o cometă va fi mai degrabă ca andocarea unei nave spațiale, decât o aterizare. Viteza modulului de aterizare va scădea la 0,7 m/s (2,5 km/h), ceea ce este mai mică decât viteza unui pieton, iar după standardele cosmice este complet nesemnificativă. La urma urmei, forța gravitației asupra unui nucleu cometar, al cărui diametru este de 5 km, este foarte mică, iar dispozitivul poate pur și simplu să sară de pe suprafață înapoi în spațiu dacă se mișcă prea repede. După contactul cu cometa, dispozitivul de aterizare trebuie atașat cu o „ancoră de pământ” asemănătoare cu un harpon. În viitor, „ancora” o va ține pe cometă atunci când va începe să-și foreze suprafața cu o instalație de foraj în miniatură. Proba de substanță rezultată va fi analizată de un mini-laborator situat în incinta Philae. O cameră video instalată în exterior va arăta peisajul nucleului cometarului și ce se întâmplă pe acesta când jeturile de gaz sunt aruncate din adâncuri. Structura interna nucleul va fi „examinat” folosind unde radio și sonore. Asa de informatii detaliate va face acest lucru pentru prima dată și va oferi o explicație despre modul în care este structurat nucleul cometar și din ce constă. Această formațiune neobișnuită poate fi considerată o substanță străveche, material „conservat” din vremurile formării sistemului solar, așa cum se presupune acum, sau cometele sunt altceva la care nu doar știința, ci chiar imaginația nu a ajuns?
>> Vilda
81P/Vilda– cometa Sistemului Solar între Marte și Jupiter: descriere și caracteristici cu fotografii, formă aplatizată, cercetare, descoperire și nume.
81Р/Vilda este o cometă mică, cu o formă aplatizată. Parametri: 1,65 x 2 x 2,75 km. Este nevoie de 6,5 ani pentru a finaliza un zbor orbital. Ultima dată când ne-a abordat a fost în 2016.
Se rotește între Marte și Jupiter, dar aceasta nu este calea orbitală originală. Anterior, punctul era între Uranus și Jupiter. Dar în 1974, Jupiter a influențat gravitația, iar calea sa s-a mutat mai aproape de noi.
Este clasificată ca o cometă „nouă” și nu s-a apropiat niciodată de Soare până acum. Prin urmare, deplasarea ne permite să urmărim cum arată obiectele antice ale sistemului. Mai jos puteți vedea o fotografie a cometei 81P/Wilda.
A imagine simulată a unei comete
NASA a folosit cometa în 2004 în misiunea Stardust pentru a colecta particule de praf dincolo de limitele lunare. Probele au fost plasate într-un colector de aerogel în timp ce vehiculul a zburat la 236 km de cometă. Au fost aduse pe Pământ în 2006 la bordul unei capsule. Analiza a arătat prezența glicinei – fundamentală bloc de construcție pe viata.
Descoperirea cometei 81P/Wilda
Numele cometei 81P/Wilda
Conform tradiției, cometele sunt numite în onoarea descoperitorilor lor. Litera „P” indică natura sa periodică. Astfel de obiecte petrec mai puțin de 200 de ani pe o singură cale orbitală.
Particulele de materie cometă cu un diametru de zecimi de milimetru s-au dovedit a fi departe de compoziție cometă. Aceste mici bucăți de praf au depășit toate argumentele anterioare în favoarea teoriilor general acceptate ale formării cometelor și, în același timp, au spus o mulțime de lucruri uimitoare despre copilăria sistemului solar.
O echipă de cercetători din mai multe instituții, condusă de fizicianul Hope Ishii de la Laboratorul Național Lawrence Livermore, a efectuat o analiză detaliată a particulelor cometare livrate de Stardust pe Pământ. Ceea ce s-a descoperit i-a forțat pe oamenii de știință să-și ia capul: surpriză după surpriză, iar toate teoriile despre evoluția cometelor, se pare, trebuie revizuite.
Cometa Wild 2, lată de cinci kilometri, din imaginea de la sonda Stardust și topografia acestui corp ceresc (foto NASA).
Dar mai întâi este necesar să spunem câteva cuvinte despre istoria misiunii și rezultatele științifice anterioare ale acesteia.
Amintiți-vă că nava spațială Stardust a colectat material de pe cometa Wild 2 la începutul anului 2004. Câțiva ani mai târziu, o capsulă cu mostre de praf de cometă s-a întors pe Pământ. După ce au deschis containerul cu , oamenii de știință au fost convinși că dispozitivul și-a îndeplinit misiunea perfect.
Deja primele rezultate ale analizei acestui material cometar i-au surprins foarte mult pe specialiști. Compoziția mineralelor a indicat nașterea unei comete în foc, lângă Soare, la o temperatură de mii de grade Celsius și deloc în regiunile reci și îndepărtate ale sistemului nostru, așa cum se credea anterior.
Wild 2 cu Jupiter și Soarele în fundal. Perioada orbitală a acestei comete este puțin mai mică de șase ani și jumătate (ilustrarea NASA).
Și aceasta nu a fost prima surpriză din Wild 2. Anterior, apariția acestui corp ceresc a fost o surpriză: Stardust a filmat cometa de la mică distanță. Așa că acolo au fost descoperite chei, gropi, munți de masă și turle ascuțite de până la 100 de metri înălțime, cu pereți verticali.
În plus, pe Wild 2 au fost găsite hidrocarburi complexe, ridicând din nou problema originii extraterestre a vieții.
Ce acum? S-a dovedit că Wild 2, deși are o orbită caracteristică cometelor, este mult mai asemănătoare ca compoziție cu un asteroid. Dar doar pare.
Una dintre micile particule de cometă prinse într-un aerogel s-a dovedit a fi în formă de inimă, ceea ce i-a adus „famă” în afara laboratorului (foto NASA).
Analiza chimică a probelor Stardust a arătat că boabele de praf colectate seamănă cu compoziția obiectelor din sistemul solar interior, după cum explică Ishii, acestea sunt materiale „din centura de asteroizi”, în loc de materiale antice despre care se aștepta să fie înghețate adânc în Kuiper. centura. Mai mult, două puncte deodată provoacă surpriză. „Prima surpriză este că am găsit materiale din sistemul solar interior, iar a doua este că nu am găsit materiale din sistemul solar exterior”, spune cercetătorul.
Într-un fel, aceasta este o ușurare pentru acei oameni de știință care au prezis (și au demonstrat cu modele computerizate) că stadiu timpuriuÎn timpul formării Sistemului Solar, materialul a experimentat amestecare și dispersie rapidă în lățime și distanță. Un astfel de comportament instabil (perturbațiile gravitaționale de pe planetele tinere sunt de vină?) și turbulent al materialului care a format sistemul a ridicat de mult timp îndoieli și întrebări în rândul teoreticienilor.
Totuși, ce putem spune despre comete! Chiar și planetele din sistemul nostru (la vremea tinereții sale) s-au mișcat adesea, s-au ciocnit și au schimbat orbite.
Hope Ishii examinează la microscop urma lăsată de o bucată de praf de cometă într-un aerogel (foto de Reuters).
Dar ce? Wild 2, se pare, nu este deloc o cometă?
Omul de știință șef al proiectului Stardust, Donald Brownlee de la Universitatea din Washington, spune: aceasta este, fără îndoială, o cometă. Și el clarifică: „Wild 2 încă provine din sistemul solar exterior, în ciuda compoziției sale ciudate.” Scopul misiunii a fost tocmai să „prindem coada” unei comete tipice. Și aici oamenii de știință, potrivit lui Brownlee, nu s-au înșelat.
„Dacă Wild 2 ar fi trăit întotdeauna în sistemul solar interior, ar fi pierdut atât de mult praf și gheață până acum, încât nu ar mai rămâne nimic din el”, adaugă Donald.
Aici este necesar să lămurim că această cometă a fost descoperită de astronomul elvețian Paul Wild în 1978. Mai mult, Wild a considerat că pentru cea mai mare parte a vieții Sistemului Solar, această cometă a avut o orbită circulară situată la o distanță mare de steaua noastră (perioada sa orbitală era de 40 de ani). Dar în 1974, a trecut aproape de Jupiter, care a „aruncat” cometa spre Soare.
Acum rulează de-a lungul unei orbite foarte alungite, apropiindu-se de steaua din timpul zilei mai aproape de orbita lui Marte și îndepărtându-se ceva mai departe de orbita lui Jupiter.
Brownlee și un model al navei spațiale Stardust (foto NASA).
Ishii și colegii ei, care au publicat un nou studiu al uimitorului Wild 2 în Science, îl descriu ca pe un corp intermediar între comete și asteroizi. Mai mult, dacă ne imaginăm o anumită scară, la un capăt al căreia va fi un asteroid tipic, iar pe celălalt - o cometă tipică, Wild 2, conform Hope, va fi situată mai aproape de marginea de asteroizi a acestei linii.
Studiul majorității cometelor este o singură dată în natură. Acest lucru nu este ciudat - sunt disponibile pentru observare pentru o perioadă limitată. Nu este nevoie să vorbim despre sonde - în cel mai bun scenariu ei însoţesc cometa o vreme şi apoi o lasă cu un bagaj de date ştiinţifice. Prin urmare, cometa 81P/Wilda (sau Wilda-2) iese în evidență printre „”-ul său – datorită particulelor captate din coada cometei, studiul acesteia continuă până în zilele noastre.
Cometa Wild-2 a devenit prima cometă din lume, a cărei substanță a fost livrată - și unul dintre puținele corpuri cosmice ale căror oameni de știință material au putut să le studieze cu propriile mâini. Trofeul capturat de aparatul Stardust a fost cu mai multe fațete - pe lângă praful din coada lui Wild-2, sonda a transmis 72 de fotografii ale suprafeței sale de pe cometă. Datorită acestui fapt, astronomii au primit o imagine tridimensională a caracteristicilor cometei - și anume:
Sonda Stardust urmărește cometa Wild-2 (impresia artistului)
- Partea prăfuită și fără gheață a cometei Wild 2 constă în principal din minerale care conțin siliciu. Printre acestea se numără olivina, o componentă a multor nisipuri de calitate S și verde din Insulele Hawaii, precum și granule mici de sticlă. Stratul de suprafață al cometei Wild-2, care este mult mai puternic decât crusta altor comete, merită o atenție specială. Pe lângă apă și rocă, este acoperit de monoxid de carbon solidificat, cunoscut și sub numele de monoxid de carbon.
- Vilda-2 nu a fost întotdeauna o cometă cu perioadă scurtă - a început să se apropie și adesea abia în 1974, când a fost descoperită. Gigantul a atras-o în familia sa - după ce a trecut la doar 1 milion de kilometri de suprafața sa, cometa Wild-2 s-a trezit într-o capcană gravitațională. Perioada sa de revoluție în jurul Soarelui a scăzut de la 40 de ani la 6,2 ani. Și afeliul, punctul de distanță maximă față de Soare, s-a apropiat de luminare de la 1,8 miliarde până la 795 de milioane de kilometri.
Datorită unei schimbări „forțate” a orbitei, cometa Wild-2 a atras atenția astronomilor. Dar Jupiter schimbă adesea orbitele cometelor - de ce Vilda-2 a devenit atât de important?
Ideea este că, înainte de intervenția lui Jupiter, orbita cometei se afla între acesta și. În acest moment, Vilda-2 semăna mai mult cu un asteroid decât cu o cometă, deoarece nu s-a apropiat suficient de Soare pentru a începe să degazeze și să formeze o coadă. În consecință, suprafața sa a rămas în forma sa originală - la fel au fost alte comete când s-au născut împreună, acum 4,5 miliarde de ani. Și din moment ce Vilda-2 nu a avut timp să se descompună în 30 de ani, compoziția sa și aspect sunt literalmente de valoare arheologică pentru astronomi.
Istoria studiului cometei Wild-2
Etapa primară
Cometa a fost descoperită de celebrul astronom elvețian Paul Wild în 1978 - el a reușit să o prindă în timpul primului ciclu pe o nouă orbită în jurul Soarelui. Wild a contribuit mult la astronomia modernă - a descoperit 94 de asteroizi, 4 comete și 41 de supernove. În munca sa a folosit sistemele lui Schmidt. În el, elementul fotosensibil este situat la mijloc între lentile și oglindă - acest lucru extinde unghiul de vizualizare al telescopului, făcându-l un instrument ideal pentru astrografie.
Britanicul Brian Marsden și-a continuat studiul - fotografiile lui Wild i-au permis să calculeze orbita cometei nou descoperite. Cometa Wild 2 a fost observată în fiecare an din 1983. Luminozitatea sa maximă pe cerul înstelat al Pământului a atins magnitudinea +9 - aceasta este sub pragul de percepție a ochiului uman, dar destul de suficient pentru un telescop amator.
Sondă Stardust
Dar evenimentul principal în studiul cometei Wilda-2 a fost vizita sa de către sonda spațială Stardust pe 20 ianuarie 2004. Numele sondei în engleză înseamnă „praf de stele”, ceea ce reflectă perfect esența misiunii - Stardust trebuia să captureze cea mai mică coadă strălucitoare a unei comete și apoi să le aducă acasă pe Pământ. Cu toate acestea, întreaga coadă lungă (până la câteva milioane de kilometri) a cometei ocupă doar o milioneme din masa sa. Atunci cum a putut sonda să prindă aceste particule minuscule?
Oamenii de știință s-au bazat pe capcane cu aerogel. Acest material este incredibil de ușor și liber - unul metru cub cântărește doar 1 kilogram (pentru comparație, 1 m 3 din cea mai aerisită spumă cântărește 40 de kilograme). În plus, aerogelul este rezistent la căldură - un candidat ideal pentru lucrul în spațiu fără aer. Proprietățile substanței au făcut posibilă prinderea particulelor de praf din coada cometei în stare ideală - acestea s-ar bloca în gel fără a se supraîncălzi sau a se prăbuși. Chiar și substanțele organice ar putea fi captate astfel.
În 2006, mostrele capturate au fost returnate cu succes pe Pământ. Astfel, Stardust a zburat pe o distanță record pentru o sondă care se întoarce - 4,5 miliarde de kilometri. Pe lângă misiunea principală, sonda a finalizat și misiuni secundare. Deci, în 2002 s-a apropiat de un mic asteroid, iar în 2011 - de o cometă „împușcată”.
Descoperiri făcute pe cometa Wild-2
Primul lucru despre care au aflat astronomii a fost suprafața cometei. În procesul de captare a particulelor din coadă, Stardust a ajuns la 240 de kilometri de Cometa Wild 2 - mai aproape decât a fost făcută vreodată orice hartă a Pământului.
Deoarece cometa Wild-2 a început recent activitatea cometă, oamenii de știință s-au așteptat să vadă aspectul ei curat, neatenuat de sute de ani de degazare în apropierea Soarelui. Cu toate acestea, nimeni nu se aștepta să vadă un teren atât de complex - cometa avea bolovani mari, roci înalte, cratere de la impactul meteoriților și multe găuri rotunde adânci! Au existat și formațiuni destul de exotice - ca cratere, al căror fund era presărat cu stalagmite de gheață lungi de zeci de metri.
O altă surpriză a fost mecanismul de distribuție a microparticulelor în coada cometei. Pe baza observațiilor de la distanță, oamenii de știință se așteptau la un flux de praf mai mult sau mai puțin uniform. Dar în timpul apropierii, Stardust a fost lovit de mai multe ori de roiuri întregi de fragmente din nucleul cometarului - și între ele era pace și liniște.
Cu toate acestea, adevărata descoperire a fost prezența în cometă a unor astfel de silicați și compuși metalici care pot fi formați numai în prezența temperaturi mari- de la 50 la 90 de grade Celsius. Deoarece cometa constă în principal din gheață, aceasta înseamnă că a fost lichidă la un moment dat. Acest lucru nu se încadrează tocmai în conceptul modern de împrăștiere a cometelor.
