Астрономы-профессионалы, подобно театральным критикам, внимательно следили за каждой сценой этого действия. И если у большинства "простых зрителей" — любителей астрономии и любознательных обывателей — оно вызывало самые разнообразные эмоции, то ученым предстояло произвести серьезный и скрупулезный анализ разыгравшегося на небе спектакля. Ведь каждый его акт — это еще одна возможность проверить старые и новые гипотезы, получить новые научные данные. И уже сейчас можно сказать, что комета Хиакутаке полностью "окупила" затраченное на нее наблюдательное время: интересных, а подчас и неожиданных результатов было получено немало.
О чем рассказал спектр
Спектральные исследования кометы проводились с момента ее обнаружения. Они велись и с Земли, и из космоса с помощью самых различных телескопов практически во всем диапазоне электромагнитных волн.
Первые результаты спектрального анализа говорили о том, что перед нами обыкновенная, ничем не выделяющаяся среди других комета: в ее спектре наблюдались типичные для комет линии излучения различных молекул и соединений углерода, азота, водорода и кислорода.
Однако детальный анализ химического состава кометы Хиакутаке показал, что рядом с Землей пролетела не совсем обыкновенная '‘хвостатая странница", и что, возможно даже, она принадлежит к новому, ранее неизвестному классу комет.
Так, в ночь с 15 на 16 марта с помощью 15-м Канадо-Франко-Гавайского радиотелескопа им. Дж. Максвелла, установленного на горе Мауна-Кеа (Гавайские острова), в коме кометы было обнаружено свечение молекулы изоциановой кислоты (HNC). Излучение данной молекулы в кометах наблюдалось впервые, поэтому данное сообщение вызвало особый интерес у ученых. Ранее молекула изоциановой кислоты наблюдалась только в межзвездных облаках, обнаружение же ее в комете Хиакутаке вполне может указывать на ее межзвездное происхождение. Это может означать, что данная комета не была в свое время "вырвана" из облака Оорта, так называемого "хранилища" кометных ядер в Солнечной системе, а была когда-то захвачена притяжением нашего дневного светила во время пролета вблизи Солнечной системы.
Спустя девять дней, 24 марта, на 3-м инфракрасном телескопе NASA, тоже расположенном на Гавайских островах, в комете Хиакутаке было открыто излучение молекулы этана (С2Н6), также никогда ранее не наблюдавшейся в кометах. Однако в отличие от молекулы изоциановой кислоты, она никогда ранее не наблюдалась не только в кометах, но и в межзвездной среде (облаках газа и пыли).
Относительное количество этана в комете Хиакутаке в 1000 раз превышает его возможное процентное содержание в первичном протопла-нетном облаке, в котором она могла образоваться в результате действия естественных физических процессов. Как считает руководитель наблюдательной программы на инфракрасном телескопе NASA М. Мумма, "это открытие — неожиданный сюрприз". Поэтому весьма важным является подтверждение присутствия этой молекулы в других кометах. Четкого же ответа на то, откуда в этой комете "взялся" этан, у ученых пока нет.
Стоит заметить, что этан — далеко не первое органическое соединение, обнаруженное в кометах (кроме них органика была также найдена в облаках межзвездной среды и в некоторых метеоритах). Его обнаружение еще раз подтверждает, что образование органических соединений во Вселенной — явление далеко не редкое. Наличие этана в комете Хиакутаке, как считают некоторые ученые, есть еще один аргумент в пользу того, что первичные органические соединения на Землю были занесены из космоса, и, следовательно, жизнь на нашей планете, по их мнению, вполне может иметь неземное происхождение.
Хвост
Довольно пристальное внимание ученых было уделено хвосту кометы. За его развитием и динамикой происходящих в нем процессов астрономы следили с момента ее открытия.
В самом начале февраля комета была похожа на небольшое туманное пятнышко без каких-либо признаков хвоста. Первые его зачатки стали наблюдаться с Земли только через две недели после ее открытия. Хвост развивался изо дня в день, и уже к началу марта можно было говорить о его сложном строении.
В принципе, эволюция хвоста кометы (точнее хвостов) шла по давно уже изученному сценарию, и она достаточно типична для комет на таких расстояниях от Солнца: в хвосте кометы различались две составляющие — газовая и пылевая, в нем постоянно наблюдались различные "петли", переплетения, мелкие лучи. Кроме того, 24 марта был зафиксирован отрыв от кометы ионной (газовой) части ее хвоста.
По мере приближения к Солнцу внешний вид кометы постоянно менялся. В конце апреля в ее хвосте все больше стала преобладать пылевая составляющая, и он приобрел более строгий вид.
Если же говорить о максимальной длине хвоста, то по оценкам некоторых наблюдателей в период наибольшего сближения кометы с Землей он протянулся на небосводе почти на 100°!
Крупным планом
Особого внимания заслуживают крупномасштабные изображения кометы — на них можно увидеть, как происходит выделение газов и пыли из ее ядра. Например, на снимках, полученных 19 марта Р. Вестом и О. Хейно с помощью 3.5-м телескопа новой технологии ESO в Чили, прекрасно прослеживаются изменения видимой структуры пылевого джета, бьющего из ядра кометы, а также его вращение по часовой стрелке. Также на этих снимках неплохо виден не меняющийся прямой ионный хвост, заметный уже на расстоянии 0.7" (115 км) от ядра.
Еще более интересные изображения околоядерной области кометы поперечником 3340 км были получены 25 марта с помощью Космического телескопа им. Хаббла (в тот день комета находилась на минимальном расстоянии от Земли в 15 млн. км). На этих снимках отчетливо видно, что большая часть кометной пыли выбрасывается из ядра в сторону Солнца. На этих изображениях также удалось запечатлеть три небольших кусочка, оторвавшихся от ядра, у каждого из которых был даже заметен собственный хвост.
Кроме этого, "Хаббл" заснял еще более крупномасштабную область вокруг ядра кометы размером 760 км. Однако, к удивлению ученых, наиболее ярким на снимке оказалось не само ядро, которое находилось в самом центре изображения, а часть мощного джета, вырывающегося из него. Само же ядро из-за своего небольшого размера осталось на снимке точечным объектом.
Вращение ядра
Одновременно сразу несколько групп ученых попытались определить период вращения ядра кометы, исследуя околоядерные явления в ее коме. Первыми свои результаты обнародовали французские астрономы JI. Жорд и Ж. Лекаш из Ме-донской обсерватории и Ф. Коло из Парижского Бюро долгот. Ими были тщательно проанализированы снимки, полученные 9, 18 и 19 марта с помощью 105-см телескопа обсерватории Пик-дю-Миди.
На снимках от 9 марта во внутренней части комы кометы были отчетливо заметны два искривленных джета, вращающихся по часовой стрелке и изменяющих свою ориентацию в течение нескольких минут. А на серии снимков, полученных 18-19 марта, хорошо прослеживалась эволюция джета длиной около 2000 км, который появлялся на утренней стороне лимба с позиционным углом в 200°, достигал максимума при 95° и исчезал на вечерней стороне лимба при 350°.
Период вращения ядра, вычисленный французскими учеными из этих наблюдений, лежит в пределах 5-9 часов с наиболее вероятным значением 6.5 часов. Позднее близкие к этой величине оценки независимо получили и другие астрономы. Для сравнения заметим, что период обращения ядра кометы Галлея составляет примерно 48 часов.
Вращение ядра
Излучая в рентгене
Мы уже рассказывали о том, что 26 марта спутник ROSAT зафиксировал рентгеновское излучение от кометы Хиакутаке и что это был первый случай регистрации данного излучения от комет в истории астрономии.
Напомним, что в рентгене "светила" серповидная область, располагавшаяся на солнечной стороне кометы. Механизм генерации этого излучения пока еще не совсем ясен, но ученые уже выдвинули две гипотезы его происхождения. Согласно первой — это рентгеновское излучение Солнца, сначала поглощенное облаком паров воды, окружающим ядро кометы, и затем переизлученное в результате физического процесса, называемого флюоресценцией. Другим возможным механизмом генерации рентгеновского излучения может быть столкновение кометного вещества с потоком солнечного ветра.
Под прицелом радара
В период тесного сближения кометы с Землей на 70-м Радарном радиотелескопе NASA в Голдстоуне (Калифорния, США) было проведено радиолокационное зондирование ее ядра. Результаты радиолокационных наблюдений говорят о том, что его диаметр равен 1-3 км. Подобные размеры, скорее всего, являются типичными для большинства комет Солнечной системы, хотя у крупных экземпляров они могут быть гораздо больше (напомним, что размеры ядра кометы Галлея равны 16x8.5x8 км, а поперечник кометы Хейла-Боппа оценивается в 40 км).
Оценки блеска
Оценки блеска кометы Хиакутаке проводились, как это принято, в основном любителями астрономии. На основе полученных ими данных яркость кометы возрастала обратно пропорционально изменению гелиоцентрического расстояния по фотометрическому закону: ml=5.5+5lgδ + 10lgr, где δ — расстояние кометы от Земли, а r — ее расстояние от Солнца.
Стоит отметить, что 25 марта, в день наибольшего сближения с Землей, блеск кометы превысил нулевую величину, и в это время она была четвертым по яркости объектом на небе, уступая лишь Солнцу, Луне и Венере.
По мере удаления кометы от Земли ее яркость первое время падала, но вскоре, в связи с приближением к Солнцу, вновь начала расти.
Орбита кометы
К моменту тесного сближения кометы Хиакутаке с Землей, в интервале с 1 января по 23 марта было проведено более 350 точных измерений ее положений. На основании этих данных известный американский небесный механик Д. Йоманс из Лаборатории реактивного движения NASA уточнил орбиту кометы. Ее большая полуось оказалась равной 670 а.е. Это значит, что в самой дальней точке своей орбиты комета находилась на расстоянии 200 млрд. км от Солнца, то есть в 34 раза дальше, чем среднее расстояние от Солнца до самой далекой планеты Солнечной системы — Плутона. Уточненный же период обращения кометы оказался равен 17250 годам.
Однако наблюдения кометы после прохождения ею перигелия 1 мая показали, что негравитационные силы (реактивная отдача от вырывающихся из ядра газа и пыли) несколько изменили ее орбиту. Учет этих сил позволил получить новые элементы. Согласно им, большая полуось орбиты теперь составляет около 950 а.е., а период обращения кометы вокруг Солнца увеличился до 30 тысяч лет!
Подводя итоги, можно сказать, что это был замечательный спектакль. И жаль, что подобными зрелищами небо балует нас не столь часто. Хотя сейчас антракт будет небольшой. На подмостки готовится выйти новая "прима " — комета Хейла-Боппа. Посмотрим, какое она нам устроит представление...
