Хвостатые звезды

Вскоре комета скрылась в лучах Солнца, а затем появилась с другой его стороны. Однако продолжать наблюдения Бессель не смог, так как комета ушла в южное полушарие неба.

Бессель принялся за обработку своих наблюдений. Облачное истечение, как показал анализ, колебалось то в одну, то в другую сторону наподобие маятника. Бессель применил к этому случаю формулы колебания маятника и подсчитал, что период колебания облачного образования равен 5 дням, а размах — 60 градусам. Объяснить эти колебания действием только одной притягательной силы Солнца не удавалось.

«Наблюдаемые явления, — писал он, — не позволяют сомневаться в существовании отталкивательной силы Солнца…»

Бессель предположил, что при приближении к Солнцу из твердого ядра кометы начинают вылетать какие-то маленькие газовые частички. Прежде всего это улетучивание частиц происходит со стороны ядра, обращенной к Солнцу. Ведь именно эта сторона больше всего нагревается его лучами, и лишь постепенно тепло распространяется по всему ядру кометы.

Что же произойдет с такой выброшенной частичкой? На нее будут действовать две силы — сила притяжения к Солнцу и сила отталкивания, также исходящая от Солнца и действующая в противоположном направлении. Эти две силы по законам механики должны сложиться и дать результирующую силу. Наблюдения над кометой Галлея показали, что в этом случае результирующая сила оказалась направленной в сторону, противоположную Солнцу. Это произошло потому, что отталкивающая сила была больше силы притяжения.

Как же должна двигаться частичка в таких условиях? Ответить на этот вопрос было уже совсем нетрудно. Вспомним, какой вид имеет фонтан. Капельки воды, выброшенные фонтаном, движутся, как всякое брошенное тело, по параболам! Параболы эти различной формы и размеров, так как частицы воды выбрасываются в разных направлениях. Несмотря на это, очертания фонтана, как это можно строго математически доказать, также должны иметь форму параболы.

Но ведь фонтан вполне напоминает голову кометы. Эта голова образуется из множества частиц, выбрасываемых ядром. Вылетев из ядра, эти частицы будут двигаться сначала к Солнцу, а потом от него, так как результирующая сила направлена прочь от Солнца. Пути этих частиц, как нетрудно сообразить, будут параболами. Хвост должен быть полым изнутри, так как частички выделяются главным образом на стороне ядра, обращенной к Солнцу. Значит хвост у комет по краям должен казаться ярче, чем в середине. Наблюдения блестяще подтвердили этот вывод.

Образование головы и хвоста кометы по «фонтанной» теории.

При разработке этой «фонтанной» теории головы кометы Бессель допустил, что отталкивательная сила изменяется так же, как и сила притяжения, то есть обратно пропорционально квадрату расстояния от Солнца.

Ученый подсчитал, что в соответствии с его теорией хвосты комет должны несколько искривляться, отклоняясь немного от направления, противоположного Солнцу. Это также подтвердилось наблюдениями.

Теперь можно было приступить к решению более сложной задачи — попытаться определить величину отталкивательной силы Солнца.

Он рассуждал при этом следующим образом. Можно исходить из какой-нибудь определенной величины отталкивательной силы и на основе «фонтанной» теории рассчитать кривизну хвоста кометы. Если эта кривизна совпадет с наблюдаемой, значит величина силы угадана верно. Если же не совпадет, то надо взять другую и так постепенно путем многих проб подобрать подходящую величину для искомой силы. Бессель так и сделал. Он установил этим методом, что в хвосте кометы Галлея действовала отталкивательная сила, в два раза большая силы притяжения Солнца.

После этого нетрудно было уже подсчитать и ту скорость, с которой выбрасываются частички из ядра кометы Галлея. В самом деле: результирующая сила, равная разности отталкивательной и притягательной силы, была теперь известна. Легко сообразить, что частичка, выброшенная из ядра в точности по направлению к Солнцу, долетит до вершины головы кометы, а потом упадет обратно на ядро. Получается совершенно то же, как если бы мы бросили вертикально вверх камень. Он долетит до некоторой высоты, а потом упадет обратно на Землю. Чем с большей скоростью бросить камень вверх, тем выше он поднимется. Зная эту скорость, можно очень просто подсчитать высоту подъема камня. Но ведь для частички, вылетевшей из ядра по прямой в сторону Солнца, «высота» ее взлета известна. Она равна расстоянию от ядра до вершины головы кометы. Зная эту «высоту» и силу, действующую на частичку, Бессель подсчитал скорость, с которой она была выброшена ядром. Эта скорость оказалась равной 1 километру в секунду.

Причина этого выброса Бесселю совершенно не была известна, как и природа отталкивательной силы, исходящей от Солнца. Бессель назвал эту силу «полярной» и считал, что она электрического происхождения. Вот что он писал в заключение своей работы о комете Галлея:

«Действие силы отталкивания состоит в том, что вещество кометы, улетучиваясь, поляризуется и отталкивается Солнцем обратно пропорционально квадрату расстояния, причем это действие слагается известным образом с действием обыкновенного ньютоновского притяжения.

Когда комета достаточно приблизится к Солнцу, то ее ядро поляризуется и начинает выбрасывать потоки световой материи по направлению к Солнцу. Часть поверхности, из которой исходят световые потоки, имеет такую поляризацию, что вещество это стремится приблизиться к Солнцу, но частицы его, двигаясь в пространстве, наполненном противоположно поляризованной материей, нейтрализуются и начинают двигаться в обратную сторону, образуя хвост.

Без большого затруднения можно найти аналогию между этими явлениями и теми, которые нам представляют электричество и магнетизм».

И Бесселю, таким образом, пришла на ум аналогия, которую Ломоносов открыл почти столетие назад. Но о природе сил, действующих в кометных хвостах, Бессель не мог добавить ничего к тому, что давно сказал гениальный русский ученый. И прошло еще немало лет, пока догадка, высказанная Ломоносовым в общих чертах, была уточнена и нашла конкретное физическое объяснение. Это было сделано последователями Ломоносова — нашими отечественными учеными.

«Фонтанная» теория Бесселя не раскрыла природы отталкивательной силы, но объяснила в общих чертах образование и форму кометных хвостов. Мы увидим дальше, как великий русский ученый Бредихин более точно и более правильно разрешил эту загадку.

Ловцы комет

асто встречаются любители, с увлечением отдающие все свободные часы какому-нибудь занятию, например рыбной ловле.

О чем бы вы с ними ни стали говорить, они постепенно сведут разговор на свой любимый предмет. Такие люди со всей своей страстью отдаются любимому делу и готовы жертвовать для него многим.

Подобный тип людей представляют собою и те любители науки, которым посвящена эта глава. Работа их, разумеется, гораздо важнее для человечества, чем, скажем, рыбная ловля. Вместо озера здесь — необъятное небо, вместо удочки — скромный, подчас самодельный телескоп. К сожалению, соблазнить комету какой-нибудь приманкой невозможно, и приходится терпеливо ожидать, пока хвостатая звезда появится из глубин мирового пространства. Но, памятуя слова Кеплера о том, что комет в мировом пространстве столько же, сколько рыб в океане, ловцы их проводят долгие ночи за наблюдениями.

Любители космических находок «обшаривают» своими телескопами самые укромные уголки звездного неба в надежде, что, наконец, в поле зрения появится маленькая туманная звездочка — незнакомая комета. Часто неопытных ловцов смущают обычные туманности, которые они принимают за кометы. Постепенно они знакомятся со звездным небом и каталогами туманностей, составлением которых регулярно занимаются астрономы.

Но вот проходят месяцы, а иногда и годы, и счастливый любитель-астроном открывает новую комету. У него всегда находятся соперники — другие ловцы комет, которые оспаривают первенство открытия. Но как только приоритет одного из любителей установлен, комета получает имя ее открывшего. Удовлетворенный сделанным вкладом в науку, неугомонный исследователь вновь принимается за поиски.