Хвостатые звезды

В этот год, как показали вычисления, исчезнувшая комета должна была проходить очень близко от Земли. Астрономы вооружились телескопами, но в те дни, когда Земля должна была проходить вблизи орбиты кометы Биелы, вместо кометы ученые совершенно неожиданно увидели великолепный звездный дождь. Это были остатки кометы Биелы.

Злополучная комета распалась на рой мелких камней и песчинок, который и встретился с нашей Землей 27 ноября 1872 года. Эти мелкие твердые частицы врывались с огромной скоростью в земную атмосферу, распадались и «сгорали» в воздухе, производя впечатление падающих звезд. Вычисления показали, что комету Биелы следует искать не в той точке неба, откуда, казалось, вылетали метеоры, а совсем в другом месте — около звезды Теты, созвездия Центавра. Но это созвездие южное, и наблюдать его в Европе нельзя, а потому европейские астрономы и послали телеграмму индусскому астроному Погсону, чтобы он успел «поймать» комету.

Погсон в тот же вечер направил свой телескоп на указанное место неба и действительно увидел какую-то туманность с ядром и небольшим хвостом. Но ему не повезло. Как назло, наступила пасмурная погода. Удостовериться точнее в сделанном наблюдении Погсон не смог, но, по-видимому, он в самом деле видел одну из частей распавшейся кометы Биелы.

В ноябре 1877 года звездный дождь повторился. Земля опять пересекла орбиту разрушившейся кометы. Такие же звездные дожди наблюдались в 1885 и 1892 годах. Комета Биелы прекратила свое существование. Благодаря каким-то причинам ее твердое ядро распалось сначала на две кометы, а потом на множество мелких метеорных тел. Лишь благодаря тому случайному обстоятельству, что орбиты Земли и кометы Биелы пересекаются, земные астрономы могли собственными глазами убедиться в недолговечности жизни комет.

Встреча Земли с кометой была поучительна и в другом отношении. Ведь в 1872 году произошло го, чего гак боялись в 1832 году: Земля столкнулась с кометой Биелы, и никакой катастрофы не произошло.

Кометы в лаборатории

сли бы кометам присуждали приз за красоту, то такой приз, несомненно, получила бы комета, появившаяся в 1858 году. Она была открыта 2 июля этого года. К середине августа у кометы развился великолепный хвост.

Хотя эта хвостатая звезда уступала по своим размерам многим большим кометам, появлявшимся раньше, она превосходила их красотой.

К середине октября у кометы было два хвоста — один прямой, а второй изогнутый, напоминающий турецкий ятаган. 5 октября голова кометы закрыла собою Арктур, но эта яркая желтоватая звезда нисколько не ослабела в своем блеске. Ядро кометы по своей яркости в эти дни почти не уступало Арктуру.

Комета 1858 года.

За 275 дней, в продолжение которых была видна комета, многочисленные наблюдатели обнаружили внезапные облачные истечения из ее ядра и другие интересные явления. Ни одна из комет еще не изучалась так тщательно, как эта красивейшая хвостатая звезда. Впрочем, огромный материал наблюдений был обработан значительно позже, и поэтому никаких новых идей эта комета при своем появлении не породила.

Когда определили орбиту этой кометы, выяснилось, что она движется вокруг Солнца по чрезвычайно вытянутому эллипсу, уходя почтив 150 раз дальше, чем Земля. Свой обход вокруг Солнца она совершает почти за 2 000 лет. Значит в следующий раз эту комету следует ожидать в 39-м столетии.

Прошло несколько лет. За эти годы в физике было сделано важное открытие. Физики разработали метод спектрального анализа. Сущность его основана на известном всем явлении: если белый солнечный луч пропускать через трехгранную стеклянную призму, то на белом экране, помещенном за призмой, получается радужная цветная полоса— так называемый спектр. Был изобретен прибор — так называемый спектроскоп, состоящий из двух трубок и призмы. Первая трубка называется коллиматором. На одном конце она имеет узкую щель, а на другом двояковыпуклую стеклянную линзу. Щель помещается как раз в фокусе этой линзы. По законам оптики лучи белого света, прошедшие через щель и призму, выходят из коллиматора параллельным пучком. Попадая на призму, они проходят через нее и разлагаются на составные цвета. Если за призмой поставить экран, получится спектр, то есть ряд изображений щели коллиматора в различных лучах. Чтобы лучше рассмотреть этот спектр, в спектроскопе вместо экрана помещают за призмой обычную зрительную трубу и через нее производят наблюдения.

Физики установили, что различные светящиеся тела дают различный спектр. Если мы будем рассматривать в спектроскоп твердое или жидкое раскаленное тело, то спектр получится непрерывный. Он имеет вид цветной полосы, в которой цвета постепенно переходят один в другой. По такому спектру нельзя определить химический состав светящегося тела.

Другое дело, если мы станем наблюдать в спектроскоп светящийся газ. Непрерывного спектра не будет, а в спектроскопе мы увидим ряд ярких цветных линий на темном фоне. Значит раскаленный газ в обычных условиях испускает не все лучи, а только некоторые — определенного цвета. Цветные же линии в спектре представляют собой изображение щели спектроскопа в этих лучах. Такой тип спектра называется спектром испускания. У каждого газа свои определенные линии, свой характерный для него спектр испускания.

Значит по наблюдению таких спектров можно установить, какой газ перед нами. Спектр газа — это его паспорт, по которому «личность» газа немедленно определяется.

Есть, однако, еще третий тон спектров — спектры поглощения. Если источник непрерывного спектра рассматривать через газ, более холодный, чем этот источник, то газ поглотит часть лучей, идущих от источника непрерывного спектра. И вот что замечательно: газ поглотит как раз те лучи, которые он сам может испускать в раскаленном состоянии. В спектроскоп мы увидим непрерывный спектр, а на нем темные линии поглощения, которые также дают возможность определить состав поглощающего газа.

Эти законы спектрального анализа, открытые физиками, дали мощный инструмент исследования в руки астрономов. В самом деле, теперь, находясь на Земле, можно было узнать, из каких веществ состоят Солнце и звезды.

Еще до установления законов спектрального анализа было известно, что спектр Солнца является спектром поглощения со множеством темных линий. Теперь нетрудно было установить, каким веществам принадлежат эти линии. Надо было только сравнить солнечный спектр со спектром испускания каких-нибудь веществ, известных на Земле и изученных в лаборатории. Оказалось, что в солнечном спектре есть темные линии, соответствующие по своему положению ярким «лабораторным» линиям паров железа и натрия. Значит на Солнце есть натрий и железо.

Так физики помогли астрономам начать изучение состава небесных тел. В астрономии наступила новая эра — эра спектрального анализа.

Конечно, интересно было узнать, наконец, состав не только Солнца и звезд, но и загадочных хвостатых светил.

Астрономы с нетерпением ожидали появления яркой кометы, чтобы исследовать ее лучи с помощью недавно изобретенного спектроскопа. Подходящий случай вскоре представился. В 1864 году появилась одна из периодических комет, открытая ловцом-любителем. Астрономы привинтили спектроскопы к своим телескопам и направили их на комету. Сразу бросилось в глаза, что спектр ее не непрерывный, а состоит из отдельных ярких полос. Их было всего три — желтая, зеленая и голубая.

Из наблюдений в лаборатории ученые узнали, что такие же полосы дают горящие углеводороды: светильный газ, болотный газ и др. Подобный же спектр получался при рассматривании в спектроскоп нижней, голубоватой, части пламени обыкновенной свечки. Стало очевидным, что головы и хвосты комет состоят из светящихся газов.

В 1866 и 1868 годах появились еще две кометы. При изучении их спектра, помимо полос, обнаруженных раньше, был замечен еще слабый фон непрерывного спектра. Значит газы кометы не только сами светились, но, по-видимому, кроме того, рассеивали солнечные лучи. Отражением солнечного спектра и был наблюдаемый непрерывный спектр.