Хвостатые странницы: От суеверия до астрофизики

За исключением сверхновых, которые вспыхивают на небосклоне отнюдь не в каждом столетии, кометы всегда были единственными нарушителями вечного и неизменного порядка «в кругу расчисленном светил». Эти небесные тела неоднократно удостаивались красочных описаний в преданиях и исторических анналах. «Она сияла дневным светом и волокла за собой хвост, похожий на жало скорпиона», – писали древние вавилоняне о комете 1140 года до нашей эры. Из 1036 комет, включенных в опубликованное в 2001 году четырнадцатое издание международного «Каталога кометных орбит», четыре сотни стали известны еще до изобретения телескопа.

В Средние века интерес к кометам в основном проявляли астрологи. Появление хвостатых странниц на небосводе не раз фиксировалось в летописях (в «Нюрнбергских хрониках» 684 года не только описана, но и нарисована знаменитая комета, которая через тысячу с лишним лет получила имя Галлея).

Китайские сведения были намного обширней. За полторы тысячи лет начиная с 1400 года до н.э. хронисты Поднебесной отметили 338 появлений комет. Примерно в 300 году до н.э. был составлен первый в своем роде богато иллюстрированный трактат о кометах, написанный на шелковой ткани.

В руках науки

В Европе XVI века труды Аристотеля уже перестали воспринимать как непререкаемую истину, и астрономы заново заинтересовались кометами. Первыми были итальянец Джиролами Фракасторо (не только наблюдатель небес, но и крупный врач-инфекционист, описавший симптомы заболевания, которое он назвал сифилисом) и немец Петер Апиан. В 1530—1540-х годах они отследили несколько комет и независимо друг от друга отметили, что их хвосты повернуты от Солнца (сейчас мы знаем, что бывают и исключения).

Однако подлинный момент рождения кометной астрономии пришелся на 70-е годы того же XVI столетия. В 1572 году в созвездии Кассиопеи зажглась сверхновая, сразу же замеченная великим астрономом-наблюдателем Тихо Браге. Внезапная вспышка этого светила убедила его, что от небес можно ожидать и не таких сюрпризов. Пятью годами позже он два с половиной месяца с великим тщанием отслеживал появившуюся на небосводе комету и даже вычислил, что дистанция до нее по крайней мере вчетверо превышает расстояние до Луны. Тем самым он первым доказал, что кометы следует считать настоящими космическими телами, отдаленными от Земли на огромные расстояния (хотя утверждение, что хвостатая гостья обращается вокруг Солнца по кругу, было неверным и фактически противоречило его собственным наблюдениям).

В XVII веке кометы изучали многие крупные астрономы. Гениальный Иоганн Кеплер посвятил им специальный труд, итальянец Джованни Борелли и поляк Ян Гевелий (по совместительству бургомистр Гданьска и знаменитый пивовар, которого не позабыли и поныне) поняли, что кометы могут двигаться не только по замкнутым орбитам, но и по разомкнутым траекториям. Ученик Гевелия Георг Дорффел сделал следующий шаг, поместив Солнце в фокусе параболической орбиты кометы 1680 года. А двумя годами позднее 26-летний британец Эдмонд Галлей просчитал траекторию движения открытой им же кометы назад во времени и заявил, что именно ее-то в 1531 году наблюдал Апиан, а в 1607 году — Кеплер. Из этого следовало, что период кометы составляет 75−76 лет, и Галлей «с полной уверенностью» (его собственные слова) предсказал, что в конце 1758 года она вновь появится на земном небосводе.

Предсказание Галлея полностью подтвердилось. В рождественскую ночь 1758 года обещанную комету узрел проживавший неподалеку от Дрездена астроном-любитель Иоганн Георг Палич, который первым и оповестил мир о великом событии. Незадолго до этого французский астроном и математик Алексис Клеро заново вычислил орбиту этой кометы, приняв в расчет гравитационные возмущения со стороны Юпитера и Сатурна (с этими трудоемкими расчетами ему помогли известный астроном Жозеф Жером де Лаланд и, что удивительно для того времени, женщина-математик Николь де ла Бриер Лепот). У них получилось, что комета Галлея приблизится к Солнцу на минимальную дистанцию (перигелий) 15 апреля 1759 года с возможной ошибкой приблизительно в один месяц. «Волосатая звезда» не подвела ученых и прошла перигелий 13 марта. Современники восприняли это совпадение как подлинный триумф ньютоновской небесной механики. Последний раз комету Галлея видели в 1986 году, а в следующий раз она объявится спустя 55 лет.

Прогноз Галлея занимает в истории астрономии особое место еще и потому, что без малого полтора столетия он оставался единственным. Только в 1819 году Иоганн Энке предсказал, что промелькнувшая годом ранее комета вернется в 1822 году, — и попал в яблочко. С тех пор комету Энке наблюдают особенно часто, что и немудрено, поскольку ее период составляет всего 3,3 года (у всех прочих известных комет он длиннее).

С этой кометой связано еще одно открытие. Энке заметил, что с каждым оборотом ее период уменьшается на пару часов. Это означает, что комета тормозится какими-то силами не гравитационной природы. Сам Энке полагал, что ее замедляет сопротивление неизвестной науке среды; другие астрономы ссылались на столкновения с мелкими частицами, предположительно обращающимися вблизи Солнца. Но позднее выяснилось, что некоторые кометы, напротив, увеличивают свой период и, следовательно, ускоряются. В 1835 году Фридрих Бессель предположил, что скорость изменяется под воздействием реактивной тяги газов, которые выбрасываются в пространство, когда солнечный свет нагревает и испаряет вещество кометного ядра. Эта гипотеза оказалась справедливой, однако подтвердить ее удалось лишь через сто с лишним лет.

В середине 1860-х кометы стали изучать с помощью спе"