Открой свою комету
Игорь Иванов.
Сегодня образованный мир как никогда увлечён астрономией. Открытия во Вселенной совершаются почти ежедневно. В Солнечной системе космические аппараты исследуют планеты и их спутники, астероиды и кометы. Орбитальные и земные телескопы сканируют ближний и дальний космос. Даже обнаружение планет у далёких звёзд стало обычным делом. Наблюдения приносят столько новых данных, что профессионалы не справляются с их обработкой. Не случайно специалисты НАСА решили привлечь к поиску околосолнечных комет добровольных помощников.
Поучаствовать в нём может каждый. Правда, одного желания мало. Чтобы обнаружить новую комету, вам понадобятся и пространственное воображение, и компьютерная грамотность, и знание основ астрономии. В сущности, ничего сверх школьной программы не требуется, разве что хорошее владение английским языком. При определённом упорстве и некотором везении удача наверняка вам улыбнётся и новая комета будет открыта.
Кометы вблизи Солнца
Так что же мы ищем?
Комета — это небесное тело небольшого размера (от нескольких метров до нескольких десятков километров), движущееся по вытянутой траектории. У неё есть голова — твёрдое ядро, окружённое газовым облаком (комой), и длинный хвост. Специалисты считают, что большинство комет состоит из замёрзших воды, аммиака, метана с вкраплениями пыли и силикатных камней разных размеров.
Кометы с перигелием (ближней к светилу точкой орбиты) меньше, чем у орбиты Меркурия, считают околосолнечными. Их исследуют с помощью космических телескопов-коронографов, в которых солнечный диск перекрыт круглой заслонкой-диафрагмой. В земные коронографы область внутри орбиты Меркурия наблюдать сложно: мешает сильная солнечная засветка, возникающая из-за рассеивания солнечных лучей земной атмосферой, поэтому окрестности светила исследуют коронографы космических аппаратов.
В конце XIX века астроном Кильского университета (Германия) Генрих Кройц изучил известные к тому времени кометы и обнаружил группу ярких небесных странниц с общей траекторией, которым впоследствии было присвоено его имя. Сегодня Кройцеровы кометы считают многочисленными фрагментами одной большой кометы, неизвестно когда впервые появившейся в околосолнечном пространстве. Ни одно небесное тело не может достичь поверхности Солнца, точнее, его фотосферы (область вокруг солнечного диска толщиной в 1/14 радиуса светила, равного 695 500 километров). Приблизившись к ней меньше чем на 50 000 километров, кометы сгорают без следа.
До 1979 года было известно всего девять околосолнечных комет. Однако в последующие 20 лет благодаря изучению Солнца из космоса эта цифра увеличилась на порядок — к концу 1995 года их было открыто уже несколько десятков.
В 1996 году в исследования включилась солнечная гелиосферная обсерватория SOHO (SОlar Heliospheric Observatory). По расчётам, она должна была проработать два года, но исправно трудится до сих пор. Обсерватория движется вокруг Солнца синхронно с Землёй по орбите чуть меньшего радиуса, чем земная. На SOHO работает дюжина приборов, изучающих внутреннее строение светила, механизмы нагрева его короны, динамику солнечного ветра. Обсерватория 24 часа в сутки следит за солнечной активностью и контролирует окрестности нашей звезды до трёх десятков её радиусов.
Среди прочих приборов на обсерватории установлен широкоугольный спектрометрический коронограф LASCO (Large Angle Spectrometric CОronagraph) — это три телескопа C1, C2 и C3 с полями зрения 1—3, 2—6 и 4—30 радиусов Солнца. По сути, телескопы представляют собой цифровые фотоаппараты в один мегапиксел (1024×1024 ячеек изображения). Они фиксируют не только солнечную активность, но и кометы, а также фон солнечной атмосферы — планеты и удалённые звёзды. Охотники за кометами ищут свои цели на фотографиях с телескопов C2 и C3.
Более совершенные телескопы стоят на космических аппаратах-близнецах обсерватории солнечно-земных связей STEREO (Solar TErrestrial RElations Observatory), запущенных в конце 2006 года. Оба аппарата движутся по орбитам, близким к орбите Земли, но один из них постепенно отстаёт от неё, а другой, наоборот, обгоняет. Это даёт возможность наблюдать Солнце одновременно с двух разных точек под разными углами, то есть получать стереоскопическое изображение. Каждый аппарат несёт два коронографа и два гелиосферных телескопа. Коронографы STEREO «видят» кольцевые области в 1,3—4 и 2—15 радиусов светила, а телескопы наблюдают более удалённые окрестности. По качеству изображения деталей STEREO превосходит SOHO, но поиск комет с помощью аппаратов-близнецов менее эффективен из-за длительного времени обработки данных. Однако STEREO открыл десятки новых комет.
Все три космических аппарата сводят изображения Солнца и его окрестностей в единую трёхмерную картину. Это позволяет астрономам оценивать размеры комет, осколков, частиц кометной комы, соотношение газа и пыли, уточнять другие данные.
«Царапающие камикадзе»
Кометы, близко приближающиеся к Солнцу, называют «царапающими» или «касающимися». У большинства из них перигелии ненамного больше радиуса Солнца, у некоторых — даже меньше — это кометы размером от нескольких метров до нескольких десятков метров.
С 1996 по 2012 год наблюдатели обнаружили более двух тысяч «касающихся»! Из них 83% можно отнести к группе Кройцеровых. Это, скорее, не отдельные кометы, разделённые интервалами в несколько месяцев или недель, а почти непрерывный поток тел разных размеров. Коронографы обнаружили и новые, менее многочисленные группы комет на других траекториях — это группы Майера, Марсдена, Крахта. Однако Крой-церовы кометы подлетают к Солнцу вдесятеро ближе других.
Большинство «касающихся» можно наблюдать в течение нескольких часов, самые яркие — не более двух дней. Все они — «камикадзе», так как при приближении к Солнцу, как правило, полностью испаряются. Правда, были и исключения. Например, в конце мая 2003 года астрономы заметили кометы, прошедшие перигелий на высоте, равной всего одной десятой радиуса Солнца. Но от них оставались лишь хвосты.
Домашняя охота
Астрономы открывают в год примерно десяток классических комет. «Касающиеся» обнаруживают в несколько раз чаще. Число таких находок растёт, поскольку именно в наше время наблюдаются наиболее яркие кометы. По статистике, они появляются рядом со светилом примерно раз в сутки. Три четверти «касающихся» отыскали астрономы-любители на фотографиях с коронографов SOHO, размещённых на ресурсе (http://sungrazer.nrl.navy.mil/). Для охотников за кометами здесь выкладывают свежие фотографии окрестностей Солнца. На этом сайте есть всё необходимое для анализа снимков и исчерпывающий банк уже обнаруженных комет. Есть и образовательная информация для новичков. Сюда же следует посылать свои сообщения об открытии.
На форуме http://groups.yahoo.com/group/sohohunter/ можно задать любой вопрос по поиску комет и получить квалифицированный совет; по адресу http://www.sungrazer.org выложен небольшой учебник для начинающих под названием «Как открывать кометы SOHO?». Написал его астроном Себастьян Хёниг, преуспевший в открытии комет. На одной из страниц этого сайта приведены траектории четырёх основных групп «касающихся», к которым относятся 95% комет, найденных в разные месяцы. Начинать поиски лучше с областей, где пролетают кометы группы Кройца. Их легче зафиксировать, потому что они наиболее контрастны и их много. Снимки с телескопа C2 в виде необработанных чёрно-белых изображений появляются на сайте, но не хранятся в архивах, поэтому работа с ними требует быстрой загрузки в ваш компьютер.
Ложные цели
На сайте есть раздел, посвящённый тем объектам, которые начинающие «охотники» принимают за кометы, но на самом деле они таковыми не являются. К первой категории ложных целей относятся звёзды, а также редкие на снимках планеты и астероиды. У них почти горизонтальные траектории перемещения от снимка к снимку. Для новичков даны примеры изображений и список планет и астероидов, прохождение которых ожидается в ближайшее время.
Какие же помехи фиксируют приборы? На каждом снимке с короно-графа C2 запечатлены 10—30 звёзд, с коронографа C3 — 200—300. Из-за движения обсерватории они всегда перемещаются слева направо на несколько пикселов в час. Планеты могут двигаться и справа налево, быстрее или медленнее далёких звёзд. Горизонтальные полосы, так называемые крылья по обеим сторонам объектов, например планет, возникают из-за специфики работы матрицы телескопа при большой яркости космического тела. Если найден почти горизонтально движущийся объект, вряд ли это комета.
Вторая категория помех — многочисленные точки и полосы — следы от космических лучей, состоящих из элементарных частиц. Их могут давать, например, солнечные вспышки или сверхновые звёзды. Большие вспышки на Солнце производят такой мощный поток протонов, что он полностью ослепляет камеры SOHO на несколько дней. К третьей, по классификации сайта, категории мешающих объектов на снимках относятся полосы, представляющие собой изображение космической пыли и мусора от космических аппаратов.
Семь раз проверь
Если найденная комета, на ваш взгляд, не принадлежит ни к одной из известных групп, значит, вы открыли очень редкую небесную странницу. Чтобы избежать ошибки, надо всё тщательно проверить. Вообще же, лучше заранее потратить время на изучение типичного положения, скорости, формы и яркости известных комет, просмотреть как можно больше их фотографий, привыкнуть к внешнему виду и слабому контрасту комет, которые по стандартным меркам на них совсем не похожи. Если же, проделав всё это, вы утвердились в своём открытии, сообщите об этом миру (адрес сайта приведён выше).
Перед тем как послать сообщение, надо измерить положение кометы в прямоугольных координатах на нескольких, предпочтительно четырёх, снимках и заполнить заявку на сайте. Следует сообщить также название телескопа (C2 или C3), на снимках с которого вы обнаружили комету, и привязку начала координат, например (0,0) — в левом нижнем углу. Хотя бы на одном изображении надо проставить дату, время и положение объекта. Желательно также указать предполагаемую группу комет и не забыть назвать имя первооткрывателя, то есть ваше.
Опытные любители сообщают о кометах через часы, иногда даже через минуты после их фиксации на снимках. Особой результативностью отличается дюжина продвинутых охотников за кометами, но и они иногда подолгу остаются без добычи. Успех обычно приходит после нескольких месяцев упорного труда.
Читайте в любое время
