Многие из наших читателей не раз, вероятно, любовались в теплые летние ночи «падающими звездами», или, как их называют в науке, метеорами.

Большая комета 1843 г.

Рис. 1. Фотографический снимок метеора.

Рис. 2. Метеорный дождь (по рисунку очевидцев).

Рис. 3. Радиант августовских метеоров — Персеид, расположенный в созвездии Персея

Рис. 4. Орбиты Земли и метеорного потока.

Рис. 5. Орбита Земли и часть орбиты пометы Джиакобини.

Такие обильные метеорные дожди не раз наблюдались и в прошлом столетии, например в 1833, 1866, 1872 и 1885 гг.

Но что же представляют собой падающие звезды, или метеоры?

Некоторые смешивают падающие звезды с теми неподвижными звездами, которые из ночи в ночь сияют на небе. Они считают, что та или иная звезда вдруг, сорвавшись со своего места, пролетает по небу. Это, конечно, неверно. Неподвижные звезды такие же небесные светила-великаны, как и наше Солнце. Но они находятся так далеко от Земли, что кажутся нам лишь слабыми светящимися точками. Падающие же звезды суть ничтожные крупинки, диаметром в несколько миллиметров и весом в доли грамма. Влетая с огромной скоростью, до 50 и более километров в секунду, в атмосферу Земли, они ударяются о частички воздуха и испытывают сильное сопротивление. В результате уже на высоте около 120 — 150 км они нагреваются до температуры в несколько тысяч градусов и превращаются в раскаленный газ, быстро рассеивающийся в воздухе. Они как бы сгорают в воздухе на высоте 50—80 км от Земли.

У читателя может возникнуть вопрос — можно ли видеть такие крошечные частички, пролетающие от нас на расстоянии в сотню километров, даже если они и нагреваются яр такой высокой температуры? Но тут надо принять во внимание, что нагревается и светится не только сама частица, но вместе с нею, под влиянием ее высокой температуры, светится и окружающий частицу раскаленный воздух, увлекаемый ею в ее стремительном полете.

Продукты «сгорания» твердых частиц метеора постепенно оседают на Землю в виде так называемой метеорной или космической пыли. Эта пыль в ничтожных количествах может быть обнаружена при точных анализах снега, взятого с вершин гор, вдали от промышленных центров, запыляющих атмосферу обыкновенной земной пылью.

Падающие звезды можно заметить в каждую ясную ночь, стоит только смотреть в течение некоторого времени на какой-либо участок неба. Но, как мы уже отметили, в некоторые ночи падающих звезд бывает особенно много. Больше всего их наблюдается в августе и особенно 11—12 августа. Тогда в час можно насчитать до 100 метеоров. Они пролетают но созвездиям Персея, Андромеды, Кассиопеи, Возничего и др., расположенным в августе по вечерам в северовосточной части неба.

Если проследить внимательно за падающими звездами о течение 1—2 часов, то легко заменить, что большинство из них вылетает как бы из одного участка неба и веерообразно разлетается в разные стороны. Если видимые на небе пути метеоров нанести на звездную карту и затем продолжить их в направлении появления метеоров, то все они пересекутся почти в одной точке, называемой радиантом (рис. 3). У августовских падающих звезд радиант расположен в созвездии Персея, откуда они и получили название Персеид.

Явление радианта можно объяснить следующим образом. Падающие звезды в межпланетном пространстве движутся целым потоком параллельно друг другу. Но когда они попадают в земную атмосферу, то по мере приближения к поверхности Земли и, следовательно, к наблюдателю, их видимые пути на небе кажущимся образом расходятся в разные стороны. Но это — чисто перспективное явление. Его мы можем наблюдать, стоя на полотне железной дорога и смотря вдаль. Нам кажется, что рельсы, лежащие параллельно друг другу, по мере приближения к нам расходятся в разные стороны. Точно так же кажутся расходящимися и деревья аллеи.

В межпланетном пространстве существуют целые потоки маленьких частиц — метеоров, которые, как и Земля и все остальные планеты, движутся вокруг Солнца по определенным орбитам. И вот, когда Земля при своем движении пересекает орбиту какого-либо потока, она и встречает его частицы. Последние, влетая в атмосферу Земли, вызывают появление падающих звезд (рис. 4). Ежегодно 11 — 12 августа Земля проходит через самую гущу метеорного потока Персеид, и в это время наблюдается наибольшее число падающих звезд.

Кроме Персеид существуют еще и другие довольно обильные метеорные потоки, например: Квадрантиды, наблюдаемые в начале января в созвездии Дракона, Лириды — в середине апреля в созвездии Лиры, Аквариды — в конце июля в созвездии Водолея, Ориониды — в двадцатых числах октября в созвездии Ориона, Леониды — в первой половине ноября в созвездии Льва, Андромедиды — в конце ноября в созвездии Андромеды, Геминиды — в первой половине декабря в созвездии Близнецов и др. Земля ежедневно пересекает орбиты каких-либо потоков, но обычно очень слабых, так что за ночь можно заметить только десяток-другой метеоров.

Теперь скажем, откуда и как возникают метеорные потоки.

Современные наши познания в этой области астрономии позволяют считать их остатками распавшихся комет, этих удивительных хвостатых звезд.

Кометы представляют собой небесные светила необычного вида. Каждая яркая комета имеет яркое ядро, окруженное туманной оболочкой,— это так называемая голова кометы. От головы тянется иногда очень длинный, светлый хвост.

Нужно сказать, что многие неправильно принимают за кометы внезапно появляющиеся и с огромной скоростью проносящиеся по небу огненные шары, называемые болидами, после которых нередко раздается громовый удар, грохот и гул. Болиды, так же как и метеоры, появляются вследствие попадания в земную атмосферу космического тела, но не такой крошечной частицы, как при появлении метеора, а более крупного куска — камня, весом в несколько килограммов, а иногда и много больше. Не успевая «сгореть» в земной атмосфере во время движения в ней с космической скоростью, такой камень падает на Землю; он называется метеоритом.

В отличие от болидов, кометы не так ярки и не вызывают освещения местности, что обычно бывает при полете болидов. Затем болиды обычно наблюдаются в продолжение нескольких секунд, тогда как кометы бывают видны в течение нескольких дней и даже месяцев. Кометы движутся далеко за пределами земной атмосферы, находясь на расстоянии десятков и сотен миллионов километров от Земли. Наоборот, болиды появляются именно в пределах земной атмосферы, пролетая в ней на расстоянии нескольких десятков километров от поверхности Земли.

Если проследить изо дня в день в течение некоторого времени за расположением какой-либо кометы среди звезд, то легко обнаружить ее перемещение по небу среди неподвижных звезд.

Вероятно, многие из наших читателей видели рисунки или фотографические снимки комет. Несомненно, однако, что только очень немногие из них сами видели яркую комету на небе, так как такие кометы появляются довольно редко, приблизительно один раз за десять лет. Последняя яркая комета, названная по имени открывшего ее астронома кометой Скьеллеруппа, наблюдалась в 1927 г. Комета была открыта в конце ноября, когда она была еще, далеко от Земли и имела незначительную яркость, оставаясь невидимой для невооруженного глаза. Однако к 15 декабря ее яркость настолько возросла, что комета наблюдалась даже днем, при полном солнечном освещении, находясь почти рядом с Солнцем, на расстоянии всего лишь 1° от него, т. е. двух поперечников солнечного диска. 18 декабря комета была замечена одним нашим русским астрономом-любителем на фоне вечерней зари. Он наблюдал ее до самого захода за горизонт. Другая яркая комета в этом столетии наблюдалась в 1910 г. Это — знаменитая комета Галлея. Обе кометы имели огромные, простиравшиеся через все небо, хвосты.

Как уже было сказано, яркие кометы появляются очень редко. Зато слабые кометы, видимые только в телескоп, наблюдаются ежегодно; в иной год бывает видно даже несколько комет. Слабые кометы имеют вид округлых туманных пятен с более ярким ядром в центре пятна. Редко, когда у слабой кометы бывает виден хвост.

Многие кометы, подобно планетам солнечной системы, движутся вокруг Солнца по замкнутым орбитам, т. е. являются периодическими. Такие кометы в течение определенных промежутков времени совершают полный оборот вокруг Солнца. Периоды оборота у разных комет различные. Так, например, комета Галлея обходит свой путь вокруг Солнца в течение 75 — 76 лет. Самый короткий период имеет комета Энке — всего З,5 года. В отличие от орбит планет орбиты комет очень вытянуты, но они также имеют форму эллипса, в одном из фокусов которого находится Солнце. Когда комета проходит в отдаленном относительно Солнца участке своей орбиты, в так называемом афелии, она бывает очень слабой и невидима даже в самый сильный телескоп. Но по мере приближения к Солнцу яркость кометы, под влиянием солнечного нагревания, быстро возрастает за счет образования в ней газов. Вместе с этим у кометы появляется хвост, непрерывно увеличивающийся и в размерах и в яркости. Наибольшей яркости комета достигает при прохождении через ближайшую к Солнцу точку ее орбиты, называемую перигелием. После этого яркость кометы снова ослабевает.

Как показали многочисленные исследования, кометы — это светила, совершенно не похожие на планеты. Голова кометы представляет собой очень разреженное скопление мельчайших частичек — пылинок и газа. Ядро кометы состоит из более крупных частей — камней и глыб, а хвост—из более разреженного газа. Насколько мала плотность кометы, можно судить по тому, что неподвижные звезды просвечивают сквозь комету почти без ослабления блеска. Расчеты показали, что на один кубический километр; пространства приходится только один кубический сантиметр вещества кометы. Между тем хвосты комет имеют огромные размеры, и у наиболее ярких комет они простираются на несколько сотен миллионов километров.

Замечательным является то обстоятельство, что хвосты комет направлены в сторону, противоположную Солнцу. По этой причине после прохождения "через перигелий каждая комета движется хвостом вперед. Такое странное явление объясняется тем, что на ничтожную массу хвостов комет действует отталкивательная сила — световое давление Солнца.

18 мая 1910 т. упоминавшаяся выше яркая комета Галлея при своем движении вокруг Солнца задела своим хвостом Землю, однако никаких особенных явлений при этом не наблюдалось. Не было даже замечено присутствия хотя бы ничтожных следов кометных газов в земной атмосфере. Возможные столкновения Земли с кометами не представляют никакой опасности.

По своей природе кометы являются недолговечными образованиями. Совершая свой путь вокруг Солнца, они непрерывно рассеивают вдоль орбиты отдельные твердые частицы и газ. В конце концов каждая комета целиком распадается, все вещество ее рассеивается. Комета, перестает существовать, а вместо нее возникает метеорный поток, кольцом простирающийся вокруг Солнца и по своему положению относительно Солнца совпадающий с ранее существовавшей орбитой кометы.

Нужно сказать, что вещество кометы вначале неравномерно рассеяно по орбите и в течение длительного промежутка времени в потоке движется сгусток частиц.

Если метеорный поток пересекается с орбитой Земли, то, как уже было сказано, при прохождении Земли через эту точку пересечения она встретит частицы потока, которые и вызовут появление метеоров. Если же случится, что в момент прохождения Земли через поток она попадет в сгусток метеорного кольца, то произойдет метеорный дождь, такой же, какой наблюдался 9 октября 1933 г.

Убедительным доказательством теории распада комет может служить происшедшее на глазах астрономов разложение известной кометы Биэлы. Эта комета распалась в 1866 г. на две части, превратившись в двойную комету. Затем в последующее свое возвращение к Солнцу, 27 ноября 1872 г., когда Земля пересекала путь кометы и комета должна была появиться на небе, оказалось, что никакой кометы не было, а вместо нее наблюдался обильный метеорный дождь. По подсчетам некоторых астрономов, число метеоров доходило до 100 в минуту. С тех пор комета перестала существовать, а вместо нее ежегодно наблюдается метеорный поток Андромед ид, о котором мы говорили и начале статьи.

Упомянутый выше метеорный дождь 9 октября 1933 г., как было потом установлено, связан с довольно слабой кометой Джиакобини. В тот момент, когда наблюдался этот дождь, Земля пересекала, путь этой кометы. Комета, правда, еще существует, и поэтому пока еще поток, связанный с этой кометой, очень слаб. Метеорный дождь был вызван встречей Земли только со сгустком, отделившимся от кометы (рис. 5).

В настоящее время связь с кометами установлена только для очень небольшого числа, не более десятка, метеорных потоков. Между тем метеорные потоки, правда очень слабые, наблюдаются чуть ли не каждую ночь. Вероятно эти потоки связаны с кометами, распавшимися очень давно. С другой стороны, следует отметить, что не все кометы являются периодическими. Напротив того, большинство комет приходит в солнечную систему из межзвездных пространств. Обогнув Солнце и пройдя через перигелий, они могут безвозвратно уйти в глубины вселенной;,,

Следует еще сказать, что каждую ясную ночь можно наблюдать отдельные, так называемые спорадические, падающие звезды, не связанные ни с какими потоками и кометами. Это — отдельные частички, заполняющие мировое пространство, как пыль, носящаяся в воздухе.

В заключение отметим, что большую помощь в деле изучения падающих звезд могут оказать астрономы-любители. Наблюдения падающих звезд достаточно просты и не требуют специальной подготовки. Необходимо лишь хорошо знать звездное небо (яркие звезды и конфигурации созвездий), иметь часы и подходящую звездную парту, а также располагать свободным временем хотя бы 3—4 раза в месяц по 3—4 часа. Наблюдатель наносит пути замеченных им метеоров на звездную карту, ориентируясь при этом расположением неподвижных звезд. В журнале наблюдений отмечается время появления метеоров и их физические особенности: яркость, цвет, продолжительность полета и т. д. Подробные указания о наблюдении падающих звезд можно получить от Всесоюзного астрономо-геодезического общества (Москва, 9, почтовый ящик 1268).

Статьи по теме

• Открой свою комету
• Поцелуй двух комет
• Челябинский метеорит разберут по изотопам
• ПОЧЕМ НЫНЧЕ МЕТЕОРИТЫ
• ПОЛЕТ ЯРКИХ БОЛИДОВ НАБЛЮДАЮТ ИЗ КОСМОСА
• Пыль челябинского болида

№7, 1954