Что касается советских аппаратов, то они с небольшим временным интервалом прошли через кому, окружающую ядро кометы. Конечно, при относительной скорости сближения кометы и станции около 80 км/с невозможен длительный контакт, но и столь краткое свидание (минимальное расстояние до кометы у «Веги-1» составило 8,9 тыс. км, у «Веги-2» – 8 тыс. км, а вся аналитическая работа в космосе заняла в целом около 2 ч) дало много ценной информации.
Успешно выполнил свою миссию и зонд «Джотто», пролетевший примерно в 600 км от «космической гостьи».
Оказалось, ядро кометы Галлея состоит в основном из обычного льда (с небольшими включениями углекислых и метановых льдов), а также пылевых частиц. Именно они образуют оболочку «путешественницы», а с приближением ее к Солнцу часть из них переходит в хвост. Ядро неправильной формы, размеры его – 14 км в длину, 7,5 км в поперечнике. Оно вращается вокруг оси, которая, как предполагал еще немецкий астроном Фридрих Бессель (1784– 1846), почти перпендикулярна плоскости орбиты кометы. Период собственного обращения 53 ч. В ходе анализа собранных данных было выявлено также, что ядро имеет пористую структуру и среднюю плотность около 0,3 г/см?. Исследование газопылевых выбросов из ядра показало: активно лишь около 10 % его площади. Структуры, видные на снимках как выступы и впадины, появились в результате продолжительных изменений поверхностной морфологии. Масса кометы примерно в миллиард раз меньше, чем у Земли, а плотность вещества из ее хвоста практически равна нулю.
Химический состав газовых выбросов различен и зависит от расстояния от ядра. «Родительские молекулы» в начале этой цепи идентичны составу ядра. Как и предполагалось, молекулы воды доминируют – их 80 %. К другим «родительским» структурам относятся монооксид углерода (10 %), диоксид углерода (2,5), метан (7), аммиак (0,1 %), цианистый водород и различные углеводороды. Железо и натрий наряду с серой и сероводородом также входят в состав ядра.
Кометный газ ионизируется солнечным ультрафиолетовым излучением с помощью электронов и путем обмена зарядами с плазмой солнечного ветра. Было обнаружено большое количество различных ионов, основные из которых: H3O+, H2O+, OH+, C+, CH+, O+, Na+, C2+, S+ и Fe+. Межпланетной станцией «Джотто» зафиксировано испускание 19,8 т/с газа и несколько меньшего количества пыли – всего из ядра высвобождается около 33 т материала в секунду. Все легкие элементы, кроме азота, присутствуют в комете в таком же соотношении, как и в веществе Солнца. Однако по сравнению с элементным составом Земли и метеоритов наблюдается ряд существенных отклонений. Это свидетельствует о том, что комета Галлея сложена из наиболее примитивного известного нам материала во Вселенной.
Изучение нескольких тысяч пылевых частиц показало их различия: в химическом составе одних преобладают легкие элементы – водород, углерод, азот, кислород, других – минералообразующие: натрий, магний, кремний, кальций и железо. Идентифицирование легких частиц на больших расстояниях от ядра доказывает их принадлежность к осколкам кометного льда.
Факт, что комета Галлея старше Земли и периодически к ней возвращается, очень важен. Во время первых визитов при прохождении нашей планеты через хвост или кому могло происходить оседание кометного вещества (как органического, так и неорганического) на земной поверхности. Если даже на первобытной Земле и были какие-либо органические соединения, то дополнительная их поставка могла сыграть решающую роль. Кстати, кроме периодически возвращающихся комет, вроде кометы Галлея, органика могла попадать на планету и при однократных визитах других комет и метеоритов. А затем, по мере возникновения атмосферы и появления воды, открывались новые возможности для синтеза более сложных соединений в жидкой среде.
Таким образом, изучение кометы Галлея оправдало надежды ученых, подтвердило гипотезу о механизмах появления первых органических соединений на нашей планете, положивших начало дальнейшей химической эволюции.
Глава 10. Черные дыры: кладбища миров или тоннели в другие Вселенные
Крупномасштабный эксперимент по спектральному картографированию галактик в ближней Вселенной, со сложным названием Mapping Nearby Galaxies at Apache Point Observatory (SDSS-IV MaNGA), он же Слоановский цифровой небесный обзор, помог ученым открыть необычный вид галактик – красные гейзеры.
Уникальность таких галактик – в том, что молодые звезды в них зарождаются крайне медленно или не зарождаются совсем, из-за чего красные гейзеры похожи на безликие беззвездные пустыни.
Специалистам из Токийского (Япония) и Оксфордского (Великобритания) университетов удалось выяснить причину превращения галактик в красные гейзеры – черные дыры и их воздействие на окружающую межзвездную среду.
Ученые описывают процесс вымирания галактик следующим образом: в ядре галактики находится низкоэнергетическая сверхмассивная черная дыра, которая своей энергией разгоняет межзвездный ветер до такой степени, что тот неумолимо нагревает окружающую газовую среду. Горячие окружающие газы не могут остыть и начать конденсироваться в звезды, так и оставаясь в разреженном состоянии и то и дело попадая под атаку реактивных потоков ветра. Сила этих потоков настолько велика, что газ вылетает из центра галактики и покидает область, где еще действует ее гравитация.
Известно, что на этапе формирования красные гейзеры были обычными галактиками с активно формирующимися звездами. Однако с течением времени зарождение звезд сходило на нет, превращая перспективную галактику в красный гейзер, которым она обречена остаться до конца своей эволюции. Красными ученые назвали эти галактики потому, что они не испускают голубое излучение (в спектральном классе старые, более холодные звезды отмечаются красным цветом, а молодые и более горячие – голубым). Из скоплений гейзеров формируются космические кладбища, природу которых ученые