sao chổi

10

sao chổi

Gần một phần tư thế kỷ trước, người ta háo hức nghe tin về việc phóng một vệ tinh nhân tạo trên Trái đất. Trên toàn thế giới, máy thu sóng vô tuyến đã được điều chỉnh theo bước sóng máy phát của ông. Các tín hiệu vô tuyến đơn giản của vệ tinh đầu tiên “bíp-bíp-bíp” phát sinh về sự khởi đầu của thời đại vũ trụ trong lịch sử loài người.

Học sinh lớp 10 ngày nay, chưa kể thế hệ trẻ, đều được sinh ra trong thời đại du hành vũ trụ. Mọi người dần dần được tiêm phòng. Và bây giờ, ngay cả những chuyến bay của tàu đến các hành tinh khác trong hệ mặt trời - Sao Kim, Sao Hỏa, Sao Thổ - có lẽ cũng ít sức tưởng tượng hơn trước đây - vụ phóng vệ tinh đầu tiên, chuyến bay của Yury Gagarin, cuộc đổ bộ của ame-

phi hành gia người Rico trên mặt trăng. Tuy nhiên, thế hệ hiện tại cũng sẽ mong đợi một số “bất ngờ” gần giống với khoa học viễn tưởng. Tuy nhiên, các thí nghiệm không gian gần nhất tạo ra trí tưởng tượng là các cuộc thám hiểm tới Sao chổi Halley, sẽ được thực hiện vào năm 1985-86, khi sao chổi này một lần nữa quay trở lại từ “vùng ngoại ô” của Hệ Mặt trời và tiếp cận Mặt trời.

Loại thí nghiệm này có ít nhất hai khía cạnh quan trọng: tâm lý và khoa học. Tại sao tâm lý? Thực tế là sao chổi luôn khơi dậy trí tưởng tượng của con người. Từ “sao chổi” được dịch từ tiếng Hy Lạp là “ngôi sao có lông”. Cả vào thời cổ đại và thời Trung cổ, sao chổi thường được miêu tả là những cái đầu bị cắt đứt với mái tóc bay tung. Một người luôn ở trong bầu trời đầy sao của sự tương đồng với những hình ảnh quen thuộc, dễ hiểu; do đó có tên của nhiều chòm sao: Ursa Major, Gemini, Libra, v.v. Theo nghĩa này, sao chổi cũng không ngoại lệ. Tuy nhiên, nếu bầu trời đầy sao, ngay cả đối với một người quan sát có kinh nghiệm, thực tế dường như không thay đổi từ đêm này sang đêm khác, thì sự xuất hiện của một “ngôi sao có lông” sáng khá nhanh, đôi khi chỉ trong vài ngày, biến mất khỏi bầu trời là một sự kiện nổi bật và đáng sợ.

Cảnh tượng một sao chổi sáng ấn tượng hơn. Bằng sự rực rỡ của nó

Sao chổi Halley chụp ngày 13 tháng 5 năm 1910 (phía dưới bên trái - sao Kim).

11

có thể giống như sao Kim chẳng hạn, và thậm chí giống như Mặt trăng lúc trăng tròn. Đuôi của sao chổi như vậy kéo dài đến nửa bầu trời. Hãy nhìn bức ảnh này của Sao chổi Halley được chụp trong lần cuối cùng nó bay qua Pergave vào năm 1910. Có hiệu quả phải không? Dù thế nào đi nữa, người ta có thể hiểu tại sao sao chổi luôn bị nhiều người coi là điềm báo xui xẻo, điềm xấu, “tiếng nói của phe bên” hay nói đúng hơn là “ma quỷ”. Lịch sử của con người đầy rẫy những cuộc chiến tranh, dịch bệnh, đảo chính trong cung điện và những vụ sát hại những người gốc hoàng gia, đến nỗi hầu như sự xuất hiện của sao chổi luôn “kèm theo” một sự kiện bi thảm nào đó.

Vào năm 44 trước Công nguyên, cái chết của Julius Caesar trùng hợp với sự xuất hiện của một sao chổi sáng trên bầu trời (điều này được biết đến từ các tác phẩm của các nhà sử học La Mã), do đó vào thời Trung cổ và thậm chí sau đó tại các tòa án châu Âu đã có ý kiến ​​​​cho rằng sự xuất hiện của một sao chổi sáng có thể báo trước cái chết của những người trong ngôi nhà trị vì. Sao chổi sáng năm 1664 khiến vua Pháp Louis XIV, quen thuộc với chúng ta từ cuốn tiểu thuyết “The Vicomte de Bragelonne” của Dumas, và vị vua Bồ Đào Nha thời đó, Alfonso VI, lo sợ rằng sao chổi đã đến với mình nên đã bắn vào nó từ một quả dưa hấu.

Điều gây tò mò là “quan điểm của Trung Quốc” về sao chổi hoàn toàn khác với “quan điểm của châu Âu”. Theo người Trung Quốc cổ đại, sao chổi là sứ giả, mang theo ý muốn của hoàng đế đi khắp “các tỉnh sao”. Các hành tinh là người cai trị các tỉnh và các ngôi sao là chính quyền địa phương. Sao chổi di chuyển từ tỉnh này sang tỉnh khác làm lu mờ công việc của chính phủ.

Tuy nhiên, người ta không nên nghĩ rằng nghiên cứu khoa học về sao chổi đã bắt đầu vắng bóng từ thời cổ đại. Đã có trong biên niên sử Trung Quốc cổ đại, một sự thật khoa học cơ bản được phản ánh làm nền tảng cho những ý tưởng hiện đại về vật lý của sao chổi, đó là đuôi của sao chổi luôn hướng theo hướng ngược lại với Mặt trời. Nhà triết học và nhà văn La Mã Luizio Seneca cũng nhận thức được điều này. Cho đến thế kỷ 17, khoa học bị thống trị bởi quan điểm của Aristotle, người có thẩm quyền được công nhận về mọi vấn đề của lịch sử tự nhiên. Aristotle tin rằng sao chổi nằm ngoài tầm kiểm soát của các Actrom, vì theo ý kiến ​​​​của ông, hiện tượng này (sao chổi) phát sinh trong bầu khí quyển của trái đất: hơi của trái đất bốc lên, bốc cháy, va chạm với “quả cầu lửa” và đuôi sao chổi là ngọn lửa do gió điều khiển. Tuy nhiên, vào năm 1577, nhà quan sát khéo léo nhất thời bấy giờ, Tycho Brahe, đã chứng minh một cách không thể chối cãi rằng quan điểm của Aristotle là sai lầm. Nếu sao chổi ở trong bầu khí quyển trái đất, tức là tương đối gần Trái đất, thì khi quan sát nó đồng thời từ hai điểm khác nhau trên bề mặt trái đất, Tycho Brahe và các học trò của ông sẽ nhìn thấy nó bên cạnh những ngôi sao khác nhau. Nhưng điều này đã không xảy ra - sao chổi đang ở điểm chiếu lên cùng một điểm trên bầu trời đầy sao, điều đó có nghĩa là góc “người quan sát số 1 - sao chổi - người quan sát số 2” (cái gọi là thị sai) là rất nhỏ, nghĩa là sao chổi ở rất xa Trái đất và trong mọi trường hợp đều đã ở bên ngoài bầu khí quyển Trái đất. Kể từ đó, việc nghiên cứu sao chổi cuối cùng đã trở thành trách nhiệm của các Actrom.

Sau khi Galileo là người đầu tiên hướng kính viễn vọng do ông chế tạo lên bầu trời, một nghề mới đã xuất hiện trong thiên văn học - “người bắt sao chổi”. Thực tế là một sao chổi mờ trông giống như một đốm sương mù nhỏ trên bầu trời. Nhưng không phải mọi điểm sương mù đều được coi là sao chổi. Bây giờ chúng ta biết rằng một số vật thể thiên văn trông như thế này: tinh vân hành tinh và tinh vân khuếch tán, cụm sao cầu và cụm mở, các thiên hà. Khi sao chổi còn ở xa Mặt trời, nó cũng hầu như không di chuyển trên bầu trời từ đêm này sang đêm khác nên rất khó để phân biệt nó với những đốm “tĩnh” này. Quan sát phải khá khéo léo. Nhà thiên văn học người Pháp Charles Messier (1730–1817) lần đầu tiên trong lịch sử thiên văn học đã biên soạn một danh mục các tinh vân như vậy (hầu hết các vật thể) một cách chính xác để không nhầm lẫn chúng với sao chổi. Nó vẫn là một trong những nổi tiếng nhất

12

người ta có thể nói, một danh mục “máy tính để bàn” về các nhà thiên văn học. Các vật thể trong danh mục Messier được ký hiệu bằng chữ M. Vật thể M1 là ý nghĩa của Tinh vân Con cua, ở trung tâm của nó, như chúng ta biết bây giờ, Messier lần đầu tiên bị nhầm với một sao chổi mới và chính xác là để tránh những sai sót tiếp theo, ông đã biên soạn danh mục các dấu hiệu của mình. “Điều trớ trêu của số phận” là, nói một cách đơn giản, trong khoảng 200-250 năm, có thể nói, nguyên nhân và kết quả đã được đặt vào đúng chỗ. Bây giờ chúng ta biết rằng sao chổi rất có thể chỉ có nguồn gốc từ hệ mặt trời của chúng ta, nơi chúng dường như có nguồn gốc. Mặt trời là một ngôi sao hoàn toàn bình thường trong Thiên hà của chúng ta (có khoảng 10¹¹ ngôi sao trong đó). Có rất nhiều thiên hà giống như của chúng ta. Thông thường chúng tạo thành các cụm (số lượng thiên hà trong cụm lên tới hàng trăm, thậm chí hàng nghìn). Ngày nay chúng ta thấy khoảng 20 cụm như vậy. Và nếu vào thời của Messier, các thiên hà và tinh vân chỉ là những nơi khó chịu trên con đường “bắt sao chổi”, thì giờ đây các vật thể trong danh mục Messier (và các danh mục tương tự khác) là đối tượng nghiên cứu quan trọng nhất, vì chúng cho phép người ta đánh giá cấu trúc và mức độ xấu xa của Vũ trụ, các kích thước nhìn thấy được ngày nay được tính bằng hàng tỷ năm ánh sáng (1 năm ánh sáng≈10¹⁸ cm).

Có vẻ như, trong bối cảnh của những vấn đề lớn như vậy, liệu có ai luôn quan tâm đến những chi tiết cụ thể như Hệ Mặt trời (kích thước của nó khó vượt quá hàng trăm đơn vị thiên văn và 1 đơn vị thiên văn là ≈1,5·10⁻⁵ năm ánh sáng), Mặt trời và một phần rất đặc biệt - sao chổi? Hóa ra họ có thể. Thực tế là câu hỏi về nguồn gốc của hệ mặt trời có mối liên hệ chặt chẽ với câu hỏi về nguồn gốc của sự sống trên Trái đất và trong Vũ trụ nói chung, với câu hỏi về sự tồn tại của các nền văn minh bên ngoài. Những vấn đề này không kém phần cơ bản so với những vấn đề về sự xấu xa của Vũ trụ. Đối với lời giải của họ, bạn cần biết các điều kiện ban đầu mà Hệ Mặt trời được hình thành. Và hóa ra sao chổi có thể cung cấp những thông tin cần thiết về điều này.

Theo các khái niệm hiện đại, tất cả các vật thể của Hệ Mặt trời (và đặc biệt là các sao chổi) đều hình thành trong một quá trình độc ác duy nhất của đám mây khí và bụi tiền mặt trời. Hiện tại không có quan điểm duy nhất được chấp nhận rộng rãi về việc điều này xảy ra như thế nào. Điều này là do sự không chắc chắn lớn về các điều kiện hình thành ban đầu và sự thất bại sau đó của đám mây trước mặt trời. Chẳng hạn, người ta tin rằng sự xuất hiện của các hệ hành tinh xung quanh các ngôi sao là một hiện tượng bình thường, và về mặt này, ngôi sao của chúng ta - Mặt trời - không phải là một điều gì đó đặc biệt. (Bạn có thể tìm thấy thảo luận chi tiết hơn về vấn đề này trong cuốn sách xuất sắc của I. S. Shklovsky “Vũ trụ, Sự sống, Tâm trí.”) Tuy nhiên, vào thời điểm cuối cùng xuất hiện của nó, các điều kiện mà Hệ Mặt trời xuất hiện trong Thiên hà của chúng ta là ở mức tầm thường. Điều này là do vị trí của Mặt trời trong Thiên hà.

Thiên hà của chúng ta là một thiên hà xoắn ốc. Theo các khái niệm hiện đại, các nhánh xoắn ốc của các thiên hà là các sóng nén. Thiên hà đang mục nát. Trong trường hợp này, vận tốc góc Ω phụ thuộc vào khoảng cách R đến tâm của nó, nghĩa là Ω = Ω(R). Và sóng nén quay với vận tốc góc không đổi Ω_B. Rất thuận tiện, có một vòng tròn bán kính R_K như vậy trong đĩa thiên hà, tốc độ góc quay trùng với tốc độ góc của sóng nén (nghĩa là đẳng thức Ω(R_K) = Ω_B đúng). Một vòng tròn như vậy được gọi là rút ngắn. Trong mỗi thiên hà (bao gồm cả thiên hà của chúng ta) chỉ có một vòng tròn rút ngắn.

Hóa ra Mặt trời trong Thiên hà của chúng ta gần như nằm trên một vòng tròn rút ngắn và vị trí của Hệ Mặt trời theo nghĩa này bị loại trừ. Có thể vì tính chất độc quyền này mà các điều kiện mà hệ mặt trời hình thành không bình thường. Có thể điều này có

13

ý nghĩa quan trọng của vấn đề sản xuất cuộc sống. Do Mặt trời quay gần như đồng bộ với mô hình xoắn ốc của Thiên hà nên chúng ta chỉ có một lần duy nhất trong thời gian tồn tại của Hệ Mặt trời là vượt qua nhánh xoắn ốc - một nơi cực kỳ nguy hiểm đối với mọi sinh vật, vì chính trong các nhánh xoắn ốc mà siêu tân tinh phun trào, tạo ra những dòng bức xạ điện từ mạnh đến mức có thể hủy diệt sự sống. Ví dụ, theo I. S. Shklovsky, chính do vụ nổ của siêu tân tinh gần đó đã xảy ra sự tuyệt chủng hàng loạt của loài khủng long trên Trái đất.

Từ ví dụ trên, có thể thấy rõ tầm quan trọng của việc biết các điều kiện ban đầu mà Hệ Mặt trời được hình thành, chúng bình thường hay bất thường như thế nào trong Thiên hà, thành phần hóa học của đám mây trước khi nó chết, các điều kiện vật lý trong đó, v.v. Thông tin về những điều kiện ban đầu này, ít nhất là về thành phần hóa học và điều kiện vật lý, có thể được cung cấp bởi sao chổi. Khối lượng của sao chổi rất nhỏ so với khối lượng của các hành tinh trong Hệ Mặt trời (dường như chúng ở mức $10^{-5} \div 10^{-12}$ khối lượng của Trái đất). Điều này có nghĩa là trọng lực của chính họ thấp. Vì vậy, sao chổi hầu như không tiến hóa kể từ thời điểm chúng ra đời cho đến “ngày nay”. Nói cách khác, các điều kiện vật lý trong sao chổi và thành phần hóa học của chúng vẫn giữ nguyên (hoặc gần như giống nhau) như trong tinh vân khí-bụi sơ cấp nơi Mặt trời và các hành tinh được hình thành. Sự tiến hóa đã ảnh hưởng đến những vật thể lớn - chính Mặt trời, các hành tinh, nhưng hầu như không chạm đến những vật thể nhỏ - sao chổi, thiên thạch.

Hơn nữa, một trong những giả thuyết hiện đại thường kết nối nguồn gốc sự sống trong Thiên hà với sao chổi. Nó thuộc về nhà vật lý nổi tiếng người Mỹ Dyson. Ý tưởng của ông là sự sống tập trung trên bề mặt Trái đất, trong sinh quyển. Nếu chúng ta cho rằng sự sống luôn chỉ có thể phát sinh trên bề mặt Mặt trời trong Thiên hà - phù hợp nhất với sao chổi này trong Thiên hà - phù hợp nhất với sao chổi này trong Thiên hà - phù hợp nhất với sao chổi này trong Thiên hà - phù hợp nhất với sao chổi này trong Thiên hà - phù hợp nhất với sao chổi này trong Thiên hà - phù hợp nhất với sao chổi này trong Thiên hà - phù hợp nhất với sao chổi này trong Thiên hà - phù hợp nhất với sao chổi này trong Thiên hà - phù hợp nhất với sao chổi này trong Thiên hà - nhất phù hợp với sao chổi này trong Thiên hà - phù hợp nhất với sao chổi này trong Thiên hà - phù hợp nhất với sao chổi này trong Thiên hà - phù hợp nhất với sao chổi này trong Thiên hà - phù hợp nhất với sao chổi này trong Thiên hà - phù hợp nhất với sao chổi này trong Thiên hà - phù hợp nhất với sao chổi này trong Thiên hà - phù hợp nhất với sao chổi này trong Thiên hà - sao chổi phù hợp nhất trong Thiên hà - sao chổi phù hợp nhất trong Thiên hà - các kết nối cho thấy sự dư thừa này là hậu quả của sự phân rã của đồng vị phóng xạ $^{26}$Al (đồng vị ổn định là $^{27}$Al). Chu kỳ bán rã của nó là $T=0,72 \cdot 10^6$ năm. Chất phóng xạ $^{26}$Al đến từ đâu để hoàn thiện tinh vân? Đây là câu hỏi. Tuy nhiên, rõ ràng là nó phải chết khoảng một triệu năm trước khi các thiên thạch bắt đầu đông đặc lại. Bây giờ sự xuất hiện của anh ấy có liên quan đến một khả năng có thể xảy ra

14

vụ nổ của siêu tân tinh gần đó*). Tuy nhiên, nếu $^{26}$Al hiện diện trong tinh vân tiền mặt trời, thì nó cũng có trong vật liệu hình thành sao chổi. Điều này có nghĩa là các phân tử hữu cơ đơn giản nhất tạo nên hạt nhân sao chổi đã được chiếu xạ bởi đồng vị $^{26}$Al, đồng vị này phân hủy do tính phóng xạ tự nhiên của nó. Các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm cho thấy khi được chiếu xạ, các phân tử như vậy có khả năng tự tổ chức, hình thành axit amin và cơ sở của axit nucleic, và từ đây rất gần với sự xuất hiện của sự sống.

Những ý tưởng này không phải ngẫu nhiên, thậm chí có thể là sao chổi. Để kiểm tra chúng, trước đáp số nhiều câu hỏi thú vị, cần có các thí nghiệm trực tiếp trong không gian và đặc biệt là một “điểm hẹn” với sao chổi, một “cuộc thăm dò” không được trình bày về chúng.

Sao chổi theo quan điểm khoa học hiện đại là gì? Khối lượng của sao chổi rất nhỏ. Như đã đề cập, chúng có thể nằm trong khoảng $10^{15} \div 10^{22}$ g (Khối lượng Trái đất≈6·10$^{27}$ g). Trong trường hấp dẫn của khối lượng khổng lồ của Mặt trời ($\approx 2 \cdot 10^{33}$ g), chúng chuyển động theo định luật vạn vật hấp dẫn, dọc theo các quỹ đạo là những tiết diện hữu hạn, tức là những đường cong thu được khi một hình nón cắt một mặt phẳng. Đó là hình tròn, hình elip, parabol, hyperbol. Mặt trời nằm ở tiêu điểm của quỹ đạo. Trường hấp dẫn của các hành tinh lớn (Sao Mộc và Sao Thổ) làm xáo trộn quỹ đạo của chúng, làm thay đổi chúng, do đó sao chổi di chuyển sang bên phải theo quỹ đạo hình elip có thể chuyển sang quỹ đạo hyperbol hoặc parabol. Các sao chổi có quỹ đạo hình elip (sự xuất hiện của một vòng tròn trong điều kiện như vậy là cực kỳ khó xảy ra) định kỳ quay trở lại Mặt trời. Những sao chổi như vậy được gọi là định kỳ. Không có nhiều người trong số họ - vài người hơn bảy mươi.

*) Trong các vụ nổ siêu tân tinh, nhiệt độ tăng cao đến mức quá trình tổng hợp nhiệt hạch của các nguyên tố hóa học, đặc biệt là nhôm phóng xạ, bắt đầu trong chất của chúng. Các sản phẩm được hình thành do quá trình tổng hợp như vậy, tách ra trong một vụ nổ, có thể “làm ô nhiễm” đám mây chứa đầy mặt trời gần đó.

Sao chổi Borelli có một chu kỳ rất dài, cứ 493 năm lại trải qua một chu kỳ. Sao chổi Encke có chu kỳ ngắn nhất - 3,3 năm. (Sao chổi thường mang tên của những cư dân đầu tiên của chúng.) Tổng cộng, hiện nay có hơn 500 quỹ đạo sao chổi đã được biết đến. Người ta có thể nghĩ rằng vì hầu hết các sao chổi đều di chuyển theo quỹ đạo mở nên chúng được sinh ra bên ngoài Hệ Mặt trời, ở đâu đó trong Thiên hà. Tuy nhiên, không phải như vậy. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng, trên thực tế, quỹ đạo chính của tất cả các sao chổi đều là hình elip, hầu hết chúng dần dần biến thành hyperbol và parabol dưới ảnh hưởng của vị trí kề nhau của Sao Mộc và Sao Thổ. Điều này có nghĩa là sao chổi có nguồn gốc từ hệ mặt trời. Hiện nay, quan điểm phổ biến nhất của nhà thiên văn học người Hà Lan Jan Oort, theo đó, ở biên giới của Hệ Mặt trời, ở khoảng cách xấp xỉ 15.000 AU. Nghĩa là, từ Mặt trời, có một đám mây sao chổi (còn gọi là đám mây Oort) - một “hồ chứa”, từ đó, dưới tác động của lực hấp dẫn của các ngôi sao lân cận trong thời gian, bất kỳ sao chổi nào nổ ra và lao về phía Mặt trời. Chúng tôi ghi lại nó như một sao chổi khác. Trước đây, có một giả thuyết hay cho rằng đám mây sao chổi xuất hiện từ tàn tích băng giá của hành tinh thứ mười trong hệ mặt trời - Phaethon, từng tồn tại giữa quỹ đạo của Sao Hỏa và Sao Mộc và đã bị phá hủy bởi vụ nổ. Sau đó, lời giải thích như vậy bắt đầu có vẻ không còn ngẫu nhiên nữa. Sao chổi cũng sẽ phát sinh như một sản phẩm phụ trong quá trình hình thành các hành tinh, là kết quả của các quá trình khác trong đám mây DOS chứa đầy khí và bụi. Tuy nhiên, điều quan trọng là chúng rất có thể phát sinh trong Hệ Mặt trời, tiến hóa ít và do đó mang thông tin về các điều kiện ban đầu.

Sao chổi từ quan điểm vật lý là gì? Hầu như toàn bộ khối lượng của sao chổi tập trung ở nhân của nó. Lõi dường như là một hỗn hợp rắn của đá, băng và các loại hóa chất khác nhau.

15

kết hợp (metan, aminak, nước, v.v.), các hạt nhỏ, v.v. Kích thước của hạt nhân có thể dao động từ vài km đến hàng chục km. Khi chúng tiếp cận điểm cận nhật, hạt nhân sao chổi bị “biến” thành bầu khí quyển bao gồm nhiều phân tử và hạt bụi khác nhau. Khí quyển xuất hiện do lõi bị tia nắng mặt trời đốt nóng - khi bị nung nóng, băng bốc hơi và các hạt nhỏ cũng được giải phóng trong quá trình bốc hơi. Kích thước của bầu khí quyển gần điểm cận nhật là rất lớn. Ví dụ, sao chổi Halley năm 1910 có phần đầu (tức là lõi + khí quyển) có đường kính trên 100.000 km. Đầu của một sao chổi điển hình thường tạo ra một hoặc nhiều đuôi, luôn hướng ra xa Mặt trời.

Thành phần hóa học của khí quyển sao chổi (đầu và đuôi) được xác định từ quang phổ của chúng. Các phân tử được quan sát phổ biến nhất ở đầu sao chổi là carbon phân tử (C₂), cyanogen (CN), carbon triatomic (C₃) và các phân tử khác. Đuôi sao chổi được chia thành ba loại dựa trên thành phần của chúng. Đuôi loại I bao gồm các phân tử plasma - ion hóa N₂⁺, CO⁺ và các electron - với nồng độ n ≈ 10 100 hạt/cm³. Quang phổ của đuôi loại II và III là liên tục. Đuôi loại III có nhiều bụi, đuôi loại II rõ ràng là hỗn hợp - khí và bụi.

Các phân tử trung tính và các hạt bụi trong khí quyển của sao chổi chuyển động dưới tác dụng của hai lực trái dấu nhau: lực hấp dẫn của Mặt trời và lực đẩy của áp suất ánh sáng mặt trời*). (Lực hút của hạt nhân sao chổi không đáng kể so với lực này.)

Việc đuôi của sao chổi hướng về hướng ngược lại với Mặt trời có nghĩa là lực đẩy từ Mặt trời chiếm ưu thế so với lực hút. Gia tốc của phần ở đuôi thường thay đổi theo tỷ lệ gia tốc lực hút mặt trời g₀ ở một khoảng cách nhất định. Ở đuôi loại II và III, gia tốc của các bộ phận là ~(1  20)g₀, ở đuôi loại I - theo thứ tự (100  1000)g₀. Áp suất bức xạ có thể cung cấp những gia tốc như vậy cho các hạt bụi và phân tử không? Một hạt bụi - vâng. Với các phân tử, tình hình phức tạp hơn. Về mặt toán học, tính toán cho thấy gia tốc tối đa có thể có mà một phân tử có thể nhận được dưới tác động của áp suất bức xạ là 56g₀. Điều này đủ để giải thích hành vi của loại đuôi thứ hai. Nhưng không phải là lần đầu tiên.

Gia tốc cao trong chất thải loại I, cấu trúc phản lực chặt chẽ, cấu trúc thể tích thay đổi nhanh chóng

Hình ảnh sao chổi Bradfield chụp năm 1979 ở Soccoro, New Mexico. Có một khoảng thời gian là 27,5 phút giữa lần phơi sáng đầu tiên (trên cùng) và lần phơi sáng cuối cùng. Trong thời gian này, đuôi của sao chổi, có chiều dài khổng lồ 1,5 triệu km, đã nhanh chóng tự định hướng lại, quay toàn bộ. Các bức ảnh cho thấy tỷ lệ (tuyến tính và góc cạnh).

Đuôi sao chổi loại plasma thường biểu hiện chuyển động dao động và xoắn ốc. Sự quay toàn bộ của đuôi được quan sát thấy ở sao chổi Bradfield là một hiện tượng cực kỳ hiếm. Những lý do cho nó vẫn chưa đủ rõ ràng.

16

Chúng được xác định không phải bởi áp suất bức xạ mà bởi lực điện từ.

Không gian liên hành tinh trong đó các sao chổi di chuyển chứa đầy cái gọi là gió mặt trời, tức là plasma liên tục chảy từ Mặt trời - các proton và electron, mang theo một phần từ trường mặt trời (do tính dẫn điện cao của chúng). Gia tốc cao và cấu trúc phản lực của đuôi loại I là do sự tương tác của các ion N₂⁺, CO⁺ và các electron mà chúng bao gồm với gió mặt trời.

Chưa kể đến những vấn đề chức năng tồn tại lâu dài chưa được giải quyết, chẳng hạn như sự biến dạng của Hệ Mặt trời, sự sống trong đó, v.v. mà sao chổi và nghiên cứu có thể làm sáng tỏ, ngay cả về mặt vật lý của các hiện tượng quan sát được ở sao chổi, cũng có rất nhiều điều không chắc chắn. Danh sách những hiện tượng khó hiểu như vậy còn dài và chúng tôi sẽ không đưa ra ở đây.

Như vậy, những chuyến thám hiểm sao chổi ngoài phạm vi tâm lý thú vị còn có ý nghĩa khoa học vô cùng to lớn. Chúng cần thiết cho tất cả những người quan tâm đến tính chất vật lý của nhiều hiện tượng khó hiểu được quan sát thấy ở sao chổi và những người quan tâm đến các vấn đề chức năng về sự biến dạng của Hệ Mặt trời và các hệ thống tương tự như nó trong Thiên hà của chúng ta, vấn đề về sự biến dạng của sự sống trên Trái đất và trong Vũ trụ nói chung. Tất nhiên, câu hỏi về những chuyến thám hiểm nào của sao chổi đã và đang được lên kế hoạch trong những năm gần đây là chủ đề của một cuộc thảo luận riêng. Ở đây tôi đã nói ngắn gọn về điều gần gũi nhất trong số đó - chuyến thám hiểm tới Sao chổi Halley. Sao chổi này là định kỳ. Đã đăng ký vào biên niên sử

Một sao chổi chưa biết đang hướng về Mặt trời (1979).

18

tình hình sắp tới của sao chổi để quan sát sẽ có thể quan sát được. Sao chổi gần điểm cận nhật sẽ ở phía sau Mặt trời và có thể quan sát được nó trong khoảng thời gian ngắn vào lúc bình minh và sau khi mặt trời lặn. Ngoài ra, sao chổi Halley, không giống như hầu hết các sao chổi, có cái gọi là chuyển động ngược - nó bay trên quỹ đạo theo hướng ngược lại với chuyển động quay của Trái đất quanh Mặt trời. Điều này làm cho thí nghiệm “Giotto” trở nên rất khó khăn, vì máy tự động và sao chổi sẽ hỗ trợ lẫn nhau như thể đang trong một quá trình va chạm với tốc độ tương đối 75 km/s, nên thời gian bay gần nhân sao chổi sẽ rất ngắn, nó được tính bằng giây. Trong thời gian này, bạn cần có thời gian để thực hiện một chương trình khoa học khổng lồ: cố gắng hình thành hạt nhân, thiết lập thành phần hóa học và đồng vị của khí quyển sao chổi, mức độ ion hóa, cường độ của từ trường, v.v.

Sơ đồ trên về chuyến bay của tàu vũ trụ đến điểm hẹn với Sao chổi Halley được lấy từ dự án ECA đã công bố. Vòng tròn bên ngoài là quỹ đạo của Trái đất và Mặt trời nằm ở tâm vòng tròn. Vụ phóng dự kiến ​​diễn ra vào ngày 10 tháng 7 năm 1985. Cỗ máy bay theo đường xoắn ốc quanh Mặt trời và gặp sao chổi vào ngày 13 tháng 3 năm 1986 sau khi vượt qua điểm cận nhật của nó. Hình vẽ thể hiện vị trí của Trái đất,

máy tự động và sao chổi vào những ngày cụ thể.

Song song với “Giotto”, Liên Xô sẽ thực hiện chuyến thám hiểm riêng tới sao chổi Halley. Dự án của cô ấy rất hóm hỉnh. Tác giả của nó là học giả R.Z. Sagdeev, giám đốc Viện Nghiên cứu Vũ trụ thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô. Bản chất của dự án là sử dụng máy tự động, được cho là sẽ được gửi tới Sao Kim vào năm 1984, để gặp sao chổi Halley. Thực tế là, không giống như Trái đất, Sao Kim sẽ ở vị trí rất tốt so với sao chổi gần điểm cận nhật của nó. Do đó, một thao tác nhỏ trong trường hấp dẫn của Sao Kim sẽ đủ để hướng các ô tô tự động thực hiện nghiên cứu của họ bài toán gần hành tinh này tới sao chổi Halley. Một dự án như vậy hầu như không đòi hỏi thêm chi phí tiền mặt.

Nếu các chuyến thám hiểm tới sao chổi Halley tiếp tục thành công thì chỉ riêng sao chổi này trong lịch sử loài người là điều không thể phủ nhận.