Что ищут «археологи космоса»?

Отметим, что, поскольку у кометы Галлея период вращения вокруг собственной оси составляет около 53 ч — этим, кстати, объясняется, что снимки «Веги-1» и «Веги-2» несколько отличаются друг от друга, — мы имеем возможность взглянуть на «небесную странницу» с разных точек зрения и даже построить объемное изображение уникального природного объекта.

Далее, установлено, что комета Галлея, проходя вблизи Солнца, выбрасывала в космическое пространство миллионы тонн водяного пара ежесуточно — основного, по-видимому, вещества ее ядра.

Здесь необходимо сделать отступление. Дело в том, что приборному комплексу АМС впервые удалось зафиксировать излучение от внутренних областей кометы, испущенное так называемыми родительскими, то есть входящими в состав кометного ядра, молекулами. С Земли провести подобное наблюдение невозможно в принципе. Кроме того, «родительские молекулы» после обработки ультрафиолетовым солнечным излучением химически видоизменяются, что также делает невозможным их «опознание».

На фоне мощных спектральных линий водяного пара отчетливо (хотя и намного слабее) проявились полосы углекислого газа и других, скорее всего углеводородных примесей. Что касается уже видоизмененных — «вторичных» — молекул, то среди них исследователи опознали хорошо знакомые по наземным наблюдениям гидроксил, циан, двухатомный углерод и т. д.

Вблизи Солнца комета обильно парила и пылила. Пылевые счетчики, скрупулезно подсчитывавшие каждую попавшую на их детекторы частицу, установили, что ежесуточно кометное ядро выбрасывало около миллиона тонн пыли! Причем наиболее интенсивные пылевые фонтаны приходились на зоны с особо мощными истечениями газов. Любопытно, что при таком расходе — около 100 млн. т на виток — это небесное тело массой около 200 млрд. т проживет еще не одно тысячелетие.

Итак, концепция «айсбергов» получила подтверждение? Не будем торопиться. Мешает один бесспорно установленный факт: оптическими измерениями установлено, что отражательная способность, или, как говорят, физики, альбедо ядра, имеет низкую — около 45% — величину.

Такое же альбедо наблюдается у колец Урана и недавно открытых его спутников, а также у темных областей Япета. Это свидетельствует, по-видимому, — о наличии первичного углистого вещества, аккреция (то есть выпадение под действием гравитации) которого произошла на самых ранних стадиях развития Солнечной системы.

Но это что-то очень мало похоже на поверхность ледяной глыбы. К тому же она… горячая! Этот факт установлен ИК-спектрометрами «Вег». Измерения показали, что температура излучающей области достигала 100 °C.

Возможно ли, чтобы ледяной панцирь айсберга, пусть даже и космического, мирно уживался с «пламенем» его поверхности?

Но вспомним потемневшие весенние сугробы на городских улицах, долго тающие под мартовским солнцем. Немногие знают, что поверхность сугроба разогревается до 20–30 °C, но благодаря отличным теплоизоляционным свойствам образовавшейся на нем пористой корочки из пыли, гари и копоти холод внутри него сохраняется многие дни…

Чем не модель кометы, позволяющая удачно разрешить многие противоречия? Кометное ядро — это водный лед, в кристаллическую решетку которого внедрились примесные молекулы. В этот лед, как показали эксперименты, вкраплены различные тугоплавкие частицы метеоритного происхождения. По мере бурного испарения льда на его поверхности скапливается черный пористый слой, обладающий низкой теплопроводностью. По-видимому, ядро покрыто коркой из высокополимерного органического вещества. Поглощая солнечное излучение, она часть энергии отражает (в ИК-диапазоне) в окружающее пространство, а часть тепла передает ледяному панцирю. Образующийся пар время от времени пробивается через поры оболочки, толщина которой, по разным оценкам, колеблется от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров, а если это не удастся — взламывает ее. Тогда с поверхности ядра начинают бить мощные газовые струи, увлекающие за собой пылевые частицы. Очевидно, срок жизни слоя невелик: он полностью обновляется примерно за сутки.

Особо уникальные данные о составе кометного вещества собрал пылеударный масс-спектрометр «Пума», который проанализировал химический состав около 2000 каменистых и металлических частиц, выброшенных газовыми струями. Они оказались метеоритного происхождения, и в них преобладали натрий, магний, кальций, железо, кремний, а также вода и углерод. В этом весьма пестром и сложном перечне элементов и их распределении закодированы тепловые процессы, происходившие на ранних этапах образования Солнечной системы.

Анализ пылевых частиц убедительно продемонстрировал присутствие в них сложных органических соединений. По всей видимости, совокупность имеющихся данных о пыли позволяет сделать вывод о ее межзвездном происхождении.

Радиообраз юной Вселенной

Радиообраз юной Вселенной в первые ее миллионолетия впервые в мире построен советскими учеными. Более полугода на борту высокоапогейного спутника «Прогноз» работал самый маленький в мире радиотелескоп, принимавший микроволновое фоновое излучение, пришедшее к нам из далекого прошлого Вселенной.

Жаркая июльская полночь. Байконур.

«„Прогноз“ на проводе, — объявляет дежурный оператор. — Даю связь».

Вращаются магнитные диски, бегают каретки приборов. Но что это? Самописцы — все как один — бесстрастно вычеркивают незамысловатые, как трамвайные пути, шумовые дорожки.

Оператор вопросительно смотрит на разработчиков радиотелескопа, присутствующих на первом сеансе связи.

«Все в порядке, — уверенно отвечает заведующий одной из лабораторий ИКИ кандидат физико-математических наук И. Струков, хотя, наверное, у него на душе кошки скребут… — Аппаратура в норме», — говорит он. Однако любой инженер, взглянув на то, сколь глубоко утонул в шумах полезный сигнал, вполне может в этом усомниться. Но Струков-то, как никто другой, знал, что для того чтобы из этого океана шума вытек слабый ручеек полезной информации, их радиотелескоп должен набрать огромную статистику, провести множество — миллиарды — измерений.

Так начинался этот уникальный эксперимент, результатом которого стало создание радиокарты Вселенной. Это самый грандиозный объект, съемку которого когда-либо предпринимало человечество. И — самый древний, ибо никому еще из «археологов дальнего космоса», ищущих ответы на вечный вопрос: «Как возник мир?», не удавалось заглянуть в столь отдаленные глубины дога. тактической истории.

Чем же интересна нам сегодня картина Вселенной 15–20 миллиардолетней древности?

В ту пору не было ни звезд, ни скоплений, ни галактик — ни одно светило не появилось еще на свет. Лишь в оптическом диапазоне волн мчат, пронизывая во всех направлениях пространство, фотоны. Именно в том, каким образом сейчас распределена энергия этих остывших чуть ли не до абсолютного нуля квантов электромагнитного поля, содержится бесценная информация о «начале», если так можно выразиться, мира. В потоках реликтовых фотонов содержатся тончайшие генетические структуры, расшифровывая которые, космологи пытаются понять, как появился на свет феноменальный «сверхген» Вселенной, из которого спустя миллиардолетия родились галактики, звезды, мы…

1. За «ошибку» — Нобелевскую премию

Почти четверть века назад американские радиоастрономы А. Пензиас и Р. Вильсон заложили краеугольный камень в здание современной космологии. «Прослушивая» небесный свод с помощью специальной рупорной антенны, они изучали слабые радиосигналы, отражаемые спутниками «Эхо». Антенна — это укрепленная на крыше здания гигантская «слуховая трубка» 7 м длиной. Пытаясь определить порог чувствительности антенны, ученые ориентировали ее рупор так, чтобы в него не попадало космическое радиоизлучение Млечного Пути. Прием шел на волне 7 см, в том диапазоне, в котором атмосфера имеет «окно прозрачности», поэтому на фоне молчащего радиокосмоса должны были бы сразу отчетливо проявиться собственные шумы аппаратуры. Расчеты, однако, не оправдывались. Галактика отчетливо «фонила». Но может быть, высокочувствительный прибор заодно регистрировал и тепловые помехи атмосферы? Ученые стали понемногу менять положение «слуховой трубки», рассуждая, что при приближении к линии горизонта атмосфера становится толще и, следовательно, уровень шумов должен возрасти, а в зените, напротив, упасть.