Однажды мы отправились с семьёй на Воргольские скалы в середине августа. Это место было уже хорошо знакомо, мы выбрали участок внизу недалеко от реки, чтобы уединиться от шумных компаний, обитавших ближе к Звонарям. Мы поставили палатку, достали столик, стулья и приступили к вечерней трапезе. В компании детей это простое занятие всегда превращалось в целый ритуал. Родители в роли официантов, и дети с самым важным видом поглощающие всё то, что оставалось несъеденным в холодильнике.
В этот вечер мы оказались на природе неспроста. Через час после заката ясное небо окрасилось в цвет королевского сапфира, и медленно потухло, будто освещение в зале перед началом киносеанса. А потом начался киносеанс, а точнее, целое представление. Не успел зажечься млечный путь, как по небосводу там и тут начали проноситься искры. Это падали звёзды; было время знаменитого августовского звездопада.
Я уверен, что даже самые далёкие от астрономии читатели знают, что падают на самом деле не звёзды, ибо даже если самая малая из всех звёзд «упадёт» на Землю, от Земли и мокрого места не останется. Звёзды — это огромные (в сравнении с Землёй) раскалённые шары, которые светятся самостоятельно вследствие протекания в их недрах термоядерных реакций. Они представляются довольно-таки неяркими объектами из-за того, что находятся очень далеко от нас. Про звезду же, которая находится не очень далеко от нас, то бишь про Солнце, вряд ли кто-то может сказать, что она недостаточно яркая, а тем более представить, что будет, если она попытается поучаствовать в звездопаде.
Так что же такое на самом деле падающие звёзды?
История вопроса
Несложно догадаться, что феномен падающих звёзд был известен человечеству с глубокой древности. Более интересным является то, что оно достаточно быстро осознало, что падающие звёзды не имеют со звёздами ничего общего, ведь за многие годы, десятилетия и даже века, покуда наблюдались звездопады, количество звёзд на небе ни на одну не уменьшилось.
Наблюдение за тем, как человеческая мысль искала объяснение падающим звёздам лично мне доставляет не меньше удовольствия, чем наблюдение самих падающих звёзд.
Среди многих народов существовало и продолжает существовать поверье, что падение звезды означает смерть человека. Это поверье широко распространено по Европе, Америке и остальному миру вплоть до Африки и Австралии. Считается, что у каждого человека есть своя звезда, и после смерти она срывается с небосвода. В других культурах, напротив было принято считать падающую звезду душой, срывающейся с неба при рождении либо при зачатии человека.
Существует также множество легенд, отождествляющих падающие звёзды с демонами или колдунами свергаемыми с небес. В сказках Шехерезады именно стрелами падающих звёзд светлые духи ведут огонь по демонам, притаившимся на земле. Просто удивительно, насколько креативен человеческий разум!
Если перейти к более материалистическим изысканиям учёных мужей, то изобретательность тут тоже наблюдается замечательная. Первым натуралистом, обратившим свой разум к загадке падающих звёзд, был древнегреческий философ Диоген Аполлонийский. Нет, это не тот Диоген, что обитал в глиняной «бочке», а его предшественник, живший в V веке до н. э. Он первым начал говорить о космической природе метеоров — так ныне принято называть явление, которое в обиходе мы называем падающими звёздами. Метеор в переводе с греческого означает «воздушный» или «парящий в воздухе».
«Диоген говорит, что звезды пемзообразны, причем он считает их отдушинами космоса. Он же говорит о невидимых камнях, которые часто падают на землю и гаснут подобно каменной звезде, прочертившей огненный след в Эгоспотамах».
Примерно то же самое спустя несколько веков утверждал и Плутарх, говоривший, что «падающие звёзды суть скорее падающие небесные тела, которые… низвергаются не только на обитаемую Землю, но и вне ея, в большое море, где их потом нельзя найти».
Однако гипотезы о космическом происхождении метеоров в обществе не прижились, и следующие две тысячи лет главенствовала атмосферная версия Аристотеля или её множественные вариации.
Аристотель не признавал небесное происхождение падающих звёзд и считал их камнями, поднятыми ураганными ветрами и ниспадающими обратно на землю. Существовала и родственная версия о том, что метеоры представляют собой земные испарения, поднявшиеся высоко и сгорающие от приближения к огненной сфере Солнца.
Систематическое изучение метеоров началось в конце XVIII века. Было доказано, что метеоры попадают к нам из космического пространства, также была установлена высота их вспышек. Это оказалось возможным при наблюдении одних и тех же метеоров из разных населённых пунктов.
В 1799 году немецкий учёный Александр Гумбольдт, прозванный за широту своих научных интересов «Аристотелем XIX века», в ходе экспедиции в Южную Америку, узнал от тамошних обитателей-старожилов, что каждые 33 года в одни и те же дни происходят звёздные дожди, которые мы теперь знаем как звёздные дожди метеорного потока Леониды.
В первой половине XIX века было открыто удивительное явление, связанное с падающими звёздами — в дни звездопадов почти все метеоры казались вылетающими из одной точки небесной сферы.
Все эти явления привели к пониманию того, что падающие звёзды — это не что иное, как твёрдые частицы из межпланетного пространства, которые, сталкиваясь с земной атмосферой на скоростях в несколько десятков километров в секунду, сгорают в ярком сиянии.
Персеиды
Если у вас в школе была астрономия, вы конечно же помните картинку с железнодорожными рельсами, сходящимися в одну точку где-то у горизонта. Это — наглядная иллюстрация перспективы, когда параллельные и не пересекающиеся линии кажутся исходящими из одной точки при большом удалении. Ровно тоже самое происходит и в случае метеоров. Твёрдые частицы межпланетного вещества (научное название — метеороиды) путешествуют примерно параллельными курсами, но сталкиваясь с атмосферой на высоте 80 — 100 км, кажутся вылетающими из одной точки, называемой радиантом метеорного потока.
У детей астрономии ещё не было, они, удобно расположившись в походных стульях, наблюдают за разворачивающимся действом. Чем темнее, тем больше падающих звёзд видно. Когда небо полностью превратилось в чёрный бархат, звёзды падают так часто, что скоро все имеющиеся желания заканчиваются, и остаётся только любоваться звездопадом — безо всякого корыстного замысла.
Научное название августовского звездопада — Персеиды. У астрономов принято, чтобы название метеорного потока указывало на созвездие, откуда «вылетают» метеоры или, строго говоря, созвездия, в котором находится радиант метеорного потока. И у Персеид, что характерно, радиант находится в созвездии Персея.
Августовскими вечерами это созвездие стоит довольно низко и поднимается ближе с полуночи. Не сказать, что низкое расположение Персея полностью ограничивает наблюдение звездопада — метеоры могут вспыхивать в совершенно разных частях небосвода — в силу его восприятия как небесной сферы, о чём мы уже беседовали в первой части книги. Однако после того, как радиант поднимется достаточно высоко, мы сможем наблюдать и те метеоры, что ранее были от нас скрыты — падающие вниз к горизонту.
Как и большинство других метеорных потоков, Персеиды обязаны своим существованием одной из комет, которая виток за витком возвращаясь к Солнцу, теряла часть своего вещества из-за солнечного ветра, а также претерпевала прочие процессы разрушения. Этой кометой, как было установлено в конце XIX века, является комета Свифта-Туттля (109P/Swift-Tuttle). Второй открыватель кометы — американец по происхождению, поэтому его фамилия, согласно современным правилам транскрипции, звучит «Таттл», что не мешает ему оставаться Туттлем, когда речь идёт о комете.
Про комету 109P известно, что она, несмотря на свою принадлежность к короткопериодическим кометам, приближается к Солнцу лишь раз в 133 года. И если многих наблюдателей печалит факт редкого появления самой известной кометы — кометы Галлея, то комета Свифта-Туттля способна опечалить ещё сильнее. Последний раз она возвращалась в наши края в 1992 году, была не особенно яркой и наблюдалась в бинокли, а теперь с каждым новым годом отдаляется от нас всё дальше и дальше. Следующее возвращение 109P случится через сто лет и обещает быть очень и очень впечатляющим. В начале августа 2126 года комета подойдёт к Земле на расстояние 0,15 а. е., что в масштабах Солнечной системы очень недалеко, а блеск составит примерно 0,5m. К сожалению, наши с вами шансы увидеть это потрясающее зрелище, мягко говоря, не очень велики.
Параметры орбиты кометы Свифта-Туттля вообще довольно интересны. Её перигелий лежит на расстоянии 0,95 а. е., то есть внутри орбиты Земли, а афелий находится немногим далее орбиты Плутона. При этом орбита этого небесного тела пересекает орбиту Земли, делая комету Свифта-Туттля одним из самых опасных космических объектов. Потенциально же комета может оказаться даже внутри орбиты Луны на расстоянии менее 200 000 км! А столкновение тела поперечником около 26 км на скорости 60 км/с способно привести к высвобождению энергии, превышающей энергию Чикшулубского метеорита (того самого, который посодействовал вымиранию динозавров) в несколько десятков раз!
Прогноз по комете на ближайшие несколько тысяч лет благоприятный, с другой стороны, орбиты этих небесных странниц сильно подвержены изменениям под действием гравитации планет и астероидов. В связи с этим, чем дальше мы пытаемся заглянуть в их будущее, тем с большей неопределённостью мы имеем дело.
По правде говоря, ситуация с прошлым выглядит не сильно лучше, но уже по другой причине — разрозненности, бессистемности и даже некорректности иных исторических источников, зачастую не уделявшим астрономическим явлениям должного внимания. Тем не менее, по китайским летописям удалось установить, что комета Свифта-Туттля наблюдалась в 69 году до н. э. и в 118 году н. э. Первое же историческое свидетельство о Персеидах относится к началу I века, и было тоже сделано китайскими летописцами.
Получается, что мы живём с кометой 109P и Персеидами уже более двух тысяч лет, а это весьма внушительный срок. Дело в том, что кометы — одни из самых непостоянных светил на звёздном небе. Основная масса этих объектов содержится в ядре, представляющем собой смесь снега, пыли и более крупных частиц метеорного вещества. Часто употребляемое в связи с этим сравнение ядер комет с «грязным снежком» служит весьма точным описанием их природы. Современные исследования подтверждают, что ядро является очень рыхлым со средней плотностью 0,3 — 0,6 г/см3, что меньше плотности водяного льда примерно в два раза.
Другие метеорные потоки
Двигаясь вокруг Солнца по сильно вытянутым орбитам, кометы большую часть времени весьма невзрачны и могут наблюдаться только в телескопы в виде слабых звёздочек. Однако с приближением к Солнцу видимые размеры и блеск комет растут. Под действием солнечного ветра вещество ядра начинает испаряться в окружающее пространство, образуя сначала кому — огромное в сравнении с ядром сферическое облако пыли и газа, окружающее ядро кометы, а затем и хвост.
Разумеется, такие «представления» не проходят для кометы даром, и с каждым прохождением перигелия она теряет часть своей массы. Нередки случаи, когда кометы, пролетая в относительной близости Солнца, подвергаются настолько сильному его воздействию, что полностью разрушаются. В связи с этим регулярные появления одной и той же кометы на протяжении человеческой истории являются редким исключением, нежели правилом. В общем случае, с течением времени нелетучие компоненты кометного ядра распределяются по орбите кометы, образуя метеорный рой.
Иногда так получается, что орбита Земли пересекает тот или иной метеорный рой, что приводит к массированной бомбардировке нашей планеты метеороидами. В таблице ниже приведены краткие свойства наиболее интенсивных метеорных потоков.
| Название | Созвездие радианта | Период активности | Дата максимума | Родоначальник | Описание |
| Квадрантиды | Волопас | 28.12 — 07.01 | 03.01 — 04.01 | Астероид 2003 EH1 | До 120 метеоров в час, большое количество слабых, средняя скорость |
| Эта-Аквариды | Водолей | 19.04 — 28.05 | 05.05 — 06.05 | Комета Галлея | До 65 метеоров в час |
| Персеиды | Персей | 17.07 — 24.08 | 12.08 — 13.08 | Комета Свифта-Туттля | До 100 метеоров в час |
| Дракониды | Дракон | 06.10 — 10.10 | 08.10 — 10.10 | Комета Джакобини-Циннера | Переменная активность, медленные метеоры, может давать метеорные дожди |
| Ориониды | Орион | 02.10 — 07.11 | 21.11 — 22.11 | Комета Галлея | До 25 метеоров в час, это тот же самый рой, что вызывает эта-аквариды |
| Леониды | Лев | 06.11 — 28.11 | 17.11 | Комета Темпеля-Туттля | Быстрые беловатые метеоры, переменная активность, может давать метеорные дожди |
| Геминиды | Близнецы | 04.12 — 17.12 | 14.12 | Астероид Фаэтон | До 120 метеоров в час, невысокая скорость, относительно много болидов |
Яркость и цвета метеоров
Нетрудно предположить, а потом и отметить на практике, что яркость метеоров будет отличаться, поскольку зависит от массы частицы-метеороида пронзающего атмосферу Земли. Гораздо сложнее представить, насколько малы размеры этих метеороидов в сравнении с создаваемым ими эффектом. Например, метеороид размером с сушёную горошину и весом в пару грамм произведёт метеор минус первой звёздной величины, то есть будет ярче практически всех звёзд на небе. Самые слабые метеоры, различимые глазом — это последствия вхождения в атмосферу метеороидов размером меньше песчинки.
Изредка к нам наведываются гости покрупнее — размером с кулак. Такие камни производят куда более мощный эффект — они приводят к появлению болидов — метеоров ярче -4m (т.е. являются ярче всех звёзд и планет на небе) и имеющих заметный угловой поперечник. Особенно крупные болиды глубоко проникают в атмосферу и, не сгорая полностью, могут приводить к выпадению метеоритов — то есть несгоревших остатков метеороида.
Цвет метеоров может дать подсказку о том, какие элементы входили в состав метеороида, так как способны окрашивать свечение определённым цветом:
Что нужно для наблюдения метеорных потоков
Засветка при наблюдении метеоров
Если вы живёте в населённом пункте с населением от десяти тысяч и выше, то, скорее всего потребуется отправиться за его пределы. Отправляться в «тьму тараканью», как советуют некоторые, не обязательно, но чем темнее будет небо, тем больше падающих звёзд вы увидите, тем сильнее будут впечатления и радость от пережитого небесного спектакля. Для наблюдения тех же Персеид вполне достаточно желтой зоны засветки, и Воргольские скалы — одно их самых приятных мест для их наблюдения.
Наблюдения метеоров близ максимумов потоков
Почти все метеорные потоки имеют даты максимумов — время, когда количество падающих звёзд будет в несколько раз больше, нежели в другие дни, поэтому дату наблюдений лучше выбирать рядом с максимумом. Чем ближе, тем лучше.
Комфорт при наблюдениях метеоров
Персеидами лучше всего наслаждаться лёжа. Другими звездопадами — тоже, но только Персеиды наблюдаются в тёплое время года. При этом испытываешь совершенно непередаваемые впечатления от единения с планетой, на которой лежишь, падающими звёздами, млечным путём (нашей Галактикой, о которой речь будет в следующих главах) и музыкой нашей прекрасной природы. Если вы собираетесь наблюдать лёжа не Персеиды, позаботьтесь о теплой одежде и коврике.
Фотографирование метеоров
Если вы собираетесь фотографировать метеоры, лучше всего использовать камеру, позволяющую осуществлять длительные выдержки от нескольких секунд и более. Для реализации таких выдержек потребуется штатив. А для ещё большего комфорта, лучше всего воспользоваться пультом ДУ для фотоаппарата (например таким).
Возвращаясь на Ворголы
Так потом повелось, что после наблюдения Персеид, описанного в этой главе, мы с детьми 12-13 августа стараемся выезжать на природу, и очень часто этим местом оказываются Воргольские скалы. Как-то, приехав туда, мы встретили очень красивый красный закат.
Но красота быстро сменилась её угасанием — небо заполонили облака. Мы спустились к подножию Звонарей, чтобы просто побродить там. Было понятно, что падающих звёзд нам уже не увидеть. Вдруг среди древних камней зазвучала самая настоящая первобытная музыка! Кто-то бил в бубен, а кто-то играл на варгане в одной из пещер, прорезанной течением лет скальном массиве.
По счастливой случайности несколько лет назад мне удалось встретиться с этими ребятами — как оказалось, они состояли в нашем липецком астроклубе!
Но что же с разгадкой тайны лесных звуков?
В тот самый вечер, которому было посвящено начало этой главы, мы не стали разжигать костёр, а просто сидели за раскладным столом и пили чай. Я рассказал о загадочных шагах, которые двигались из чащи в сторону нашей палатки, о том, как я отогнал загадочного зверя светом фонарика, чем нагнал на домочадцев страху.
За полночь все кое-как улеглись спать, а я остался фотографировать туманности близ Садра. Наша палатка стояла уже в другом месте, но рельеф был очень схожим. В паре сотен метров высились руины паровой мельницы, близ палатки журчал Воргол, а на другом берегу вздымались скалы, обильно поросшие деревьями. Вы не поверите, но шаги послышались снова! Тот же самых хруст веток и неровная поступь.
Я бесшумно переместился к берегу и начал прислушиваться, как вдруг различил отчётливое хрюканье — это был кабан! Деловито похрюкивая, самка вела поросят на водопой, а небо над нами чертили огненные искры Персеид. Что уж говорить — впечатлений от своего посещения Ворголы всегда выдавали по полной! После десяти минут хруста и плескания в реке я посветил лучом в сторону выводка — пора и честь знать! Я увидел только серые тени, метнувшиеся обратно в кусты, которые этой ночью нас больше уже не беспокоили.
Я отправился на боковую, а Персеиды продолжали вспыхивать зеленовато-лиловыми стрелами. Изредка казалось, что метеоры, срываясь к земле, издают еле различимое на слух шипение или потрескивание, будто кто-то брызгает водой на раскалённую сковородку. Разумеется, сами падающие звёзды звучать так не могли, ибо находились на расстоянии во многие десятки километров. Наверное, это был новый и таинственный музыкант в симфоническом оркестре степной русской ночи, с которым ещё предстояло познакомиться.
