Відкрий свою комету

Ще з десяток років тому любителі астрономії полювали за кометами за допомогою телескопів. Тепер, навіть якщо у вас немає телескопа, але є інтернет, ви можете знайти невідому комету і оприлюднити своє досягнення.

Сьогодні освічений світ як ніколи захоплений астрономією. Відкриття у Всесвіті відбуваються майже щодня. У Сонячній системі космічні апарати досліджують планети та їхні супутники, астероїди і комети. Орбітальні та земні телескопи сканують ближній і дальній космос. Навіть виявлення планет біля далеких зірок стало звичайною справою. Спостереження приносять стільки нових даних, що професіонали не справляються з їх обробкою. Не випадково фахівці НАСА вирішили залучити до пошуку навколосовечних комет добровільних помічників.

Взяти участь у ньому може кожен. Правда, одного бажання мало. Щоб виявити нову комету, вам знадобляться і просторова уява, і комп’ютерна грамотність, і знання основ астрономії. Власне, нічого понад шкільну програму не потрібно, хіба що добре володіння англійською мовою. При певній завзятості і деякому везінні удача напевно вам посміхнеться і нова комета буде відкрита.

Комети поблизу Сонця

Так що ж ми шукаємо?

Комета — це небесне тіло невеликого розміру (від декількох метрів до декількох десятків кілометрів), що рухається по витягнутій траєкторії. У неї є голова — тверде ядро, оточене газовою хмарою (комою), і довгий хвіст. Фахівці вважають, що більшість комет складається із замерзлих води, аміаку, метану з вкрапленнями пилу і силікатних каменів різних розмірів.

Комети з перигелієм (ближньою до світила точкою орбіти) менше, ніж у орбіти Меркурія, вважають навколосолнечними. Їх досліджують за допомогою космічних телескопів-коронографів, в яких сонячний диск перекритий круглою заслінкою-діафрагмою. У земні коронографи область всередині орбіти Меркурія спостерігати складно: заважає сильне сонячне засвічення, що виникає через розсіювання сонячних променів земною атмосферою, тому околиці світила досліджують коронографи космічних апаратів.

Наприкінці XIX століття астроном Кільського університету (Німеччина) Генріх Крейц вивчив відомі до того часу комети і виявив групу яскравих небесних мандрівниць із загальною траєкторією, яким згодом було присвоєно його ім’я. Сьогодні крейцеві комети вважають численними фрагментами однієї великої комети, невідомо коли вперше з’явилася в навколосолнечном просторі. Жодне небесне тіло не може досягти поверхні Сонця, точніше, його фотосфери (область навколо сонячного диска товщиною в 1/14 радіусу світила, рівного 695 500 кілометрів). Наблизившись до неї менше ніж на 50 000 кілометрів, комети згорають без сліду.

До 1979 року було відомо всього дев’ять навколосовечних комет. Однак у наступні 20 років завдяки вивченню Сонця з космосу ця цифра збільшилася на порядок — до кінця 1995 року їх було відкрито вже кілька десятків.

Типовий знімок з телескопа-коронографа S3. Центр перекритий круглою заслінкою, положення Сонця всередині неї показано білим гуртком; чорна діагональна смуга — утримувач заслінки; світлі смуги — світіння навколосовничої плазми; численні точки ближче до периферії — зірки і приладові артефакти. Зображення з сайту lasco-www.nrl.navy.mil

У 1996 році в дослідження включилася сонячна геліосферна обсерваторія SOHO (SOlar Heliospheric Observatory). За розрахунками, вона повинна була пропрацювати два роки, але справно працює досі. Обсерваторія рухається навколо Сонця синхронно із Землею по орбіті трохи меншого радіусу, ніж земна. На SOHO працює дюжина приладів, які вивчають внутрішню будову світила, механізми нагріву його корони, динаміку сонячного вітру. Обсерваторія 24 години на добу стежить за сонячною активністю і контролює околиці нашої зірки до трьох десятків її радіусів.

Серед інших приладів на обсерваторії встановлено ширококутний спектрометричний коронограф LASCO (Large An^ Spectrometric COronagraph) — це три телескопи C1, C2 і C3 з полями зору 1-3, 2-6 і 4-30 радіусів Сонця. По суті, телескопи представляють собою цифрові фотоапарати в один мегапіксел (1024… 1024 комірок зображення). Вони фіксують не тільки сонячну активність, а й комети, а також фон сонячної атмосфери — планети і віддалені зірки. Мисливці за кометами шукають свої цілі на фотографіях з телескопів C2 і C3.

Комета Крейца, яка наближалася до світила у вересні минулого року. На знімку з коронографа S3 вона обведена квадратом. Вгорі також видно планету Меркурій і плазмовий викид сонячної маси округлої форми. Зображення з сайту sohowww.nascom.nasa.gov

Більш досконалі телескопи стоять на космічних апаратах-близнюках обсерваторії сонячно-земних зв’язків STEREO (Solar TErrestrial RElations Observatory), запущених наприкінці 2006 року. Обидва апарати рухаються по орбітах, близьких до орбіти Землі, але один з них поступово відстоює від неї, а інший, навпаки, обганяє. Це дає можливість спостерігати Сонце одночасно з двох різних точок під різними кутами, тобто отримувати стереоскопічне зображення. Кожен апарат несе два коронографи і два геліосферні телескопи. Коронографи STEREO «бачать» кільцеві області в 1,3-4 і 2-15 радіусів світила, а телескопи спостерігають більш віддалені околиці. За якістю зображення деталей STEREO перевершує SOHO, але пошук комет за допомогою апаратів-близнюків менш ефективний через тривалий час обробки даних. Однак STEREO відкрив десятки нових комет.

Схема розташування трьох космічних апаратів НАСА, що несуть коронографи. Жовтим позначено Сонце (Sun), ліворуч — Венера (Venus), праворуч — Меркурій (Mercury), літерами A і B — два апарати STEREO, внизу зеленим — Земля (Earth), поруч з якою знаходиться апарат SOHO. Масштаби по осях дані в астрономічних одиницях — а. е. (одна о.о. дорівнює відстані від Землі до Сонця — 149,6 млн км)

Всі три космічні апарати зводять зображення Сонця і його околиць в єдину тривимірну картину. Це дозволяє астрономам оцінювати розміри комет, осколків, частинок кометної коми, співвідношення газу і пилу, уточнювати інші дані.

«Дряпаючі камікадзе»

Комети, які наближаються до Сонця, називають «дряпаючими» або «такими, що стосуються». У більшості з них перигелії ненабагато більше радіусу Сонця, у деяких навіть менше — це комети розміром від декількох метрів до декількох десятків метрів.

«Дряпаюча» комета (ліворуч від сонячного диска) при наближенні до Сонця «відростила» довгий хвіст. Знімок з коронографа S2 з сайту sohowww.nascom.nasa.gov

З 1996 по 2012 рік спостерігачі виявили понад дві тисячі тих, хто «стосується»! З них 83% можна віднести до групи крейцевих. Це, швидше, не окремі комети, розділені інтервалами в кілька місяців або тижнів, а майже безперервний потік тіл різних розмірів. Коронографи виявили і нові, менш численні групи комет на інших траєкторіях — це групи Майєра, Марсдена, Крахта. Однак крейцеві комети підлітають до Сонця вдесятеро ближче за інших.

«Що стосується» комета, яка регулярно з’являється з періодом у чотири роки. Знімки з коронографа S2

Більшість тих, хто «стосується», можна спостерігати протягом декількох годин, найяскравіші — не більше двох днів. Всі вони — «камікадзе», оскільки при наближенні до Сонця, як правило, повністю випаровуються. Правда, були і винятки. Наприклад, наприкінці травня 2003 року астрономи помітили комети, які пройшли перигелій на висоті, рівній лише одній десятій радіусу Сонця. Але від них залишалися лише хвости.

Домашнє полювання

Астрономи відкривають у рік приблизно десяток класичних комет. «Ті, що стосуються», виявляють у кілька разів частіше. Кількість таких знахідок зростає, оскільки саме в наш час спостерігаються найбільш яскраві комети. За статистикою, вони з’являються поруч зі світилом приблизно раз на добу. Три чверті тих, хто «стосується», відшукали астрономи-аматори на фотографіях з коронографів SOHO, розміщених на ресурсі Sungrazing Comets. Для мисливців за кометами тут викладають свіжі фотографії околиць Сонця. На цьому сайті є все необхідне для аналізу знімків і вичерпний банк вже виявлених комет. Є й освітня інформація для новачків. Сюди ж слід надсилати свої повідомлення про відкриття.

На форумі Soho-hunters можна поставити будь-яке питання з пошуку комет і отримати кваліфіковану пораду; на сайті www.sungrazer.org викладено невеликий підручник для початківців під назвою «Як відкривати комети SOHO?». Написав його астроном Себастьян Хеніг, який досяг успіху у відкритті комет. На одній зі сторінок цього сайту наведено траєкторії чотирьох основних груп, що «стосуються», до яких належать 95% комет, знайдених у різні місяці. Починати пошуки краще з областей, де пролітають комети групи Крейца. Їх легше зафіксувати, тому що вони найбільш контрастні і їх багато. Знімки з телескопа C2 у вигляді необроблених чорно-білих зображень з’являються на сайті, але не зберігаються в архівах, тому робота з ними вимагає швидкого завантаження у ваш комп’ютер.

Фальшиві цілі

На сайті є розділ, присвячений тим об’єктам, які «мисливці» приймають за комети, але насправді вони такими не є. До першої категорії помилкових цілей належать зірки, а також рідкісні на знімках планети і астероїди. У них майже горизонтальні траєкторії переміщення від знімка до знімка. Для новачків дані приклади зображень і список планет і астероїдів, проходження яких очікується найближчим часом.

Які ж перешкоди фіксують прилади? На кожному знімку з коронографа C2 зображено 10-30 зірок, з коронографа C3 — 200-300. Через рух обсерваторії вони завжди переміщаються зліва направо на кілька пікселів на годину. Планети можуть рухатися і справа наліво, швидше або повільніше далеких зірок. Горизонтальні смуги, так звані крила по обидва боки об’єктів, наприклад планет, виникають через специфіку роботи матриці телескопа при великій яскравості космічного тіла. Якщо знайдено майже горизонтально рухомий об’єкт, навряд чи це комета.

Одна і та ж комета SOHO-1476 з групи Крейца на знімках всіх шести телескопів з усіх трьох космічних апаратів SOHO і STEREO. Знімки зроблені в один день в інтервалі декількох годин. У підписах дані назви апаратів, телескопів і дати знімків.

Друга категорія перешкод — численні точки і смуги — сліди від космічних променів, що складаються з елементарних частинок. Їх можуть давати, наприклад, сонячні спалахи або наднові зірки. Великі спалахи на Сонці виробляють такий потужний потік протонів, що він повністю засліплює камери SOHO на кілька днів. До третьої, за класифікацією сайту, категорії заважаючих об’єктів на знімках відносяться смуги, що представляють собою зображення космічного пилу і сміття від космічних апаратів.

Сім разів перевір

Якщо знайдена комета, на ваш погляд, не належить до жодної з відомих груп, значить, ви відкрили дуже рідкісну небесну мандрівку. Щоб уникнути помилки, треба все ретельно перевірити. Взагалі ж, краще заздалегідь витратити час на вивчення типового положення, швидкості, форми і яскравості відомих комет, переглянути якомога більше їх фотографій, звикнути до зовнішнього вигляду і слабкого контрасту комет, які за стандартними мірками на них зовсім не схожі. Якщо ж, виконавши все це, ви затвердилися у своєму відкритті, повідомте про це світу (адресу сайту наведено вище).

Перед тим як надіслати повідомлення, треба виміряти положення комети в прямокутних координатах на декількох, переважно чотирьох, знімках і заповнити заявку на сайті. Слід повідомити також назву телескопа (C2 або C3), на знімках з якого ви виявили комету, і прив’язку початку координат, наприклад (0,0) — в лівому нижньому куті. Хоча б на одному зображенні треба проставити дату, час і положення об’єкта. Бажано також вказати передбачувану групу комет і не забути назвати ім’я першовідкривача, тобто ваше.

Досвідчені любителі повідомляють про комети через годинник, іноді навіть через хвилини після їх фіксації на знімках. Особливою результативністю відрізняється дюжина просунутих мисливців за кометами, але і вони іноді довго залишаються без видобутку. Успіх зазвичай приходить після декількох місяців наполегливої праці.