Изучение большинства комет носит одномоментный характер. Это и не странно — для наблюдения в телескопы они доступны на протяжении ограниченного периода. О зондах и говорить не приходится — в лучшем случае они сопровождают комету некоторое время, а затем покидают ее с багажом научных данных. Поэтому комета 81P/Вильда (или Вильда-2) выделяется среди своих «коллег» — благодаря захваченным частицам кометного хвоста, ее изучение продолжается по сей день.

Характеристики кометы Вильда-2

Комета Вильда-2 стала первой в мире кометой, вещество которой было доставлено на Землю — и одним из немногих космических тел, чей материал ученые сумели исследовать своими руками. Трофей, захваченный аппаратом «Stardust», был многосторонним — кроме пыли из хвоста Вильда-2, от кометы зонд передал 72 фотографии ее поверхности. Благодаря этому астрономы получили объемную картину характеристик кометы — а именно:

• Линейные измерения кометы Вильда-2 — 5,5×4×3,3 км. Суммарная площадь кометы составляет всего около 100 квадратных километров — немногим больше места на карте России занимает город Иваново.
• Плотность кометы Вильда-2 оценивается в 0,6г/см³ . Для сравнения, консистенция воды равна 1г/см³, а средняя плотность Земли — 5,52г/см³.
• Легкость кометы объясняется ее строением. Ядро Вильда-2 представляет собой массу глыб льдов воды, углекислого газа и азота, соединенных между собой прослойками пыли. В этих прослойках очень много пустот. Да и некоторые из «пылинок» могут быть размером с булыжник. А комета Хартли-2 и вовсе бомбардирует пространство снежками до 30 сантиметров в обхвате.
  • Интересный факт — именно хвосты комет порождают метеоритные дожди на Земле. Например, знаменитый звездопад в середине августа — это метеорный поток Персеиды, который формируется из хвоста кометы Свифта-Таттла.

    Материалы по теме

    Общий обзор комет

    

• Пыльная, не-ледяная часть кометы Вильда-2 состоит преимущественно с кремнийсодержащих минералов. Среди них встречается оливин, составляющая многих астероидов S-класса и зеленого песка на Гавайских островах, а также мелкие крупицы стекла. Отдельного внимания заслуживает поверхностный слой кометы Вильда-2, который куда крепче коры других комет. Кроме воды и скальных пород, его покрывает затвердевший монооксид углерода, известный также как угарный газ.
• Вильда-2 не всегда была короткопериодической кометой — подходить близко и часто к Солнцу она стала лишь в 1974 году, когда ее и обнаружили. Притянул ее в свое семейство великан-Юпитер — пройдя всего в 1 миллионе километров от его поверхности, комета Вильда-2 оказалась в гравитационной ловушке. Ее период обращения вокруг Солнца уменьшился с 40 лет до 6,2 года. А афелий, точка максимального удаления от Солнца, приблизился к светилу от 1,8 миллиарда до 795 миллионов километров.

Благодаря «насильному» изменению орбиты, комета Вильда-2 привлекла внимание астрономов. Но ведь Юпитер часто меняет орбиты комет — почему именно Вильда-2 стала так важна?

Суть в том, что до вмешательства Юпитера, орбита кометы пролегала между ним и Ураном. В это время Вильда-2 напоминала больше астероид, чем комету, поскольку не приближалась к Солнцу достаточно близко для начала газовыделения и образования хвоста. Соответственно, ее поверхность осталась в первозданном виде — такими же были другие кометы, когда родились вместе с Солнечной системой 4,5 миллиарда лет назад. И так как за 30 лет Вильда-2 не успела разложиться, ее состав и внешний вид представляют буквально археологическую ценность для астрономов.

История исследования кометы Вильда-2

Первичный этап

Открыл комету знаменитый швейцарский астроном Пауль Вильд в 1978 году — ему удалось поймать ее во время первого цикла на новой орбите вокруг Солнца. Вильд немало привнес в современную астрономию — он открыл 94 астероидов, 4 кометы и 41 сверхновую. В своей работе он использовал телескоп системы Шмидта. В нем фоточувствительный элемент находится посередине между линзами и зеркалом — это расширяет угол обзора телескопа, делая его идеальным инструментом для астрографии.

Продолжил изучение британец Брайан Марсден — снимки Вильда позволили ему рассчитать орбиту новооткрытой кометы. С 1983 года комету Вильда-2 наблюдали ежегодно. Ее максимальная яркость на звездном небе Земли достигла звездной величины +9 — это ниже порога восприятия человеческого глаза, но вполне достаточно для любительского телескопа.

Зонд «Stardust»

Но главным событием в исследовании кометы Вильды-2 стало ее посещение космическим аппаратом «Stardust» 20 января 2004 года. Название зонда на английском означает «звездная пыль», что прекрасно отражает суть миссии — Стардаст должен был захватить мельчайшие частицы яркого хвоста кометы, а потом доставить их домой, на Землю. Однако весь длиннющий (до нескольких миллионов километров) хвост кометы занимает всего одну миллионную часть от ее массы. Как тогда зонд смог поймать эти мельчайшие частицы?

Ученые сделали ставку на ловушки из аэрогеля. Этот материал невероятно легкий и неплотный — один кубический метр весит всего 1 килограмм (для сравнения, 1 м³ самого воздушного пенопласта весит 40 килограмм). Кроме того, аэрогель термостойкий — идеальный кандидат для работы в безвоздушном пространстве. Свойства вещества позволяли ловить пылинки кометного хвоста в идеальном состоянии — они бы застревали в геле, не перегреваясь и не разрушаясь при этом. Так можно было бы захватить даже органические вещества.

В 2006 году захваченные образцы успешно вернулись на Землю. Тем самым Стардаст пролетел рекордное расстояние для возвращаемого зонда — 4,5 миллиарда километров. Кроме главной миссии, зонд выполнил и побочные задания. Так, в 2002 году он сблизился с небольшим астероидом (5535) Аннефранк, а в 2011 — с «расстрелянной» кометой Темпель 1.

Открытия, сделанные на комете Вильда-2

Первым, о чем узнали астрономы — это о поверхности кометы. В процессе поимки частиц хвоста, Стардаст приблизился к комете Вильда-2 на 240 километров — ближе, чем любой из спутников для создания карт Земли.

Так как комета Вильда-2 лишь недавно начала кометную активность, ученые ожидали увидеть ее первозданный вид, не сглаженный сотнями лет газовыделения близ Солнца. Однако никто не ожидал увидеть настолько сложный рельеф — на комете были большие валуны, высокие скалы, кратеры от столкновений с метеоритами и множество глубоких круглых дыр! Попадались и достаточно экзотические образования — вроде кратеров, чье дно усеяно ледяными сосульками-сталагмитами в десятки метров длиной.

Еще одним сюрпризом оказался механизм распределения микрочастиц в хвосте кометы. Исходя из дистанционных наблюдений, ученые ожидали более-менее однородного потока пыли. Но во время подлета на Стардаст несколько раз обрушились целые рои фрагментов кометного ядра — а между ними была тишь да гладь.

Однако настоящим открытием стало наличие в составе кометы таких силикатов и металлических соединений, которые могут образоваться только при наличии высоких температур — от 50 до 90 градусов Цельсия. Так как комета состоит в основном изо льдов, это значит, что она была в свое время жидкой. Это не совсем вписывается в современную концепцию «разбрасывания» комет планетами-гигантами.