C/1995 O1 (Гейла — Боппа)

**C/1995 O1 (Гейла — Боппа)** — довгоперіодична комета, яка є можливо, найбільш «видимою» кометою XX століття та однією з найяскравіших за декілька останніх десятиліть. Вона була видима неозброєним оком рекордний термін — 18 місяців, що вдвічі довше попереднього рекорду, який був встановлений Великою кометою 1811 року.

Комета була відкрита 23 липня 1995 року на дуже великій відстані від Сонця (близько 7,2 а. o.), що дозволило зробити припущення, що вона буде досить яскравою і при проходженні біля Землі. І хоча яскравість комет дуже важко передбачити, ця комета повністю виправдала та навіть перевершила очікування, коли пройшла перигелій 1 квітня 1997 року. Інколи комету C/1995 O1 (Гейла — Боппа) ще називають «*Великою кометою 1997 року*».

Поява комети Хейла — Боппа викликала паніку серед людей, якої не спостерігалося довгий час. Широкий розголос отримали чутки, що за кометою летить корабель прибульців. Ці ж чутки стали поштовхом до масового самогубства серед послідовників нового релігійного руху «Брама раю».

## Відкриття

Комета була відкрита незалежно одним від одного двома американськими спостерігачами — Аланом Гейлом та Томасом Боппом. Гейл провів безліч безплідних годин у пошуках комет. Біля свого будинку в Нью-Мексико він спостерігав за вже відомими кометами, коли близько опівночі раптом натрапив на туманний об'єкт величиною 10,5 поряд з кульовим зоряним скупченням M70 в сузір'ї Стрільця. Гейл спершу встановив, що поряд з цим скупченням немає інших об'єктів глибокого космосу. Далі він виявив, що об'єкт помітно переміщується на фоні зірок (а значить, знаходиться у Сонячній системі) і написав електронного листа у Центральне бюро астрономічних телеграм, яке відстежує астрономічні відкриття.

У Боппа не було власного телескопа. Він був на природі з своїми друзями біля міста Стенфілд в штаті Аризона і спостерігав за зоряними скупченнями і галактиками, коли в окулярі телескопа, що належав його другу, перед очима Томаса промайнув відбиток світла. Звірившись із зоряними картами, Бопп зрозумів, що ця плямочка є новим об'єктом і відправив телеграму (через поштове відділення Western Union) туди ж, куди і Гейл.

Наступного ранку було підтверджено відкриття нової комети, якій дали назву комета Гейла — Боппа та позначення C/1995 O1. Про відкриття було оголошено у циркулярі № 6187 Міжнародного астрономічного союзу. На час відкриття комета знаходилася на відстані 7,1 а. o. від Сонця між Юпітером і Сатурном.

Незабаром після відкриття, були знайдені більш ранні знімки комети. Так, Теренс Дікінсон знайшов комету на своєму знімку, зробленому 29 травня 1995 року, а Роберт Макнот — на знімку, зробленому 27 квітня 1993 у Англо-австралійському телескопу, тобто за два роки до відкриття комети. У той час її величина становила 18m, а відстань від Сонця — 13,0 а. o.

## Становлення

Комета стала помітною неозброєним оком в травні 1996. Попри те, що збільшення яскравості дещо сповільнилося в другій половині року, вчені досить оптимістично передбачали, що комета буде дуже яскравою. Через близькість до Сонця комети у грудні 1996 спостережень за нею були утруднені, проте в січні 1997 року вона знову стала добре помітна та була настільки яскравою, що її можна було побачити навіть при світлі ліхтарів великих міст.

Наближаючись до Сонця, комета Гейла — Боппа ставала все яскравішою: у лютому вона досягла 2-ої зіркової величини і вже можна було розрізнити її хвіст — іонний, блакитного кольору, направлений у протилежну від Сонця сторону та пиловий, жовтуватого відтінку, зігнутий по орбіті комети. Сонячне затемнення у Східному Сибіру та Монголії 9 березня дозволило побачити комету вдень. 23 березня 1997 року комета Хейла — Боппа підійшла до Землі на мінімальну відстань — 1,315 а. о. (196,7 млн км).

При проходженні перигелію 1 квітня 1997 року комета являла собою приголомшливе видовище. З середньою величиною 0,7 вона сяяла яскравіше за будь-яку зорю (виключаючи Сіріус), а її два хвости розтягнулися по небу на 15—20 градусів (а невидимі для простого спостерігача їх частини — на 30—40°). Комету можна було спостерігати відразу після настання сутінок; і хоча багато «великих» комет проходять перигелій, знаходячись недалеко від Сонця, комету Гейла — Боппа можна було спостерігати і у північній півкулі протягом ночі.

Розвиток мережі Інтернет зумовив виникнення великої кількості сайтів, які відстежували подробиці польоту комети і навіть публікували щоденні фотографії. Таким чином, Інтернет зіграв велику роль в формуванні безпрецедентного суспільного інтересу до комети Гейла — Боппа.

Якщо комета підлетіла би на відстань 0,1 а. о. до Землі (як це зробила комета Хякутаке к 1996 році), вона перевищила б по яскравості Венеру, досягнувши 5-ї зіркової величини.

## Віддалення комети

Після проходження перигелію комета перемістилася у південну небесну півсферу, а її яскравість стала згасати. Комета виглядала менш яскраво для спостерігачів у південній півкулі, проте вони змогли побачити, як її яскравість поступово згасала упродовж другої половини 1997 року. Останні відомі спостереження комети неозброєним оком відносяться до грудня 1997 року, отже, вона була видимою протягом близько 18 з половиною місяців. Цей термін побив попередній рекорд у 9 місяців, який був встановлений Великою кометою 1811 року.

Зараз комета віддаляється і її яскравість продовжує поступово згасати. У серпні 2004 року вона вилетіла за межі орбіти Урану, а станом на середину 2008 року знаходилася на відстані близько 26,8 а. о. від Сонця. У грудні 2010 року комета знаходилась на відстані 30,7 а. о. від Сонця. Проте, астрономи продовжують спостерігати за кометою. Приводом для цього є незвично довга активність комети. Недавні спостереження (жовтень 2007) свідчать, що у комети все ще є кома яскравістю біля 20m. Припускається, що причина незвично довгої активності криється в дуже повільному охолодженні гігантського ядра комети.

Очікується, що за кометою можливо буде спостерігати за допомогою великих телескопів приблизно до 2020 року, поки її яскравість не впаде до 30m. Комета повернеться до Землі приблизно в 4390 році. Передбачається, що в одному з наступних повернень комета Гейла — Боппа має 15%-й шанс стати навколосонячною та стати прародителем нового сімейства комет, такого як сімейство комет Крейца.

## Зміна орбіти

Попередній раз комета Гейла — Боппа пролітала поряд з Землею у липні 2215 до н. е. на приблизній відстані у 1,4 а. о. (4 200 років тому). Ніяких відомостей про спостереження за кометою у той період не знайдено. У червні того ж року комета майже не зіткнулась з Юпітером. Вважається, що це було її перше проходження через Сонячну систему.

Її орбіта майже перпендикулярна до плоскості екліптики, тому проходження комети біля планет трапляється вкрай рідко. Але у березні 1996 року комета пролетіла на відстані 0,77 а. о. від Юпітера — досить близький для того, щоб тяжіння цієї планети вплинуло на її орбіту. При цьому найвіддаленіша точка орбіти (афелій) від Сонця зсунулась з 525 до 370 а. о. Період повернення комети скоротився до 2400 років і наразі наступний прояв комети у Сонячній системі очікується у 4390 році.

Існує дуже низька вірогідність зіткнення комети Гейла — Боппа з Землею і становить 2,5 x 10−9. Проте у разі зіткнення наслідки для Землі будуть катастрофічними.

## Дослідження

При наближенні до Сонця комета інтенсивно вивчалася астрономами. При цьому були зроблені деякі важливі та цікаві відкриття.

### Натрієвий хвіст

Одним з найбільш значимих результатів було виявлення у комети хвоста третього типу. На додаток до звичайних газового (іонного) та пилового хвостів, існував ще слабкий натрієвий, який можна було побачити лише за допомогою потужних інструментів та складної системи фільтрів. Натрієві потоки раніше помічали і в інших комет, але ні в однієї з них вони не утворювали хвіст. В комети він складався з нейтральних атомів та розтягнувся майже на 50 мільйонів кілометрів у довжину.

Джерело натрію знаходилося усередині голови комети, хоча і не в самому ядрі. Є декілька можливих механізмів утворення такого джерела, наприклад, зіткнення між частками пилу, що оточують ядро, або «витискування» натрію з цих часток під дією ультрафіолету. Поки що не зовсім очевидно, яким з наведених вище механізмів діє у кометі.

Тоді як пиловий хвіст просто залишався позаду комети, описуючи її траєкторію, а іонний був направлений прямо від Сонця, натрієвий хвіст пролягав між цими двома. Це говорить про те, що атоми натрію виштовхувалися з голови комети під тиском світла.

### Надлишок дейтерію

У кометі було виявлено високий вміст дейтерію у формі важкої води: майже в два рази більше, ніж в земних океанах. Це означає, що хоча зіткнення комет із Землею могли бути важливим джерелом води на планеті, вони не могли бути єдиним джерелом (якщо, звичайно, подібна концентрація характерна для всіх комет).

Також було виявлено наявність дейтерію у складі інших з'єднань водню. Співвідношення цих елементів різнилося у різних структурах, тому астрономи передбачили, що лід комети формувалися не у протопланетном диску, а у галактичній туманності. Теоретичні моделі утворення льоду у туманностях показують, що комета Гейла — Боппа утворилася при температурі 25—45К.

### Органічні сполуки

Спостереження комети Гейла — Боппа за допомогою спектроскопа виявили наявність групи органічних сполук, деякі з них ніколи не виявлялися у кометах. Ці складні молекули, такі як оцтова і мурашина кислоти та ацетонітрил, могли бути у складі ядра або утворитись у ході хімічних реакцій.

### Виявлення аргону

Комета Гейла — Боппа стала також першою кометою, у складі якої виявили благородний газ аргон. Благородні гази хімічно інертні та вкрай летучий, причому різні гази володіють різною температурою кипіння. Остання властивість допомагає при відстежуванні зміни температури льодовиків комети. Так, криптон випаровується при температурі 16—20 K. Було виявлено, що його вміст в кометі нижче у 25 разів у порівнянні з сонячним.

Так було встановлено, що температура внутрішніх льодовиків комети ніколи не перевищувала 40К, і в той же час у якомусь проміжку часу їх температура була вища за 20К. Наявність аргону в кометі означає, що комета сформувалася за орбітою Нептуна десь в поясі Койпера, а потім перемістилася до хмари Оорта.

### Фрагментація пилу

Добре структуровані силікатні структури на довжинах хвиль близько 10 мкм були виявлені в комі комети Хейла-Боппа. Як виявилося, пилові дуги мають постійне значення швидкості розширення, а також немає ніякого збільшення поляризації від однієї дуги до іншої у видимій області, що суперечить наявності значної фрагментації. З іншого боку, спостереження рентгенівського випромінювання від комети дозволили висловити думку, що воно пов’язане з взаємодією між сонячними рентгенівськими променями й кометним пилом, а спостережувані кількаденні зменшення інтенсивності рентгенівських променів, можливо пов’язані з фрагментацією пилу. Аналіз спектрів комети, отриманих коли комета перебувала на відстанях від 6.9 до 1.4 астрономічних одиниць виявили низькі доплерівські зміщення ліній OH і CH3OH, що знаходиться в згоді з тим, що крижані зерна мають швидкості набагато нижчі, ніж швидкість СО. Низькі швидкості є очікуваними для великих зерен, а для дрібних зерен отримуються від фрагментації більш великих частинок. На необхідність врахування процесу фрагментації пилових частинок під час дослідження пилового хвоста комети C/1995 O1 (Hale-Bopp) також вказують проведені модельні дослідження пилового хвоста комети. Порівняння моделі пилових зерен з інфрачервоною спектрофотометрією комети вказує на те, що поруч з перигелієм (Rh<1.5 а.о.), високо пористі крупні зерна звільняються з більших глибин ядра, а подальше дроблення цих частинок додатково збільшує пористість зерен, результатом чого є більш значна фрагментація. В якості чинників фрагментації можуть бути тепловий стрес і процес прискорення пилу. Механізмом, відповідальним за фрагментацію, також може бути дія електростатичних сил на крихкі пилинки з малою межею міцності на розрив.

### Обертання

Активність комети та викиди газу з неї не однаково розподілялися по всій поверхні ядра. Викиди проявляються у вигляді сильних викидів з певних областей комети. Завдяки спостереження за викидами газу стало можливим обчислити період обертання ядра комети. Було встановлено, що ядро дійсно обертається, проте у різний час, період обертання був різний: від 11 г. 20 хв. до 12 г. 5 хв. Накладення обертання комети Гейла — Боппа на кілька періодів обертання говорить про те, що ядро мало більш за одну вісь обертання.

Ще один період (названий «суперперіодом»), розрахований за викидами пилу з поверхні, дорівнював 22 дням. Проте у березні 1997 року несподівано з'ясувалося, що в проміжку з лютого по березень комета змінила напрям обертання на протилежний. Точні причини подібної поведінки залишаються невідомими, проте є припущення що причиною цього явища є сильний неперіодичний викид газу.

### Подвійне ядро

У 1999 році з'явилася праця, автор якої стверджував про наявність у комети подвійного ядра. Робота була заснована на теоретичних дослідженнях та не посилалася на безпосередні спостереження вторинного ядра. У цій праці автор наводив розрахункові характеристики другого ядра: воно повинне було мати діаметр 30 км, при головному ядрі 70 км, відстань між ними — 180 км, а період взаємного обертання — 3 дні.

Факти викладені у цій роботи заперечувалась астрономами-практиками, що стверджували, що навіть знімки комети у високій роздільній здатності, зроблені телескопом «Хаббл», не містять слідів подвійного ядра. Крім того, у тих випадках коли комета мала подвійне ядро вони ненадовго залишалися стабільною: орбіта вторинного ядра легко порушувалася під дією гравітації Сонця і планет, що відповідно призводило до руйнування комети.

За допомогою адаптивної оптики в кінці 1997 — початку 1998 років була виявлено подвійне світіння ядра комети Гейла — Боппа. Проте, науково не доведено, що такий ефект виникає саме через подвійне ядро.

## Реакція суспільства

Багатьма народами комети вважаються поганою прикметою. Можливо, через тривалий період спостереження, його незвичайному розмаху та активності, комета Гейла — Боппа стала предметом багатьох химерних чуток і теорій.

## Корабель прибульців

У листопаді 1996 року астроном-любитель Чак Шрамек з Х'юстону (штат Техас, США) зробив цифровий (ПЗЗ) фотознімок комети, на якому можна було розгледіти розпливчатий, злегка видовжений об'єкт поряд з нею. Коли комп'ютерна програма не змогла ідентифікувати будь-яку зірку, Шрамек подзвонив на радіо Арта Белла, щоб повідомити, що він виявив «сатурноподобний об'єкт», який прямує за кометою. НЛО-ентузіасти, зокрема Картні Браун, незабаром повідомили, що за кометою летить інопланетний космічний корабель.

Деякі експерти в астрономічному співтоваристві заявили, що цей об'єкт не що інше як зірка 8,5 величин — SAO 141894  — яка не з'явилася в комп'ютерній програмі Шрамека через неправильні налаштування самого користувача. Цей факт дійсно підтверджується, проте тільки наполовину: зірка поблизу була, але вона була іншої зоряної величини. Крім того, вони заявили, що яскраві «промені», які відходять від об'єкту під кутом 45 градусів, були результатом розкладання світла та надали декілька зображень з схожим ефектом (хоча на їх знімках променів було 4, а не 2).

Пізніше Арт Белл навіть заявив, що у нього є власний знімок об'єкту від анонімного астрофізика, що підтверджує це відкриття. Але астрономи Олівер Хейнот та Девід Толен з Гавайського університету відповіли, що надана фотографія є зміненою копією їх власного знімка комети.

## Секта «Брама раю»

Декількома місяцями потому у березні 1997 року, релігійний культ, що називав себе «Брама раю», вибрав появу комети як сигнал для масового суїциду. Вони заявили, що покидають свої земні тіла, щоб долетіти до корабля, який прямує за кометою.