Количество новых короткопериодических комет свидетельствует о том, что их рождение должно быть довольно частым. Существование кометных семейств, связанных с планетами, указывает, что Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун производят и раньше производили кометы; может быть, и другие планеты и спутники планет являлись ареной космического вулканизма. Куда же в таком случае пропадают эти кометы, громадное количество которых извергнуто с планет за время существования солнечной системы?

Как показывают наблюдения, кометы, быстро распадаясь, теряют свою газовую оболочку и запасы захваченных ими на планете газопроизводящих веществ. Через сравнительно непродолжительное время от кометы остаются только твердые части, составляющие ее ядро. Остатки комет распадаются в потоки космических камней, т. е. в метеорные рои. Их движение, сначала по вытянутой, менее устойчивой орбите, постепенно, в результате гравитационного воздействия 7 планет и тормозящего действия солнечных лучей, должно преобразовываться в круговое устойчивое движение. Крупные твердые части кометных ядер, не столкнувшиеся с планетами, в результате этой эволюции становятся ничем не отличимыми от астероидов. Присутствие большого количества малых планет в солнечной системе говорит в пользу этой точки зрения. К мысли о родственности астероидов и комет приходили многие астрономы прошлого столетия и нашего времени.

Наиболее «молодыми» можно считать короткопериодические кометы, замечательные малой продолжительностью существования. Нужно было Попытаться объяснить особенности их движения, их малую физическую устойчивость, а также их связь с большими планетами. Была высказана мысль о том, что кометы являются продуктами извержений на планетах.
Гипотеза извержения, которая развивалась автором настоящей статьи начиная с 1932 г., исходит из того, что если кометы не захватываются, то короткую периодичность их орбит можно объяснить, лишь предполагая, что их источником служит сама планета. Следовало рассмотреть, как в этом случае объясняются характерные особенности их движения. Теоретический расчет показал, что как раз те особенности, которые противоречат идее захвата, полностью объясняются теорией извержения. Становится понятным, почему во многих случаях рассчетным путем установлены сближения комет с планетой за полоборота или несколько оборотов до их открытия на небе. В это время кометы и могли быть выброшены с поверхности планеты. Все они образовались сравнительно недавно, что вполне соответствует малой продолжительности их существования.

Становятся понятными и особенности химического состава комет. Именно в атмосферах больших планет, связанных с кометными семействами, имеются углеводородные и аммиачные соединения (метан и аммиак), диссоциация которых может дать наблюдаемый нами характер свечения комет. Одного этого было бы достаточно, чтобы серьезно изучить вопрос о возможности рождения комет на планетах.

С точки зрения гипотезы извержения, большинство комет, двигающихся по вытянутым путям («параболических» и долгопериодических), нужно считать продуктами извержений прежнего времени. Тогда процессы на планетах могли быть более интенсивными и характеризоваться большими скоростями, чем это имеет место сейчас при образовании короткопериодических комет. Этот взгляд хорошо соответствует тому, что в среднем «параболические» и долгопериодические кометы ярче короткопериодических. Таким образом, все основные данные комет не только объясняются при этой точке зрения, но и говорят в пользу теории извержения.

Движение почти всех короткопериодических комет прямое, и в этом замечательная особенность их орбит. Это также противоречит идее захвата, при котором количество комет с прямым и с обратным движением должно быть равное. Наконец, многие короткопериодические орбиты комет значительно менее вытянуты, чем было бы возможно при захвате, и не так уже далеки от круговых, а последних при захвате вообще не может быть.

Все это доказывает, что короткопериодические кометы образуются не путем захвата, и, следовательно, они возникают в пределах солнечной системы и, судя по небольшим размерам их орбит, сравнительно недалеко от нас.

Были и такие астрономы, которые предполагали, что кометы сформировались одновременно с планетной системой, т. е. миллиарды лет назад, и с того времени остаются спутниками Солнца. Но малую продолжительность существования комет и некоторые особенности их физической природы никак нельзя согласовать с этим предположением. В последнее время установлено, что характер движения малых тел солнечной системы (к которым мы должны отнести и кометы, обладающие массами порядка Ю-8 Ю-14 массы Земли) зависит не только от воздействия планет, основанного на законе тяготения. На характер движения этих тел очень сильно влияет давление солнечных лучей, действующее в результате аберрации6 света против движения кометы. Все это должно было бы сравнительно быстро повести к преобразованию вытянутых, почти параболических кометных орбит в орбиты кругового характера, а затем содействовать приближению комет к Солнцу и их уничтожению. Таким образом, если бы кометы появились в солнечной системе миллионы и миллиарды лет назад, то теперь мы вообще не наблюдали бы параболических комет, так как даже для них нельзя предполагать периодов обращения больше нескольких десятков тысяч лет. Все это приводит нас к заключению, что кометы и теперь образуются в пределах солнечной системы.

В настоящее время известно более 60 комет с коротким периодом, которые связаны с большими планетами — Юпигером, Сатурном, Ураном и Нептуном. Эта связь сказывается в том, что кометные орбиты в своих удаленных (афельных) частях концентрируются около орбиты соответствующей планеты. Особенно отчетливо связь кометных орбит с планетой проявляется у комет семейства Юпитера (с периодами обращения 6—8 лет), которое наиболее многочисленно.
Согласно идее, высказанной еще в начале XIX столетия, короткопериодические орбиты комет являются результатом действия гигантского Юпитера, который силой своего притяжения мог изменить (параболическую орбиту проходившей близко от него кометы и заставить ее обращаться по гораздо более короткому пути. Действительно, почти все короткопериодические кометы за некоторое время до их открытия сближались с Юпитером. Эта теория захвата кометы планетой изучалась астрономами на протяжении почти 150 лет, как теория происхождения периодических комет. Она считалась общепринятой, да и сейчас многие астрономы разделяют идею захвата комет планетами.

В 1931 г. я показал, что между наблюдаемыми нами явлениями и тем, что вытекает из теории захвата, существует несоответствие. Прежде всего захват должен быть чрезвычайно редким событием. Можно подсчитать, что только одна «комета из 100 тыс. двигающихся по вытянутым орбитам и доступных для наблюдения с Земли может так близко подойти к Юпитеру, чтобы ее орбита преобразовалась в короткопериодическую. Но астрономы открывают короткопериодические кометы не в пропорции одна на 100 000 параболических, а в среднем 3 из 20. Получается разительное несоответствие, которое можно было бы объяснить, лишь предполагая, что сейчас мы открываем старые, захваченные миллионы лет назад кометы. Но такому объяснению противоречит заключение о сроке жизни короткопериодических комет, которые не могут существовать как кометы больше нескольких десятков или сотен лет.

Прежде чем рассматривать короткопериодические кометы, познакомимся с тем, что известно ученым о физической природе комет, так как здесь мы можем найти новые отправные точки для решения нашей проблемы. Причины необычного вида комет и образования их хвостов — полностью выяснены. Решающее значение в этой области имеют работы великого русского астронома Бредихина, заложившего основы механической теории кометных явлений, а также его последователя, выдающегося советского ученого лауреата Сталинской премии Орлова и его учеников.

В ядрах комет происходят взрывы, выбрасывающие облака исключительно разреженного газа и мельчайшие частицы пыли (хвосты), несущиеся прочь от Солнца. Они навсегда покидают комету и улетают за пределы солнечной системы. Теория объяснила, что частицы пыли и газа отталкиваются давлением света, давлением солнечных лучей. Это удалось подтвердить экспериментально в лаборатории блестящими опытами великого русского физика Лебедева. Отталкиваемые силы иногда в сотни раз превышают силу притяжения Солнца.

Установлено, что ядро кометы представляет собой скопление твердых осколков. Под действием Солнца на ядра выделяются газы и материал кометы рассеивается. Многие кометы при этом делятся на части, распадаются в потоки метеоритных тел и метеорных частиц. При встрече с Землей такой метеорный рой дает обильные «звездные» дожди, при которых создается впечатление, что множество ярких метеоров вылетает из одной области неба. Все это свидетельствует о малой физической устойчивости комет. Тем не менее многие астрономы рассматривали кометы как неизменные, длительно существующие образования.

Чрезвычайно важно было выяснить химический состав комет—природу кометных газов. Установлено, что в кометах под действием солнечных лучей светятся углерод и другие сложные молекулы из атомов углерода, кислорода, водорода и азота. При достаточном приближении к Солнцу в кометах начинают излучаться пары натрия и, возможно, железа и никеля. Кроме того, установлено, что характер спектра всех комет, и ярких, и самых слабых, и короткопериодических, и параболических, — один и тот же. Сходство в свечении — результат того, что под могучим действием солнечного света и солнечных корпускул (частиц, выбрасываемых Солнцем) происходит разложение — диссоциация сложных углеводородных и азотистых соединений, включенных в состав комет.

Характер кометных процессов и свечения указывает на то, что при приближении к Солнцу материал комет теряется, т. е. их вещество истощается. Может быть, кометы восполняют эту потерю, когда они уходят от Солнца, двигаются на удаленных от него участках своего пути? Чтобы выяснить этот вопрос, надо было заняться изучением общей яркости комет, которая характеризует в каждый момент количество их газового светящегося материала. Изучение яркости комет и было предпринято мной более 20 лет назад.

Длительные и обстоятельные исследования показали, что почти во всех случаях комета уходит от Солнца менее яркой, чем она была, когда приближалась к нему. С каждым следующим приближением к Солнцу яркость почти всех короткопериодических комет ослабевает с различной, но вообще очень большой быстротой. Падение яркости для 18 короткопериодических комет за 50 лет составило, по исследованиям автора, около 8 звездных величин, что соответствует уменьшению первоначального блеска кометы в 1500 раз. Уже через несколько оборотов кометы значительно уменьшаются, а некоторые и в сотни раз. Таким образом, жизнь периодической кометы очень непродолжительна, не более нескольких десятков, сотен или в крайнем случае тысяч лет. Следовательно, короткопериодические кометы, которые астрономы открывают в большом количестве, должны быть очень молодыми.