Под метеоритом в общем случае понимается каменный или ледяной объект, образующийся в космическом пространстве и падающий на поверхность планеты или её спутника. После вхождения в атмосферу Земли метеориты воспламеняются из-за трения, давления и химического взаимодействия с газами, присутствующими в атмосфере. Нагревание метеорита и выделение энергии приводит к появлению на небе метеора, оставляющего при прохождении им атмосферы Земли в небе светящуюся полосу. Самые яркие огненные шары в небе принято называть болидами.

Этим объектам часто дают неправильное название падающих звезд, поскольку их можно увидеть со скоростью несколько звезд в час в любую ночь, при условии отсутствия избыточного светового загрязнения, а небо не закрыто облаками. Однако в определённые даты, повторяющиеся из года в год, внимательный и удачливый наблюдатель может увидеть десятки или даже сотни метеоров в час – настоящий дождь падающих звезд. В истории наблюдений также фиксировались случаи, когда ночное небо было освещено вспышками тысяч и тысяч метеоров в час - настоящим космическим фейерверком! В течение тысяч лет такие метеорные дожди или бури воспринимались в обществе в качестве угрозы.

Только в 1860-е годы астрономы смогли понять природу этих небесных зрелищ и установили связь метеорных потоков с кометами. Ключом к разгадке тайны стало открытие в 1866 году независимо друг от друга во Франции и в США короткопериодической кометы Темпеля-Туттля (с периодом обращения вокруг Солнца примерно в 33 года), названной в честь её первооткрывателей.

Формально комета была открыта впервые Эрнстом Вильгельмом Либрехтом Темпелем во французском Марселе 19 декабря 1865 года. Темпель наблюдал её на вечернем небе рядом со звездой Бета Большой Медведицы. Темпель описал комету как круглый объект с центральной конденсацией и хвостом длиной 30 угловых минут. Независимо от Темпеля эту комету открыл американский астроном Хорас Парнелл Таттл из обсерватории Гарвардского колледжа (Кембридж, Массачусетс) 6 января 1866 года. Несмотря на то, что комету можно было наблюдать в 1865 – 1866 годах только до 9 февраля 1866 года, удалось провести достаточно наблюдений, чтобы подтвердить, что комета движется по эллиптической орбите с периодом обращения около 33 лет. Тем самым были предсказаны ожидаемые возвращения этой кометы в 1899 и 1932 годах. Однако ни в 1899, ни в 1932 году комету не удалось зафиксировать в ходе наблюдений. Лишь в ходе возвращения кометы в 1965 году её удалось обнаружить благодаря тщательному изучению её орбиты Иоахимом Шубертом из Института астрономических расчётов в Гейдельберге.

Позднее высказывались предположения о том, что и в далёком прошлом астрономы уже наблюдали комету Темпеля – Туттля. Джон Рассел Хайд высказал предположение через несколько лет после открытия кометы о том, что комету могли наблюдать ещё в 868 и 1366 годах. Лишь в 1933 году, после того как ожидаемое возвращение кометы в 1932 году не удалось зафиксировать, С. Канда провёл подробный анализ возможных возвращений кометы в прошлые годы и пришёл к выводу, что комета 868 года не имеет отношения к комете Темпеля – Туттля, а вот наблюдавшаяся в 1366 году комета была, скорее всего, именно кометой Темпеля – Туттля. В 1366 году комета Темпеля – Туттля была видна наилучшим образом, приблизившись к Земле на расстояние всего лишь около 3,4 миллиона километров, что стало третьим по величине сближением кометы с нашей планетой за всю историю наблюдений. Также данную комету наблюдал в 1699 году Готфрид Кирх. Немецкий астроном, первый «королевский астроном» в Берлине, директор только что учреждённой Берлинской обсерватории. Однако ни в 1366, ни в 1699 году данную комету не признали периодической кометой. Некоторые исследователи полагают, что комету Темпеля – Туттля также могли наблюдать в Китае в 1035 году и в Японии в 1234 году. Однако по этому поводу в настоящее время нет научного консенсуса.

В 1965 году немецкий астроном Эрнст Шубарт взял за основу орбиту кометы Темпеля – Туттля, наблюдаемой в 1865 году и с помощью компьютерных вычислений построил математическую модель движения кометы за последние 500 лет, приняв также во внимание гравитационное воздействие планет в течение этого периода. Шубарт подтвердил выводы С. Канда о том, что кометы, наблюдавшиеся в 1366 и 1699 году, были кометой Темпеля-Туттля. Приняв во внимание наблюдения данной кометы в 1366, 1699 и 1865 году, Шубарт сделал предположение о времени возвращения данной кометы в 1865 году. Комета была обнаружена астрономом Мишелем Бестером из Южной Африки 30 июня 1965 года. Расчёт Шубарта относительно времени появления кометы был ошибочным всего лишь на 5 дней.

К моменту наблюдения кометы Темпеля – Туттля в 1965 году многие астрономы уже полагали, что комета распалась. Однако обнаружение кометы показало, что она по-прежнему цела.

Сразу же после открытия кометы Темпеля-Туттля в 1866 году начали высказываться предположения о связи данной кометы с Леонидами – метеорным потоком, наблюдавшимся в ноябре 1833 и 1866 годов. Такая гипотеза была высказана, в частности, французским математиком Урбаном Леверье. Исследования Леверье базировались на математическом анализе астрономических наблюдений. Так, он точно предсказал существование планеты Нептун, выполнив вычисления для объяснения несоответствий между фактической орбитой Урана и орбитой, траектория которой должна была бы соответствовать расчётным представлениям согласно законам Кеплера и Ньютона. Такой анализ был проведён им по предложению французского физика и астронома Франсуа Араго, который также был известен как политический деятель. Лверье также был известен тем, что провёл подробный анализ движения Меркурия и обратил внимание на то, что смещение перигелия этой планеты происходит быстрее, чем предсказывает небесная механика. Леверье в то время полагал, что аномальное смещение перигелия Меркурия может быть вызвано наличием вблизи Солнца ещё одной неизвестной планеты, однако такая планета не была найдена, а обнаруженное им явление стало впоследствии важным свидетельством правильности общей теории относительности Альберта Эйнштейна, продемонстрировавшей ограниченность теории тяготения Исаака Ньютона.

Урбан Леверье предположил возможную связь кометы Темпеля-Туттля с метеорным потоком Леониды, наблюдаемым в середине ноября. Расчёт орбиты кометы показал, что она имеет короткий орбитальный период, равный 33,17 года, что совпадало с частотностью потока Леонид. Леверье вычислил точную орбиту метеороидного роя Леониды и установил, что орбита кометы Темпеля - Туттля обладает поразительным сходством с орбитой Леонид.

Данная гипотеза была поддержана и другими исследователями, в частности, итальянским астрономом Дж.В. Скиапарелли в письме в журнал Astronomische Nachrichten от 2 февраля 1867 года. Позже Кристиан Петерс и Теодор Оппольцер независимо друг от друга также указали на явное сходство орбит кометы Темпеля – Туттля и метеорного потока Леониды.

Джованни Вирджинио Скиапарелли ещё в 1866 году также проанализировал орбиты метеорного потока Персеиды и кометы Свифта-Туттля, открытой в 1862 году, и выявил полное совпадение.

Таким образом, теория совпадения орбит комет и метеорных потоков была подтверждена в 1866 году уже на двух примерах – кометы Темпеля-Туттля и Леонид, а также кометы Свифта-Туттля и Персеид. Развитие астрономического инструментария позволило открывать новые кометы, а совершенствование математического аппарата позволило использовать эти наблюдения для построения картины мира в области небесной механики, что сделало возможным объяснение природы метеорных потоков. Таким образом, было установлено, что сильные метеоритные дожди происходят, когда Земля пересекает путь обломков камней и льда, оставленных в том же регионе космоса незадолго до этого кометой. Наиболее мощные метеоритные дожди наблюдались как раз при возвращении кометы Темпеля – Туттля в созвездии Льва, примерно 1 раз в 33 года – в 1767, 1799, 1833, 1868, 1966, 1999, 2001-2002 годах. При этом метеоритные потоки Леониды в 1833 и 1966 году были наиболее интенсивными за всю историю наблюдений. Особенно сильный метеорный шторм наблюдался по всей Северной Америке в ночь с 12 на 13 ноября 1833 года. С учётом того, что контуры орбиты Темпеля – Туттля совпали с метеорным потоком Леониды, Леверье предсказал, что следующий сильный метеорный поток Леониды после 1866 года должен был произойти на рубеже двадцатого века, а именно в 1899 году. Однако астрономов ждало разочарование: ожидаемого метеорного шторма не произошло. Активность потока оказалась значительно ниже ожиданий. Частота появления метеоров оказалась лишь несколько выше обычного уровня. Позднее астрономы установили, что низкая мощность метеорного потока Леониды в 1899 году была обусловлена тем, что орбита метеорного роя подверглась значительным возмущениям из-за сильных сближений с Юпитером и Сатурном, из-за чего расстояние метеорного потока в 1899 году существенно увеличилось по сравнению с 1866 годом. Леониды, возможно, наиболее яркий и примечательный метеорный поток. Однако интерес представляют и другие метеорные потоки, также связанные с кометами. Так, метеорный поток Персеиды в августе ассоциируется с обломками кометы Свифта-Туттля. Комета Свифта-Туттля была обнаружена 16 июля 1862 года американским астрономом Льюисом Свифтом, а также независимо от него Хорасом Таттлом (Туттлем) в Гарвардской обсерватории 19 июля 1862 года.

Таким образом, Хорас Таттл участвовал как в открытии кометы Свифта-Туттля в 1862 году, связанной с метеорным потоком Персеиды, так и в открытии кометы Темпеля-Туттля в 1866 году, связанной с метеорным потоком Леониды. Интерес для наблюдателей также представляют метеорный поток Ориониды в конце октября, связанный с обломками кометы Галлея, метеорный поток эта-Аквариды, наблюдаемый в мае и также связанный с кометой Галлея, метеорный поток Тауриды, связанный с кометой Энке, и многие другие аналогичные и периодические явления, наблюдаемые в течение года. Конечно, открытия Урбана Леверье и Джованни Скиапарелли, совершённые ими в 1866 году, имеют решающее значение для определения природы метеорных потоков, поскольку именно эти исследователи точно определили орбиты комет и выявили их совпадение с орбитами метеорных потоков, что стало доказательством связи природы комет и метеорных потоков. Но следует также отметить и работу других исследователей, внесших свой вклад в объяснение природы метеорных потоков. Так, Джон Куч Адамс независимо от Скиапарелли в 1867 году рассчитал орбиту Леонид и подтвердил их связь с кометой Темпеля-Туттля. А задолго до этого, ещё в начале XVIII века Эдмунд Галлей первым смог точно определить орбиту кометы, названной позднее в его честь, что создало предпосылки для установления связи данной кометы с метеорными потоками Эта-Акварид и Орионид, однако прямая связь кометы и этих метеорных потоков была доказана учёными намного позже. Лишь в 1876 году английский астроном Александер Стюарт Гершель установил связь Эта-Акварид с кометой Галлея, проанализировав их орбиты. Он доказал, что частицы, порождающие метеорный поток Эта-Аквариды в начале мая, представляют собой шлейф пыли и льда, оставленный кометой Галлея.

Также хотелось бы отметить роль русского астронома Фёдора Александровича Бредихина, развившего теорию образования метеорных потоков из кометных ядер и создавшего классификацию кометных хвостов. Результаты этих исследований были опубликованы в 1903 году в работе «Этюды о происхождении космических метеоров и образовании их потоков».

Следующее появление на небе более сильного, чем обычно, метеорного потока Леонид также будет связано с очередным прохождением кометы Темпеля-Туттля и прогнозируется в 2031-2034 годах, однако учёные дают различные оценки относительно предполагаемой интенсивности метеорного потока в указанные сроки. Усиление активности Леонид также возможно в 2064 году. Михаил Маслов в своих прогнозах интенсивности Леонид до конца XXI века допускает, что особенно крупные метеорные потоки Леонид могут наблюдаться при очередном возвращении кометы Темпеля – Туттля в 2099 году. Именно тогда Земля может столкнуться с плотными облаками кометной пыли, рождающими «метеорные ливни». Если в настоящее время пиковая активность Леонид сохраняется на уровне 15-20 метеоров в час, в 2031 и 2064 году активность может возрасти до 100 и более метеоров в час, то в 2099 году активность может возрасти до 10 000 метеоров в час, что сопоставимо с пиковыми значениями 1966 года (хотя, по ряду оценок, в 1966 году на пике активность достигала 100 000 метеоров в час).

Представляется, что крупнейшие метеорные потоки, через которые проходит Земля, требуют дополнительного изучения. Очень важным является вопрос прогнозирования интенсивности метеорных потоков. В настоящее время вокруг Земли постоянно увеличивается спутниковая группировка, размещается всё большее число космических аппаратов, обеспечивающих в том числе связь и навигацию на нашей планете. В 1966 году, когда Земля столкнулась с последним сильным метеорным ливнем Леонид, космические технологи находились ещё в гораздо менее продвинутой стадии развития, а количество орбитальных объектов было минимальным. В связи с этим необходимо оценить влияние на космическую аппаратуру крупного метеорного потока, с которым может в будущем столкнуться Земля, когда интенсивность потока может достигнуть сотен тысяч метеоров в час. Было бы целесообразно осуществить компьютерное моделирование такой ситуации, в том числе с использованием технологий искусственного интеллекта. Такой анализ был бы полезен для разработки комплекса превентивных мер для защиты космической аппаратуры от воздействия мощных метеорных потоков.

Юрий Понажев, АГО, Смоленск