Ядра комет обычно не превышают несколько километров в поперечнике, и на своих орбитах обращения вокруг Солнца они не различимы даже в телескоп до тех пор, пока не подойдут достаточно близко к Солнцу. Существует неисчислимое количество малых астероидов сходного размера, но кометы отличаются от них в двух отношениях. Как заключили Уиппл и другие, кометное ядро содержит значительную долю воды в форме льда, и именно она, начиная испаряться, порождает оболочку комы, которая может достигать миллиона километров в поперечнике, делая комету кометой. Другое отличие заключается в том, что кометные траектории в космическом пространстве имеют гораздо больший эксцентриситет, чем траектории астероидов, поэтому расстояния комет от Солнца варьируются в невероятно большом интервале по мере того, как они движутся по своим орбитам. Кроме того, их траектории часто сильно наклонены к зодиакальному поясу, где лежат траектории всех планет. Только во времена Ньютона и Галлея стало известно, что они периодичны, как планеты; но поскольку некоторые кометы имеют период обращения порядка тысяч лет, их можно увидеть лишь один раз за целую историческую эпоху. Например, следующего появления кометы Когоутека придется дожидаться миллион лет.

К началу XX в. охота за кометами была частым азартным развлечением уже в течение трех столетий. Открытия быстро оборачивались денежными вознаграждениями. Например, в 1840 г. король Дании учредил золотую медаль за каждое новое открытие кометы. В 1885 г. или около того Э. Э. Барнард, будущий сотрудник Ликской обсерватории, сумел построить себе небольшой домик на средства, полученные за совершение нескольких открытий. Однако королем охотников за кометами был Жан-Луи Понс, который в течение трех первых десятилетий XIX в. открыл около тридцати комет (он начал свою карьеру привратником Марсельской обсерватории). Для этого не требовалось слишком мощного оборудования, во всяком случае на этапе открытия, поэтому это можно назвать своеобразным спортом, в котором первенство часто доставалось любителям. Только в течение последних двух или трех десятилетий XX в. открытия профессионалов наконец отодвинули в тень работу любителей.

Но кометные исследования не исчерпывались только охотой за ними. Тем, кто работал в области небесной механики, хватало проблем. Например, Лаплас затратил невероятные усилия на объяснение того, почему в плоскости орбиты Юпитера скопилось так много короткопериодических комет. Хьюберт Энсон Ньютон из Йеля, оттолкнувшись от предположения Лапласа об их исходном случайном распределении, рассчитал вероятность захвата комет Юпитером. Он пришел к выводу, что вероятность будет крайне мала – может быть, один на миллион, – но это не является препятствием, если существуют миллионы комет, пускай даже большинство из них будет утрачено. Если было или есть сейчас миллионы комет, то откуда они берутся? В 1932 г. Эрнст Эпик, эстонец, поработавший впоследствии в Гарварде, задался вопросом о том, на каком расстоянии от Солнца кометы еще могут удерживаться солнечной гравитацией, достаточной для того, чтобы не начать двигаться к другим звездам. В ответе он получил 60 000 астрономических единиц; если есть кометное облако, то оно должно находиться в пределах такого радиуса. Другие астрономы продолжили исследование орбит комет, часто искажаемых из‐за близкого прохождения от планет, а также особенностей их происхождения. Наиболее успешным теоретиком в этой области был Ян Оорт.

Как мы увидим в следующей главе, Оорт уже приобрел значительный опыт, занимаясь динамикой звезд в Галактике. В 1950 г. он сформулировал теорию, согласно которой кометы попадают к нам из огромного облака, состоящего из миллиардов малых тел, обращающихся вокруг Солнца на расстоянии около 60 000 астрономических единиц. Согласно его выводу, они и образуют кометы, отправляясь на близкие к Солнцу орбиты, когда их исходные траектории возмущаются проходящими вблизи звездами. Идея Оорта заключалась в том, что последующее возмущение со стороны массивных планет может привести к существенному уменьшению орбиты с гораздо более короткими интервалами между возвращениями в околосолнечную область. (Подробности см. на ил. 219.) Вскоре эта гипотеза «облака Оорта» или «облака Эпика – Оорта» получила широкое признание. Постепенное накопление данных и изобретение электронных компьютеров сделало гораздо более простым делом исправление параметров модели Оорта, чем это позволяла делать исходная формулировка. Согласно оценкам Брайана Дж. Марсдена и его коллег по Смитсоновской астрофизической обсерватории в Кембридже (штат Массачусетс), из комет с хорошо известными параметрами с периодом более 250 лет только порядка 10 процентов прилетели из внешнего пространства, остальные удерживаются гравитацией Солнца. Что касается захвата комет Юпитером (проблема Лапласа), то вероятность такого события меньше, чем примерно 1:500. Действительно, большие планеты, как уже было сказано, несут ответственность за выталкивание комет из Солнечной системы, воздействуя на них гравитационной пращой – разновидностью «гравитационного маневра» (используя более современный термин), сегодня часто применяемого для разгона космических аппаратов, направляемых во внешние пределы нашей планетной системы. С появлением этих межпланетных зондов, предназначенных для преследования и даже бомбардировки тех объектов, которым они подражают, наступила следующая фаза кометных исследований.