Сравнивая астероиды с кометами, мы не будем входить в детали тех физических процессов, которые совершаются в головах и хвостах комет. Отметим лишь, что непрерывно обновляющиеся атмосферы комет находятся главным образом под действием солнечного излучения — электромагнитного и корпускулярного. Роль первого сводится не только к нагреву кометного ядра и, так сказать, к стимуляции всех активных процессов, наблюдаемых в кометах. Давление солнечных лучей — вот та отталкивательная сила, которая заставляет кометные хвосты (кроме аномальных) направляться в сторону, противоположную Солнцу. Обычного, светового давления оказывается, однако, недостаточно для объяснения тех огромных отталкивательных ускорений, которые свойственны частицам хвостов I типа. Здесь главная роль принадлежит иному фактору — корпускулярному излучению Солнца.
Поток корпускул (в основном протонов), выброшенных Солнцем, несет с собою так называемое «вмороженное» магнитное поле. Хотя напряженность его весьма невелика (порядка 10-4 — 10-5 эрстед), взаимодействие этого поля с плазмой головы кометы и ее хвостов при их встрече оказывается весьма существенным. Как показали исследования последних лет, такими взаимодействиями удается объяснить не только форму хвостов I типа и отталкивательные ускорения, в них наблюдаемые, но и многие другие кометные явления.
Два-три десятилетия назад, когда физическая природа комет была изучена плохо, высказывались гипотезы о близком родстве (если не тождественности) комет и астероидов. Ссылались при этом на старинные наблюдения В. Гершеля и Шретера, якобы видевших Цереру и Палладу окруженными какими-то туманными оболочками. Приводили и более свежие (1928 г.) наблюдения Комаса-Сола, уверявшего, что ему удалось различить туманные оболочки у астероидов Океаны и Эльзы. С другой стороны, указывали на уникальную комету Швассмана — Вахмана, обращающуюся вокруг Солнца по слабо вытянутому эллипсу между орбитами Юпитера и Сатурна. Некоторые же из комет (например, 1913 III) имели еле различимые комы.
Никаких постоянных газовых оболочек у астероидов, безусловно, нет. Наоборот, атмосферы комет — наиболее характерная и всегда наблюдаемая деталь этих небесных тел. Ядра комет — рыхлые снегоподобные образования с твердыми мелкими частицами. Все малые планеты — монолиты, напоминающие в этом отношении или спутники планет, или метеориты. Лишь некоторые кометные орбиты несколько напоминают орбиты астероидов (например, орбита кометы Отерма). В целом же по всей совокупности своих элементов орбиты комет и астероидов не имеют между собою почти ничего общего. Так, например, большие полуоси орбит почти всех астероидов заключены в пределах от 2,2 до 3,6 а. е. Иная картина у комет: среднее значение полуосей орбит короткопериодических комет равно 5,9 а. е. Что же касается долгопериодических комет (а таковых большинство), то их полуоси в десятки и сотни раз превосходят полуоси орбит астероидов.
Столь же велики различия и в распределении эксцентриситетов. Около 98% астероидов обладает орбитами, эксцентриситеты которых не превышают 0,33. Между тем даже у короткопериодических комет (за отдельными исключениями) эксцентриситеты больше 0,4. К этому можно добавить, что и по распределению долгот перигелиев, узлов и наклонений кометы скорее «дополняют» астероиды, чем обнаруживают с ними какое-либо сходство. В небесной механике рассматривается величина, называемая постоянной Якоби. Можно доказать, что если несколько небесных тел имеют общее происхождение, то постоянные Якоби должны быть для них весьма близки друг к другу. Объясняется это тем, что, несмотря на возмущения, которым подвергаются первоначальные орбиты, их постоянные Якоби почти неизменны.
Физический смысл постоянной Якоби достаточно прост. Представьте себе астероид, движущийся под действием тяготения Солнца и Юпитера (притяжением остальных тел пренебрегаем). Считается при этом, что Солнце и Юпитер обращаются вокруг общего центра их масс по круговым орбитам. Если рассматривать движение астероида относительно Юпитера и Солнца, то в таком относительном движении полная энергия астероида и будет постоянной Якоби.
Эти теоретические выводы много раз успешно выдерживали опытную проверку. Так, скажем, у астероидов одного и того же семейства постоянные Якоби почти тождественны. Есть ли сходство в постоянных Якоби у комет и астероидов — вот вопрос, от решения которого зависит окончательный вывод о родстве этих небесных тел.
Постоянные Якоби для астероидов и комет определялись многими исследователями, причем убедительные результаты были получены еще в 1939 г. А. Н. Чибисовым (для астероидов) и Т. В. Водопьяновой (для комет). Для астероидов постоянная Якоби h оказалась заключенной в сравнительно узких пределах. Различие h для комет и астероидов очевидно. Этот последний аргумент лишь дополняет сказанное выше о несходстве комет и астероидов по всем физическим признакам. Небесная механика лишь подтверждает тот вывод, что между кометами и астероидами нет ничего общего. Эти малые тела Солнечной системы имеют и разную физическую природу, и различное происхождение.
По современным представлениям, наша планетная система со всех сторон окружена исполинским облаком, состоящим из множества глыб «загрязненного» (т. е. имеющего твердые включения) льда. Каждая такая ледяная глыба — потенциальное кометное ядро. Подлетев близко к Солнцу, оно нагреется, обзаведется газовой головой, хвостами, т. е., иначе говоря, превратится в типичную комету. Но такие случаи не часты и большинство потенциальных кометных ядер, составляющих это «облако Оорта», имеет эллиптические орбиты с полуосями от 50 до 150 тыс. а. е. При этом вытянутости орбит и их наклоны к плоскости земной орбиты весьма разнообразны. Как показал в 1964 г. известный ленинградский астроном Г А. Чеботарев, под действием возмущений со стороны ядра Галактики и отдельных близких звезд глыбы из облака Оорта могут или навсегда покинуть Солнечную систему по гиперболической орбите, или, наоборот, приблизиться к Солнцу и превратиться в обычную короткопериодическую комету. Этот последний вариант теоретически обоснован в работах рижского теоретика К. А. Штейнса.
Перейдя на короткопериодическую орбиту, потенциальное кометное ядро обзаводится комой, затем хвостом и таким образом становится на путь непрерывного разрушения. С каждым пролетом вблизи Солнца комета теряет вещество своего ядра. Встреча этого ядра со случайным метеоритом может превратить ядро в совокупность мелких осколков — не это ли произошло со знаменитой кометой Биелы? Впрочем, для некоторых комет с очень рыхлыми ядрами и близкими к Солнцу перигелиями разрушающим может оказаться просто солнечный жар. Так или иначе блеск комет, как это установил еще несколько десятилетий назад известный советский исследователь комет С. К. Всехсвятский, с каждым оборотом вокруг Солнца уменьшается и нужно всего 150—200 оборотов, чтобы комета деградировала полностью. Эти выводы, впрочем, не бесспорны. Ленинградский исследователь Г А. Чеботарев считает, что возраст комет может быть в сотни и тысячи раз большим.
Возможно, что источником пополнения комет служат не только те многочисленные ледяные глыбы, которые сохранились на периферии Солнечной системы. Как полагает С. К. Всехсвятский, взрывные эруптивные процессы на больших планетах и их спутниках могут привести к выбросу в межпланетное пространство глыб, покрытых льдом. Под действием солнечного излучения каждая из этих глыб имеет все шансы превратиться в комету.