Что такое кометы?

1В закладки

Солнечная система – необъятное и очень интересное место. Помимо Солнца и крупных планет, она заполнена сотнями тысяч мелких осколков, оставшихся после её формирования : карликовыми планетами, астероидами, кометами.

В этой статье речь пойдёт о кометах.

Кометы – это твёрдые тела диаметром в несколько километров, которые вращаются вокруг Солнца по весьма вытянутой орбите. Кометы можно описать как «грязные снежки», содержащие смесь пыли и замёрзших газов.


Теория «грязного снежка» принадлежит американскому учёному Фреду Лоуренсу Уипплу. Согласно данной теории, твёрдый участок кометы – не что иное, как соединение льда и фрагментов вещества метеоритного состава. В 1950 и в 1951 годах вышли две статьи Уиппла в Astrophysical Journal, в которых и была предложена эта концепция.


Когда комета приближается к Солнцу, часть льда – возможно, менее 1 процента – испаряется, создавая оболочку из газа и пыли, которая окутывает твёрдое тело (ядро). Эта оболочка, называемая комой, может достигать миллиона километров в поперечнике. Под воздействием солнечного ветра этот материал образует хвост кометы. Длина такого хвоста может превышать расстояние, отделяющее Землю от Солнца.

Невооруженным глазом кома яркой кометы выглядит звездообразной – крошечный шарик света, окружённый сиянием. Хвост (или хвосты) кометы веером выходит из комы. Визуально, самым ярким и широким считается пылевой хвост, газовый более прямой, узкий и часто более слабый. Внутри комы, невидимый как невооруженным глазом, так и самыми мощными телескопами, находится маленькое ледяное тело, ответственное за это грандиозное представление – ядро кометы.

Чем комета отличается от астероида

В течение многих лет астрономы разделяли кометы и астероиды на отдельные категории. Кометы – это большие космические объекты состоящие из замороженных газов, камней и пыли, которые живут в отдалённых уголках Солнечной системы. Иногда, благодаря гравитационному толчку, они попадают во внутреннюю область системы, нагреваясь и устраивая шоу .

Астероиды представляют собой небольшие скалистые тела, большая часть которых находятся в скоплении между Марсом и Юпитером. Считается, что астероиды формировались ближе к Солнцу (например в поясе астероидов), там где воде и газам из-за сильного солнечного излучения трудно оставаться в твёрдом виде. Кометы же формировались на задворках системы — в поясе Койпера и облаке Оорта. Этим и объясняются такие различия в составах тел.

Пояс Койпера и облако Оорта лежат за орбитой Нептуна, то есть за пределами 30 а.е.

Иccлeдoвaниe кoмeт

Древнекитайские названия комет отражают их внешний вид. Комета с хвостом называлась «звёздной метлой» (huixing), а комета без видимого хвоста – «пушистой звездой» (poxing). До середины 1400-х годов китайцы проводили наиболее подробные и полные наблюдения за кометами. Уже в 200 году до н. э. они официально нанимали специальных наблюдателей, чтобы записывать и интерпретировать любые новые знамения на небесах. И уже тогда (примерно за девять столетий до европейских коллег) было замечено, что хвосты всех комет направлены в сторону противоположную Солнцу. Однако интерес китайцев к кометам объяснялся их астрологической значимостью как признаков грядущих перемен.

Древние греки называли комету с удлинённым хвостом «бородатой звездой» (aster pogonias), а комету без хвоста – «косматой звездой» (aster kometes). Отсюда происходит наименование «комета». Аристотель рассматривал их как огненное атмосферное явление, которое следует ставить в одну категорию к метеорам и полярному сиянию. Римский философ Сенека, живший в I веке н. э. в споре с Аристотелем писал:

Я не могу согласиться, что комета — это только зажжённый огонь, это, скорее, одно из вечных творений природы… Комета имеет собственное место между небесными телами…, она описывает свой путь и не гаснет, а только удаляется. Не будем удивляться, что законы движения комет ещё не разгаданы; придёт время, когда упорный труд откроет нам скрытую сейчас правду…

Аугсбургская книга чудес, 1552

Для многих их появление было предупреждением о надвигающейся засухе или предвестником смерти правителей и их наследников. По мере распространения этих идей, кометы стали восприниматься не столько как предзнаменование катастрофы, сколько как её причина. В Средние века они рассматривались как огненное разложение воздуха, очаги горячих загрязненных паров, которые могли принести землетрясения, болезни и голод.

То же самое происходит и с кометами: если появляется на небе какой-нибудь редкостный огонь необычных очертаний, всякий из нас, не обращая внимания на прочие светила, горит желанием узнать, что это такое, дивиться ли этому явлению или бояться. Ибо нет недостатка в любителях напугать, толкующих комету как зловещее предзнаменование. Так что народ кидается расспрашивать, пытается разузнать, знамение это или просто звезда.

Сенека, «О природе»

Комета Галлея, сфотографированная 8 мая 1910 года доктором Г. В. Ричи с помощью 60-дюймового (1,5-метрового) телескопа в обсерватории Маунт-Уилсон, Калифорния. Показаны голова кометы и начало её длинного хвоста. Короткие прямые полосы — это фоновые звёзды.

Некоторые из этих идей были подвергнуты серьёзному сомнению, когда великая комета 1577 года привлекла внимание датского астронома Тихо Браге. Он задался вопросом: почему хвосты комет всегда направлены в сторону от Солнца, если она является атмосферным явлением. Он измерил положение кометы относительно звёзд в разное время в течение ночи в попытке найти её параллакс – ключ к истинному расстоянию объекта от Земли. Его наблюдения, которые показали, что комета находится за пределами Луны, но не так далеко, как Венера, помогло активизировать научные исследования комет. Более чем столетие спустя Исаак Ньютон доказал, что кометы подчиняются законам движения планет Иоганна Кеплера, и пришёл к выводу:

Кометы – это своего рода планеты, вращающиеся по очень эксцентрическим орбитам вокруг Солнца.

Наблюдения за кометой 1682 года, в конечном счёте, устранили все сомнения. В этот год Эдмунд Галлей женится и переселяется в пригород Лондона Айлингтон, где и оборудует свою обсерваторию. Здесь он наблюдает новую яркую комету, за которой следит вся Европа. И этой комете было суждено обессмертить его имя.

Эдмунд Галлей

На основе собственных наблюдений этой кометы и анализа достоверных записей о наблюдениях комет за
предшествовавшие 300 лет, Галлей составил первый каталог из 24 комет, включавший рассчитанные им элементы их орбит. Анализируя эти данные, Галлей заметил близкое совпадение орбитальных элементов у трёх комет, появлявшихся в 1531, 1607 и 1682 гг.
Он предположил, что это может быть одна и та же комета.

Я вполне склонен допустить что комета 1531 года, наблюдаемая Апианом, та же, что и комета 1607 года, описанная Кеплером и Лонгомонтаном, и, наконец, та же самая, которую я открыл и тщательно наблюдал в 1682 году. Вследствие этого я могу предсказать с достаточной точностью её ближайшее появление в 1758 году; если это предсказание осуществится и комета действительно появится, то, по моему мнению, не должно более оставаться ни малейшего сомнения в том, что и другие кометы должны вернуться.

Уверенность Галлея оказалась вполне обоснованной — первая комета, возвращение которой было предсказано, была вновь замечена 25 декабря 1758 года. С тех пор она известна как комета Галлея.

Комета Галлея движется по эллиптической орбите в направлении, противоположном направлению вращения планет.

Номенклатура

Обычно кометы получают имена в честь своих первооткрывателей. Всё чаще этими первооткрывателями становятся специализированные программы по обнаружению малых тел или солнечные обсерватории. Многочисленные кометы были названы в честь проекта Lincoln Near Earth Asteroid Research (LINEAR) Массачусетского технологического института в Бостоне, программ Near Earth Asteroid Tracking (NEAT) от Лаборатории реактивного движения в Пасадене (Калифорния) и Lowell Observatory Near-Earth Object Search (LONEOS), проводимой обсерваторией Лоуэлла во Флагстаффе, Аризона.

Темпы открытия комет за последние десятилетия более чем удвоились – в среднем с дюжины в год в конце 1980-х до примерно 30 в год в первые годы 21 века. Спутник Sun-monitoring Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) к настоящему времени обнаружил уже 4000 комет. Это число увеличивается в среднем на 80 в год, что делает SOHO самым продуктивным охотником за кометами в истории.

Фотография космического аппарата SOHO перед запуском

Иногда несколько комет носят одно и то же имя (например, 9 комет Шумейкеров — Леви или 24 кометы NEAT); их отличают по порядковому номеру или по полному названию. Порядковый номер состоит из одной буквы: C (долгопериодическая комета) или P (короткопериодическая комета), за которой следует год открытия и заглавная буква, указывающая на полумесяц, в котором произошло открытие. Например, A обозначает дату с 1 по 15 января, B – с 16 по 31 января и так далее. (Буква I не используется, чтобы избежать путаницы с более ранней номенклатурой, которая использовала римские цифры). После этого обозначения следует число, представляющее порядок обнаружения в течение полугода. Поэтому комета Галлея, которая была первой обнаруженной во второй половине октября 1982 года, получила обозначение P/1982U1.

Астрономы накопили подробную информацию о более чем тысячах комет. Из них около 10 процентов – это короткопериодические кометы, они совершают оборот вокруг Солнца менее чем за 200 лет. Комета Галлея – самый яркий и известный член этой группы. Остальная популяция состоит из долгопериодических комет, которым требуется более 200 лет, чтобы вернуться во внутреннюю Солнечную систему. Поэтому поклонники комет связывают свои надежды с неожиданным прибытием пока ещё неизвестной долгопериодической кометы.

Насколько яркой она будет?

Важнейшие факторы влияющие на яркость кометы:

  • расстояние от Солнца при ближайшем приближении
  • расстояние от Земли

Для примера: комета Галлея представляла собой впечатляющее зрелище в 1910 году, но её прибытие в 1986 — было одним из самых незрелищных за всю историю. Главное различие между этими двумя явлениями заключалось в расстоянии кометы от Земли. Всё объясняется тем, что в феврале 1986 года, во время прохождения перигелия Земля и комета Галлея были по разную сторону от Солнца, что не позволило наблюдать комету в период наибольшей яркости, когда размер её хвоста был максимален.

Каору Икея и Цутому Секи независимо друг от друга обнаружили эту комету 18 сентября 1965 года с интервалом почти в 15 минут

Ещё одним примером важности расстояния была комета IRAS–Araki–Alcock (C/1983 H1) в 1983 году. Небольшая и относительно неактивная комета, она была впервые обнаружена спутником IRAS в конце апреля и первоначально идентифицирована как астероид. В начале мая любители Геничи Араки из Японии и Джордж Алкок из Англии самостоятельно обнаружили объект. Вскоре комету можно было наблюдать невооруженным глазом, и 12 мая комета пронеслась мимо Земли на расстоянии 0,0312 А.Е. (2,9 миллиона миль или 4,7 миллиона километров). Размер головы кометы достигал двух лунных диаметров, а её движение было ясно видно наблюдателям, которые сравнивали его движение с движением минутной стрелки на часах.

Космические полёты к кометам

Являясь сохранившимися кирпичиками первичного стройматериала солнечной системы, кометы представляют огромный интерес для геологии, химии и биологии. Предположительно именно кометы доставили в древности на Землю основную часть воды её гидросферы. Учёные-планетологи изучают кометы по той же причине, по которой палеонтологи изучают ископаемые: взглянуть на древнее прошлое. И что может быть лучше для изучения комет, чем непосредственно посетить их? Япония, Европейское космическое агентство (ЕSА) и Советский Союз начали исследование комет в 1985 году, отправив свои миссии к комете Галлея.

Миссия Комета
(расчётное время встречи)
International Comet Explorer (ICE) 21P/Giacobini- Zinner (Сентябрь 1985)
VEGA-1
VEGA-2
GIOTTO
SUISEI
SAKEGAKI
ICE
1P/ Галлея (Март 1986)
GIOTTO 26P/Grigg-Skjelerupp
Deep Space 1 9P/Borrelli (23 сентября 2001)
STARDUST 81P/Wild 2 (2 января 2004)
Deep Impact 9P/Tempel 1 (Июль 2005)
ROSETTA 67P/Churyumov-Gerasimenko (Август 2014)
Международный исследователь комет (известный как «Эксплорер-59», и ISEE-3) Википедия

International Comet Explorer. Основной целью миссии NASA было изучения взаимодействия между магнитным полем Земли и солнечным ветром. После выполнения основной миссии (в точке Лагранжа L1), было решено продлить её. Аппарат был послан к комете Джакобини — Циннера и комете Галлея и стал первым космическим кораблём, пролетевшим сквозь хвост кометы.

Международный проект «Вега»
Роскосмос

АМС «Вега-1» и «Вега-2». Советские автоматические межпланетные станции для для изучения атмосферы Венеры и кометы Галлея. 6 и 9 марта 1986 года «Веги» прошли на расстоянии 8890 и 8030 км от ядра кометы. Они сделали около полутора тысяч снимков кометы, а также изучили её состав и характеристику движения.

Полётный блок Giotto в INTESPACE в Космическом центре в Тулузе.
ESA

Giotto. Миссия ESA, цель полёта которой был пролёт мимо ядра кометы Галлея и его изучение. Giotto был первым космическим аппаратом ЕSА в дальнем космосе, исследовавшим кометы Галлея и Григга–Скьеллерупа. Запущенная ракетой-носителем «Ариан-1» 2 июля 1985 года, станция проработала 7 лет.

Первоначально известный как MS-T5 («Сакигакэ»)
NASA

Сакигакэ («Пионер»). Первая японская автоматическая межпланетная станция. «Сакигакэ» собирал данные о комете, однако не имел на борту устройств для передачи изображений.

Аппарат «Deep Space 1» был запущен 24 октября 1998 года
NASA

Deep Space 1. Во многом экспериментальная автоматическая межпланетная станция, основной целью полёта которой было испытание двенадцати образцов новейших технологий, способных значительно снизить стоимость и риски космических проектов. После проведения тестов, аппарат сблизился с астероидом Брайль и кометой Борелли, изучив их и передав данные на Землю.

Stardust — дословно «звёздная пыль»
NASA

Stardust. Основная цель миссии состояла в том, чтобы собрать образцы кометы и вернуть их на Землю для лабораторного анализа.15 января 2006 года контейнер успешно приземлился в пустыне штата Юта. Позже, Stardust был отправлен на гелиоцентрическую орбиту, где находится в «ждущем режиме» и по сей день.

Название миссии схоже с названием кинофильма 1998 года Deep Impact
NASA

Deep Impact. Космический аппарат NASA, предназначенный для изучения кометы Темпеля 1. В отличие от предыдущих миссий, таких как Vega, Giotto и Stardust, космический аппарат Deep Impact, предназначался для изучения внутреннего состава кометы — аппарат впервые в истории сбросил на комету зонд, который протаранил её поверхность.

Первый космический аппарат, который вышел на орбиту кометы
ESA

Rosetta. Космический аппарат ЕSА Rosetta был запущен 2 марта 2004 года для исследования кометы Чурюмова-Герасименко. В 2014 году аппарат доставил на комету спускаемый зонд «Филы» для изучения её ядра и поверхности.

Источники:

Astronomy.com

Astronet.ru

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

27
Войдите, чтобы видеть ещё 4 комментария, участвовать в обсуждении и не видеть рекламу.
Джон Инспракер
Вечность назад

Оффтоп. В темном режиме фотографии отображаются с инвертированными цветами.

Показать скрытые комментарии

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

Отправить Отмена
[X]
If you were unable to log in, try this link.