Мир Знаний

Кометы (стр. 2 из 6)

Комета была обнаружена 25 декабря 1758 года саксонским любителем астрономии Иоганном Паличем в виде туманного пятнышка, медленно перемещавшегося среди звёзд. Она двигалась почти строго по расчётному пути.

12 марта 1759 года, за месяц до предсказанного срока, комета обогнула Солнце (прошла через перигелий), а затем снова стала удаляться в бездну.

Комета Галлея движется вокруг Солнца по вытянутой эллиптической орбите в направлении, противоположном движению Земли, то есть обладает обратным движением. В перигелии она сближается с Солнцем до расстояния q=0,587 а.е.( то есть ближе чем Венера), а в афелии удаляется до Q=35,31 а.е. за орбиту Нептуна.

Комета Галлея появлялась в 1835 и в 1910 годах, причём после изучения древних и средневековых летописей установлено, что её появление в 1910 году было двадцать девятым, зафиксированным в истории астрономии.

При своём тридцатом возвращении к Солнцу комета Галлея была обнаружена на фотографиях 16 октября 1982 года в виде слабого размытого пятнышка в созвездии Малого Пса, именно там, где её ожидали по предварительным вычислениям. Она прошла перигелий 9 февраля 1986 года в 14.00. по московскому времени со скоростью 54,5 км/с относительно Солнца.

Видимая яркость комет во многом зависит от их расстояния от Солнца, которое освещает комету, и от Земли, с которой ведутся наблюдения. Очередное возвращение кометы Галлея к перигелию ожидается в ноябре 2061 года, 28 июля.

Параболические кометы.

Среди наблюдавшихся комет были такие, которые не принадлежат Солнечной системе, они прошли вблизи Солнца по параболическим или гиперболическим орбитам и ушли в межзвёздное пространство. К ним относятся кометы 1944 IV, 1951 II и 1965 VIIIИкейи-Секи. Такие кометы называют параболическими.

Периодические кометы.

Кометы, принадлежащие Солнечной системе, называются периодическими.

Они движутся вокруг Солнца по орбитам с самыми различными эксцентриситетами и наклонениями к плоскости земной орбиты. Их движение бывает как прямым(в направлении движения Земли), так и обратным.

Подразделение комет по периодам обращения.

Периоды обращения комет крайне различны, и по ним кометы подразделяются на долгопериодические, с периодом обращения более 200 лет, и короткопериодические, с меньшими периодами.

Среди долгопериодических имеются яркие и слабые кометы, а короткопериодические – только слабые, они не видны невооружённым глазом.

Эллиптические орбиты долгопериодических комет очень вытянуты. Некоторые из таких комет удаляются от Солнца на сотни и тысячи астрономических единиц и каждый оборот вокруг него завершают за тысячи и десятки тысяч лет.

Есть кометы, движущиеся по орбитам, близким к круговым (комета Швассмана-Вахмана-1, комета Энке ).

Около ста короткопериодических комет с периодами примерно от 5 до 10 лет образуют группу, называемую семейством Юпитера. Афелии орбит этих комет расположены вблизи орбиты Юпитера.

Все эти кометы движутся в прямом направлении по орбитам с малым наклонением, не превышающим 30 градусов.

Существуют также кометы семейств Сатурна, Урана и Нептуна.

Возмущения со стороны планет.

Орбиты комет подвержены возмущениям со стороны планет, в особенности массивных, Юпитера и Сатурна. Эти возмущения могут значительно изменить орбиту кометы. Так, Отерма, открытая в 1943 году, принадлежала семейству Юпитера, обращалась вокруг Солнца по почти круговой орбите. С 1964 года она принадлежит семейству Сатурна, обращается по вытянутой орбите. А комета Смирновой-Черных, открытая в 1975 году, наоборот, ранее проходила свой путь за орбитой Юпитера, а сейчас обращается почти по окружности между орбитами Марса и Юпитера.

Сейчас, используя электронно-вычислительную технику, имеется возможность учитывать возмущения от планет, следить за изменениями кометных орбит и заранее предвычислять даты появления известных периодических комет.

Вдали от Солнца кометы не видны, но, приближаясь к нему и всё более освещаясь его лучами, становятся доступны наблюдениям. Часто кометы обнаруживаются в телескопы и на фотографиях в виде туманных пятен, и только лишь впоследствии, и то не всегда, у них развивается хвост.

Структура комет.

В структуре комет различают голову, состоящую из звездообразного на вид ядра, окутанного оболочкой или комой, и хвост. Самой яркой частью кометы является её ядро, яркость комы ослабевает от ядра к периферии, а наименьшую яркость имеет хвост, конец которого размыт и теряется на фоне ночного неба.

Диаметр головы кометы иногда достигает сотен тысяч километров, а хвосты простираются на десятки и сотни миллионов километров.

Кометное ядро представляет собой ледяную глыбу, состоящую из смеси замёрзшей воды и замороженных газов с вкраплениями тугоплавких каменистых и металлических частиц. Образно говоря, оно похоже на «загрязнённый айсберг». Вначале комета похожа на шарообразную туманность – бледное туманное пятнышко. С приближением к Солнцу ядро постепенно нагревается, кометные «льды» начинают интенсивно испаряться и вместе с пылью окутывают ядро и образуют кому. Вместе с ядром она составляет голову кометы. Ядро отражает солнечный свет, поэтому его спектр сначала тождествен солнечному. Но чем ближе комета подходит к Солнцу, тем сильнее прогревается её ядро, и в его спектре появляются яркие линии паров металлов, наиболее часто – натрия, кальция, железа, магния, что доказывает присутствие в ядрах тугоплавких веществ. Ультрафиолетовое излучение Солнца возбуждает газы, образующие кому, и вызывает флюоресцентное свечение. Поэтому в спектре комы присутствуют яркие полосы нейтральных газовых молекул (азота, циана, углекислого газа, метана и другие).

Все эти сведения о кометах, получаемые ранее из наземных наблюдений, полностью подтверждены исследованиями кометы Галлея, проведёнными с пролётных космических аппаратов «Вега-1» и «Вега-2» в 1984 году.

В процессе исследований выяснилось, что ядро кометы Галлея представляет собой сплошную глыбу неправильной формы размерами 14х7,5х7,5 км, похожую в одном сечении на картофелину, а в другом – на башмак . Оно вращается с периодом около 52 часов вокруг малой оси. Отражательная способность поверхности ядра менее 5%, так как ядро покрыто тонким плотным слоем пыли, но кажется ярким из-за освещения его солнечными лучами. В дни исследования кометы(март 1986 года) поверхность её ядра была нагрета солнечными лучами до +100С и из него бурно выделялись пары воды, что полностью подтверждает современные представления о ледяной природе ядер комет. Вместе с водяными парами из ядра выбрасывались молекулы углерода, оксидов углерода, углекислого газа, циана, гидроксила, а также мельчайшие твёрдые пылинки(массой 10 г и менее), состоящие из углерода, натрия, кальция, магния, никеля, железа с примесью силикатов. Подсчитано, что с обогреваемой Солнцем поверхности ядра ежесекундно испаряется примерно 40т газа и пыли, в том числе около 30т водяных паров. Эти газы и пыль, окружающие ядро кометы, образуют её кому размерами до 1,3млн.км. Из ионизованных солнечным излучением газовых молекул возникает плазма, переходящая вместе с пылью в хвост, тянущийся в пространстве до 30млн.км.

Хвост кометы возникает из комы под действием давления солнечных лучей и солнечного ветра. По мере приближения кометы к Солнцу усиливается выделение из ядра газов и пыли, образующих кому, возрастает и давление на неё, а поэтому увеличивается длина хвоста. Хвосты комет направлены обычно в сторону, противоположную Солнцу. Это обстоятельство указывает на существование особой силы, исходящей от Солнца и отталкивающей кометное вещество – это давление солнечного света на молекулы газов и пылинки, выделяющиеся из кометного ядра.

Формы кометных хвостов.

Форма кометных хвостов зависит от соотношения гравитационных сил и сил отталкивания, воздействующих на частицы хвоста.

Существует несколько подробных классификаций форм кометных хвостов, но до сих пор пользуются наиболее простой, предложенной русским астрофизиком Ф.А.Бредихиным (1831-1904 гг) и развитой советским астрофизиком С.В.Орловым (1880-1958 гг). В ней различается пять типов хвостов .

Хвосты Iо типа прямолинейные; силы отталкивания почти в 1000 раз превышают силу солнечной гравитации; состоят из лёгких ионизованных газов и образуются, главным образом, под воздействием магнитного поля солнечного ветра. Солнечный ветер – это струи плазмы, непрерывно истекающие из солнечной короны в межпланетное пространство. Открыт этот ветер был уже в наше время с помощью космических аппаратов, но первыми засвидетельствовали его кометы. Стремительные потоки корпускул солнечного вещества, наталкиваясь на газы и пары в голове кометы, ионизуют их – создают плазму – и уносят кометную плазму на больших скоростях прочь от Солнца. И чем сильнее дует ветер, тем прямее и длиннее у кометы хвост.

Хвосты I типа почти прямолинейны и слегка отклонены назад (в сторону, противоположную направлению движения кометы ); силы отталкивания в 10-100 раз превышают силу солнечной гравитации; состоят из ионизованных и нейтральных газов и наблюдаются наиболее часто.

Хвосты II типа значительно изогнуты назад; силы отталкивания не намного превышают силу тяготения; состоят из мельчайшей пыли с примесью газов.

Хвосты IIо типа прямые, но сильно отклонены назад; силы отталкивания почти равны силе тяготения; образованы пылевыми частицами.

Хвосты аномальные направлены к Солнцу и состоят из более крупных пылевых частиц, на которых отталкивающее действие солнечных лучей и солнечного ветра не сказывается. Основное действие на такие частицы оказывает сила гравитации. Устремляясь под её влиянием к Солнцу, они образуют у кометы необычный, аномальный хвост.

В виде исключения встречаются кометы, имеющие одновременно несколько хвостов разных типов.