Почему у комет есть хвосты?

Формирование хвоста [ править ]

Орбита кометы показывает разные направления газовых и пылевых хвостов, когда комета проходит мимо Солнца.

Во внешних областях Солнечной системы кометы остаются замороженными, и их чрезвычайно трудно или невозможно обнаружить с Земли из-за их небольшого размера. Статистическое обнаружение неактивных кометных ядер в поясе Койпера было получено в результате наблюдений космического телескопа Хаббл но эти обнаружения были подвергнуты сомнению и еще не получили независимого подтверждения. Когда комета приближается к внутренней части Солнечной системы, солнечное излучение заставляет летучие вещества внутри кометы испаряться и вытекать из ядра, унося с собой пыль. Потоки пылии газ, высвобождаемый таким образом, образует огромную, чрезвычайно разреженную атмосферу вокруг кометы, называемую комой , а сила, действующая на кому со стороны радиационного давления Солнца и солнечного ветра, вызывает образование огромного хвоста , направленного в сторону от Солнца.

Каждый поток пыли и газа формирует свой собственный отдельный хвост, направленный в несколько разных направлениях. Пыльный хвост остается на орбите кометы таким образом, что часто образует изогнутый хвост, называемый противохвостом , только тогда, когда кажется, что он направлен к Солнцу. В то же время ионный хвост, состоящий из газов, всегда направлен вдоль линий тока солнечного ветра, поскольку на него сильно влияет магнитное поле плазмы солнечного ветра. Ионный хвост следует за силовыми линиями магнитного поля, а не по орбитальной траектории. Параллакс, наблюдаемый с Земли, иногда может означать, что кажется, что хвосты направлены в противоположные стороны.

Теория относительности

Номенклатура

За минувшие столетия правила именования комет неоднократно меняли и уточняли. До начала XX века большинство комет называлось по году их обнаружения, иногда с дополнительными уточнениями относительно яркости или сезона года, если комет в этом году было несколько. Например, «Большая комета 1680 года», «Большая сентябрьская комета 1882 года», «Дневная комета 1910 года» («Большая январская комета 1910 года»).

После того как Галлей доказал, что кометы 1531, 1607 и 1682 годов — это одна и та же комета, и предсказал её возвращение в 1759 году, данная комета стала называться кометой Галлея. Вторая и третья известные периодические кометы получили имена Энке и Биэлы в честь учёных, вычисливших их орбиты, несмотря на то, что первая комета наблюдалась ещё Мешеном, а вторая — Мессье в XVIII веке. Позже периодические кометы обычно называли в честь их первооткрывателей. Кометы, наблюдавшиеся лишь в одном прохождении перигелия, продолжали называть по году появления.

В начале XX века, когда открытия комет стали частым событием, было выработано соглашение об именовании комет, которое остается актуальным до сих пор. Комета получает собственное имя только после того, как её обнаружат три независимых наблюдателя. В последние годы множество комет открывается с помощью инструментов, которые обслуживают большие команды учёных; в таких случаях кометы именуются по инструментам. Например, комета была независимо открыта спутником IRAS и любителями астрономии Гэнъити Араки (яп. 荒貴源一) и (англ. George Alcock). В прошлом, если одна группа астрономов открывала несколько комет, к именам добавляли номер (но только для периодических комет), например, кометы Шумейкеров — Леви 1—9. Сейчас рядом инструментов ежегодно открывается множество комет, что сделало такую систему непрактичной. Вместо этого используют специальную систему обозначения комет.

До 1994 года кометам сначала давали временные обозначения, состоявшие из года их открытия и латинской строчной буквы, которая указывает порядок их открытия в данном году (например, была девятой кометой, открытой в 1969 году, и при открытии получила временное обозначение 1969i). После того, как комета проходила перигелий, её орбита надежно устанавливалась, и комета получала постоянное обозначение, состоявшее из года прохождения перигелия и римского числа, указывавшего на порядок прохождения перигелия в данном году. Так, комете 1969i было дано постоянное обозначение 1970 II (вторая комета, прошедшая перигелий в 1970 году).

По мере увеличения числа открытых комет эта процедура стала очень неудобной. В 1994 году Международный астрономический союз одобрил новую систему обозначений комет. Сейчас в название кометы входит год открытия, буква, обозначающая половину месяца, в котором произошло открытие, и номер открытия в этой половине месяца. Эта система похожа на ту, которая используется для именования астероидов. Таким образом, четвёртая комета, открытая во второй половине февраля 2006 года, получает обозначение 2006 D4. Перед обозначением кометы ставят префикс, указывающий на природу кометы. Используются следующие префиксы:

• P/ — короткопериодическая комета (то есть комета, чей период меньше 200 лет, или которая наблюдалась в двух или более прохождениях перигелия);
• C/ — долгопериодическая комета;
• X/ — комета, достоверную орбиту для которой не удалось вычислить (обычно для исторических комет);
• D/ — кометы разрушились или были потеряны;
• A/ — объекты, которые были ошибочно приняты за кометы, но реально оказавшиеся астероидами.

Например, комета Хейла — Боппа, первая комета, открытая в первой половине августа 1995 года, получила обозначение C/1995 O1.

Обычно после второго замеченного прохождения перигелия периодические кометы получают порядковый номер. Так, комета Галлея впервые была обнаружена в 1682 году. Её обозначение в том появлении по современной системе — 1P/1682 Q1.

Кометы, которые при обнаружении были определены как астероиды, сохраняют буквенное обозначение — например, [источник не указан 537 дней].

В Солнечной системе имеется семь тел, которые числятся и в списке комет, и в списке астероидов. Это (2060) Хирон (95P/Хирон), (4015) Вильсон — Харрингтон (107P/Вильсона — Харрингтона), (7968) Эльст — Писарро (133P/Эльста — Писарро), (60558) Эхекл (174P/Эхекл), (118401) LINEAR (176P/LINEAR), (323137) 2003 BM₈₀ (282P/2003 BM₈₀) и (300163) 2006 VW₁₃₉ (288P/2006 VW₁₃₉).

Что собой представляют кометы?

Галлей установил важнейший факт — кометы являются членами Солнечной системы и обращаются вокруг Солнца.

Однако мы не можем наблюдать их постоянно, как другие малые планеты, потому что у них совсем другие орбиты — вытянутые настолько, что некоторые из них подходят к Солнцу ближе, чем Меркурий, а затем удаляются до самого пояса Койпера.

Существуют кометы, которые на один оборот затрачивают целые тысячелетия, и на памяти человечества появляются на земном небе всего однажды.

Что же собой представляют небесные тела, которые древние греки нарекли словом «комета», означающим в переводе «косматая»?

Основная масса кометы сосредоточена в небольшом плотном ядре, которое состоит из льдов воды, аммиака и метана, в которые вкраплены мелкие твердые частицы — пылинки и песчинки.

Пока комета находится в далеких от Солнца холодных областях Солнечной системы или даже за ее пределами, ядро выглядит как небольшой астероид, окруженный светлой туманной оболочкой — ее называют «кома».

С приближением к нашей звезде ядро начинает разогреваться, льды испаряются, и газы выбрасываются из ядра, прихватывая с собой твердые частицы.

У кометы образуется хвост, вернее, два хвоста — газовый и пылевой, которые под действием солнечного ветра вытягиваются в сторону, противоположную Солнцу.

Иногда газовый и пылевой хвост приобретают различные формы — частицы веществ, из которых они состоят, по-разному реагируют на солнечное излучение, а длина хвостов порой достигает 200 и более млн км.

Хвосты комет не имеют резких очертаний и практически прозрачны — сквозь них хорошо видны звезды. Газ и мельчайшие пылинки в них чрезвычайно разрежены, и наблюдать их мы можем только благодаря их собственному свечению под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца.

Как заметил один из астрономов, по сути, это «видимое ничто».

Сегодня астрономам известны более 400 комет с коротким периодом обращения, причем 200 из них удалось наблюдать дважды и трижды.

Комментарии

Внешние ссылки [ править ]

Строение комет[править | править код]

Основные газовые составляющие комет

Ядроправить | править код

Основная статья:

Ядро — твёрдая часть кометы, в которой сосредоточена почти вся её масса. Ядра комет на данный момент недоступны телескопическим наблюдениям, поскольку скрыты непрерывно образующейся светящейся материей.

Комаправить | править код

Основная статья:

1. Внутренняя (молекулярная, химическая и фотохимическая) кома. Здесь происходят наиболее интенсивные физико-химически процессы.
2. Видимая кома (кома радикалов).
3. Ультрафиолетовая (атомная) кома.

Хвостправить | править код

Основная статья:

У ярких комет с приближением к Солнцу образуется «хвост» — слабая светящаяся полоса, которая в результате действия солнечного ветра чаще всего направлена в противоположную от Солнца сторону.

Бредихин предложил относить хвосты комет к основным трём типам: прямые и узкие, направленные прямо от Солнца; широкие и немного искривлённые, уклоняющиеся от Солнца; короткие, сильно уклонённые от центрального светила.

Астрономы объясняют столь различные формы кометных хвостов следующим образом. Частицы, из которых состоят кометы, обладают неодинаковым составом и свойствами и по-разному отзываются на солнечное излучение. Таким образом, пути этих частиц в пространстве «расходятся», и хвосты космических путешественниц приобретают разные формы.

Состав и структура кометы

Ядро кометы Галлея впервые было изучено с близкого расстояния автоматическими космическими зондами. Если ранее человек мог наблюдать за нашей гостьей только через телескоп, рассматривая ее на расстоянии 28 06 а. е., то теперь снимки получились с минимального расстояния, чуть более 8000 км.

На деле оказалось, что ядро у кометы имеет относительно небольшие размеры и по своему виду напоминает обычный картофельный клубень. Исследуя плотность ядра, становится ясно, что это космическое тело не является монолитом, а представляет собой груду обломков космического происхождения, тесно связанных силами гравитации в единую структуру. Гигантская каменная глыба не просто летит в космическом пространстве, кувыркаясь в разные стороны. У кометы имеется вращение, которое составляет, по разным данным, 4-7 суток. Причем вращение направлено в сторону движения кометы по орбите. Судя по снимкам, ядро имеет сложный рельеф, на котором присутствуют впадины и холмы. На поверхности кометы был даже обнаружен кратер космического происхождения. Даже несмотря на малый объем информации, полученный на снимках, можно предположить, что ядро кометы является большим фрагментом другого космического тела больших размеров, некогда существовавшего в облаке Оорта.

Впервые комета была сфотографирована в 1910 году. Тогда же были полученные данные спектрального анализа состава комы нашей гостьи. Как оказалось, в процессе полета по мере приближения к Солнцу, с нагреваемой поверхности небесного тела начинают испаряться летучие вещества, представленные замершими газами. К водяному пару добавляются пары азота, метана и оксида углерода. Интенсивность выделения и испарения приводит к тому, что размер комы кометы Галлея превосходит размеры самой кометы в тысячи раз — 100 тыс. км. против 11 км среднего размера. Вместе с испарениями летучих газов, высвобождаются частицы пыли и мелкие фрагменты ядра кометы. Атомы и молекулы летучих газов преломляют солнечный свет, образуя эффект флуоресценции. Пыль и крупные фрагменты рассеивают отраженный солнечный свет в космическом пространстве. В результате происходящих процессов, кома кометы Галлея является самым ярким элементом этого небесного тела, обеспечившим его хорошую видимость.

Следует различать три типа кометных хвостов:

• кометный хвост I типа (ионный);
• кометный хвост II типа;
• хвост III типа.

Под воздействием солнечного ветра и излучения происходит ионизация вещества, создающего кому. Заряженные ионы под давлением солнечного ветра вытягиваются в длинный хвост, длина которого превышает сотни млн. км. Малейшие колебания солнечного ветра или снижение интенсивности солнечного излучения приводит к частичному обрыву хвоста. Нередко подобные процессы могут привести к полному исчезновению хвоста космической странницы. Такое явление астрономы наблюдали с кометой Галлея в 1910 году. Ввиду огромной разницы в скорости движения заряженных частиц, составляющих хвост кометы, и орбитальной скорости небесного тела, направление развитие хвоста кометы располагается строго в обратную сторону от Солнца.

По своей интенсивности и частоте выброса пылевые хвосты кометы — явление кратковременное. Если ионный хвост кометы, флуоресцируя, дает фиолетовое свечение, то пылевые хвосты II и III типа имеют красноватый оттенок. Для нашей гостьи характерно наличие хвостов всех трех типов. С первыми двумя астрономы знакомы достаточно хорошо, тогда как хвост третьего типа был замечен лишь в 1835 году. В последний свой визит комета Галлея наградила астрономов возможностью наблюдать два хвоста: первого и второго типа.

Изучение комет

Люди всегда проявляли особый интерес к кометам. Их необычный вид и неожиданность появления служили в течение многих веков источником всевозможных суеверий. Древние связывали появление в небе этих космических тел со светящимся хвостом с предстоящими бедами и наступлением тяжёлых времён.

Появление кометы Галлея в 1066 году. Фрагмент гобелена из Байё, ок. 1070 года

В эпоху Возрождения в немалой степени благодаря Тихо Браге кометы получили статус небесных тел. В 1814 году Лагранж выдвинул гипотезу, что кометы произошли в результате извержений и взрывов на планетах, в XX веке эту гипотезу развивал С. К. Всехсвятский. Лаплас же считал, что кометы происходят из межзвездного пространства.

Исчерпывающее представление о кометах астрономы получили благодаря успешным «визитам» в 1986 г. к комете Галлея космических аппаратов «Вега-1» и «Вега-2» и европейского «Джотто». Многочисленные приборы, установленные на этих аппаратах, передали на Землю изображения ядра кометы и разнообразные сведения о её оболочке. Оказалось, что ядро кометы Галлея состоит в основном из обычного льда (с небольшими включениями углекислых и метановых льдов), а также пылевых частиц. Именно они образуют оболочку кометы, а с приближением её к Солнцу часть из них — под давлением солнечных лучей и солнечного ветра — переходит в хвост.

Размеры ядра кометы Галлея, как правильно рассчитали учёные, равны нескольким километрам: 14 — в длину, 7,5 — в поперечном направлении.

Ядро кометы Галлея имеет неправильную форму и вращается вокруг оси, которая, как предполагал ещё немецкий астроном Фридрих Бессель (1784—1846), почти перпендикулярна плоскости орбиты кометы. Период вращения оказался равен 53 часам — что опять-таки хорошо согласовалось с вычислениями астрономов.

В 2005 космический аппарат НАСА «Дип Импакт» сбросил на комету Темпеля 1 зонд и передал изображения её поверхности.

В России

Сведения о кометах появляются уже в древнерусском летописании в Повести временных лет

Летописцы обращали на появление комет особое внимание, поскольку их считали предвестницами несчастий — войны, мора и т. д. Однако какого-то особого названия для комет в языке древней Руси не существовало, поскольку их считали движущимися хвостатыми звездами

В 1066 году, когда описание кометы впервые попало на страницы летописей, астрономический объект именовался «звезда велика; звезда привелика, луце имуши акы кровавы, въсходящи с вечера по заходе солнецьном; звезда образ копииныи; звезда… испущающе луча, еюже прозываху блистаньницю».

Слово «комета» проникает в русский язык вместе с переводами европейских сочинений о кометах. Его наиболее раннее упоминание встречается в сборнике «Бисер златый» («Луцидариус», лат. Lucidarius), представляющем собой нечто вроде энциклопедии, рассказывающей о мироустройстве. «Луцидариус» был переведен с немецкого языка в начале XVI века. Поскольку слово было новым для русских читателей, переводчик был вынужден пояснять его привычным наименованием «звезда»: «звезда комита дает блистание от себе яко луч». Однако прочно в русский язык понятие «комета» вошло в середине 1660-х годов, когда в небе над Европой действительно появлялись кометы. Это событие вызвало массовый интерес к явлению. Из переводных сочинений русский читатель узнавал, что кометы совсем не похожи на звезды. Отношение же к появлению небесных тел как к знамениям сохранялось как в России, так и в Европе вплоть до начала XVIII века, когда появились первые сочинения, отрицающие «чудесную» природу комет.

Освоение европейских научных знаний о кометах позволило русским учёным внести собственный вклад в их изучение. Во второй половине XIX века астроном Фёдор Бредихин (1831—1904) построил полную теорию природы комет, происхождения кометных хвостов и причудливого разнообразия их форм.

Основные разновидности комет

1. Короткопериодические кометы. Время обращения такой кометы не превышает 200 лет. На максимальной отдаленности от Солнца они не имеют хвостов, а только еле уловимую кому. При периодическом приближении к главному светилу шлейф появляется. Зафиксировано более четырехсот подобных комет, среди которых есть короткопериодичные небесные тела с термином обращения вокруг Солнца 3-10 лет.
2. Кометы с долгим периодом обращения. Облако Оорта, по мнению ученых, периодически поставляет таких космических гостей. Орбитальный термин данных явлений превышает отметку в двести лет, что делает изучение подобных объектов более проблематичным. Двести пятьдесят таких пришельцев дают основание утверждать, что на самом деле их миллионы. Не все из них настолько приближаются к главной звезде системы, что появляется возможность наблюдать за их деятельностью.

Номенклатура[править | править код]

До 1994 года кометам сначала давали временные обозначения, состоявшие из года их открытия и латинской строчной буквы, которая указывает порядок их открытия в данном году (например, комета 1969i была девятой кометой, открытой в 1969 году). После того, как комета проходила перигелий, её орбита надежно устанавливалась, после чего комета получала постоянное обозначение, состоявшее из года прохождения перигелия и римского числа, указывавшего на порядок прохождения перигелия в данном году. Так комете 1969i было дано постоянное обозначение 1970 II (вторая комета, прошедшая перигелий в 1970 году).

По мере увеличения числа открытых комет эта процедура стала очень неудобной. В 1994 году Международный астрономический союз одобрил новую систему обозначений комет. Сейчас в название кометы входит год открытия, буква, обозначающая половину месяца, в котором произошло открытие, и номер открытия в этой половине месяца. Эта система похожа на ту, которая используется для именования астероидов. Таким образом, четвёртая комета, открытая во второй половине февраля 2006 года получает обозначение 2006 D4. Перед обозначением кометы ставят префикс, указывающий на природу кометы. Используются следующие префиксы:

• P/ — короткопериодическая комета (то есть комета, чей период меньше 200 лет, или которая наблюдалась в двух или более прохождениях перигелия);
• C/ — долгопериодическая комета;
• X/ — комета, достоверную орбиту для которой не удалось вычислить (обычно для исторических комет);
• D/ — кометы разрушились или были потеряны;
• A/ — объекты, которые были ошибочно приняты за кометы, но реально оказавшиеся астероидами.

Почему у кометы есть хвост?

В центре кометы — ледяное ядро, диаметр которого может достигать
нескольких десятков километров. Как только комета приближается к Солнцу на расстояние,
примерно равное орбите Юпитера, ядро разогревается и начинает испаряться,
выбрасывая в окружающее пространство газообразное вещество с пылинками. Хвост может
растягиваться на десятки миллионов километров.

На самом деле у кометы всегда минимум два хвоста — свет отталкивает от кометы частицы пыли, в результаты образуется пылевой хвост,
одновременно солнечный ветер воздействует на газ, рождая красиво светящийся ионный
хвост. Обычно хвост кометы «смотрит» в противоположном Солнцу направлении.

Испаряются только легкоплавкие компоненты, железные и
силикатные пылинки остаются в ядре, что замедляет разрушение комет. Как только
небесное тело удалится от Солнца, ядро остынет и хвост исчезнет. Несмотря на
это, рано или поздно любая комета с периодической орбитой «погибнет», полностью
распавшись из-за воздействия Солнца.

Однако кометы никогда не исчезнут с неба над Землей — их
ряды постоянно пополняются из гипотетического облака Оорта. Гравитационное
воздействие массивных планет — Юпитера и Сатурна — вызывает перемещение ледяных
глыб из внешнего космоса, в итоге они «присваиваются» Солнечной системой и
начинают свое путешествие вокруг светила.

Отличие кометы от метеорита

Начнём с того, что комета представляет собой небольшое небесное тело, которое движется вокруг Солнца по значительно вытянутой орбите в виде конического сечения.Как известно, метеорит это упавшее, долетевшее до поверхности, небесное тело. Между прочим, он явно уступает кометным образованиям по весу и размеру.Таким образом, кометы и метеориты отличаются местоположением. Первые движутся в космическом пространстве, а вторые, наоборот, падают на земную поверхность. Другими словами, одни находятся выше других и их перемещение бесконечно.Стоит отметить, что существенная разница в движении космических тел и обуславливает то, чем они становятся и как проживают свою жизнь.

Орбита кометы Галлея

Из чего состоят кометы

Конечно, важным отличием, в первую очередь, является состав объекта. Так как от этого зависят все его характеристики, основные черты и свойства, а также будущее.По данным учёных, метеориты, которые были обнаружены на Земле, имеют разный состав. Но преимущественно в них содержатся различные руды, минералы, металлы и камень.А вот кометы это скопление льда и камня. К тому же у них имеется ядро, образованное твёрдыми частицами, и окруженное туманной оболочкой (комой).

Что интересно, именно приближаясь к Солнцу, вокруг её ядра образуется облако, то есть кома, а также после неё остаётся след (хвост). Они образуются из пыли и газа.Можно сказать, что кометы подвижные ледяные камни или глыбы, а метеориты остаточные частицы внеземных тел, попавшие на Землю. Разумеется, находясь в пространстве они перемещаются (как бы тогда они попали к нам), но в это время они являются астероидами, метеороидами и метеорами.

Комета (изображение)

Ядро и хвост

Происхождение

Поскольку метеориты, так сказать, остаточные, долетевшие до нас, частицы небесных тел, то очевидно, что они формируются в результате столкновений. Сначала, возможно, при ударе с другим объектом, а затем уже при попадании в атмосферу. Где, соответственно, происходит «столкновение» и трение, возгорание и удар о поверхности.В отличие от них кометные представители появляются в районе Солнечной системы из самых глубоких частей космоса. Если они и сталкиваются с чем-то, то наносят больший урон, чем получают.Как считают астрономы, кометы с долгим периодом обращения вокруг Солнца (более 200 лет) попадают в нашу систему из облака Оорта.По сути, многие метеоры, сгорающие в земной атмосфере, это частички кометных образований. В своё время они были потеряны от основного компонента.

Облако Оорта

Особенности номенклатуры

В течение последних нескольких столетий правила предоставления кометам названий несколько раз подвергались изменениям и уточнениям. До начала 20 века львиная доля тел получала наименования в соответствии с годом их обнаружения, яркостью, сезоном открытия (если количество обнаруженных тел было больше одного).

Однако впоследствии Галлею удалось доказать и подтвердить тот факт, что комета с разными названиями (1531, 1607 и 1682) – одна и та же. В итоге она стала именоваться находкой Галлея. После этого периодические объекты стали называть в соответствии с именами их первооткрывателей. Если же они наблюдались в рамках одного прохождения перигелия, их именовали в соответствии с годовым периодом наблюдения.

В начале 20 века такое тело, как комета, стало открываться достаточно часто. В итоге было создано соглашение о том, что кометы будут именоваться по принципу, актуальному до сих пор. В связи с этим объект наделяется собственным именем только после того, как будет обнаружен тремя наблюдателями, действующими вне зависимости друг от друга.

А Вы смотрели: Спутники планеты Уран, список названий

В последнее время открытие тел производится посредством специальных инструментов, обслуживаемых целыми группами учёных. Поскольку дать им наречение согласно именам первооткрывателей невозможно, их называют по оборудованию. Если одной группой астрономических специалистов открывалось несколько тел, к названиям добавлялся номер.

Схема образования двух типов хвостов кометы

Но сегодня, когда происходят наблюдения большого количества объектов, данная система является непрактичной. Поэтому учёные со всего мира договорились об использовании целой специальной системы. До 1994 года любая комета сначала получала временное обозначение, которое включало год открытия и строчную латинскую букву. Затем, когда происходило прохождение перигелия и надёжное установление орбиты комет, присваивалось постоянное обозначение.

Но с течением времени стали появляться всё более новые виды комет. Поэтому данная процедура стала крайне неудобной для астрономов. И в 1994 г. случилось одобрение новой системы, посредством которой обозначаются данные тела. Она действует до настоящего времени и предполагает, что в наименование входит год открытия, буква, номер открытия. Аналогичный принцип действует в отношении астероидов. Но прежде чем дать обозначение комете, специалисты ставят префикс, характеризующий её природу:

• «P» – короткопериодическое тело;
• «C» – долгопериодический объект;
• «X» – орбиты комет не вычислены;
• «D» – разрушение или потеря;
• «A» – причислены к кометам по ошибке.