Так что же такое комета? Кометы — маленькие, хрупкие, неправильной формы, объекты, состоящие из смеси нелетучих компонентов и замерзших газов. Как правило, они следуют по сильно вытянутым орбитам вокруг Солнца. Большинство становятся видимыми, даже в телескопы, только тогда, когда они приближаются достаточно близко к Солнцу и подвергаются интенсивному излучению Солнца. Это вызывает испарение летучих газов, которые, в свою очередь, сдувают небольшие кусочки твердого материала. Эти материалы, окружающие ядро кометы в виде облака называются комой, которая может раздуться до размеров намного больше превышающих размеры планет, и под действием заряженных частиц солнечного ветра кома вытягивается виде длинного хвоста кометы из пыли и газа.
Яркий хвост кометы — это то, что вызывает восторг наблюдателя
Общие сведения о комете
Кометы — это холодные тела, и мы видим их только потому, что газы в коме и хвост светятся в результате отражения солнечного света от твердых частиц. Кометы являются постоянными членами семьи Солнечной системы, связанные с Солнцем гравитацией. Считается, что кометы произошли из того же материала, из которого образовалась Солнечная система, но это — оставшийся мусор, если можно так сказать, от образования планет. Но по последним данным, часть комет была притянута гравитацией Солнца из других звездных систем на раннем этапе формирования Солнечной системы. Это факт, что они, как считается, состоят из первоначального неизменного материала делает их чрезвычайно интересными для изучения, так как позволяет узнать об условиях на раннем этапе существования Солнечной системы. Это настоящие хранители времени.
Размеры и форма комет
Кометы очень малы по размеру по сравнению с планетами планетами. Их средний диаметр обычно составляет от 750 метров до 20 километров. В последнее время были найдены более далекие кометы, возможно, имеющие диаметр до 300 километров или больше, но и эти размеры все еще малы по сравнению с планетами. Планеты имеют сферическую форму, как правило, слегка выпуклые на экваторе. Кометы имеют неправильную форму. Последние данные свидетельствуют о том, что кометы являются очень хрупкими. Их прочность на растяжение составляет только около 1000 дин / см ^ 2. Вы можете взять большой кусок материала кометы и разорвать его двумя руками, как вроде плохо уплотненный снежный ком.
Орбиты комет
Кометы, конечно, должны подчиняться тем же универсальные законам движения как и все другие объекты. Орбиты планет вокруг Солнца почти круговые, а орбиты комет довольно вытянутой формы. Их дальняя точка от Солнца (афелий) находится вблизи орбиты Юпитера, ближайшая точка (перигелий), находится гораздо ближе к Земле. Например, у кометы Галлея, афелий находится за орбитой Нептуна.
Другие кометы приходят из более далеких районов Солнечной системы и чтобы сделать один полный оборот вокруг Солнца им потребуются тысячи и даже сотни тысяч лет. Если комета приближается близко к Юпитеру, она подвергается его сильному гравитационному влиянию и орбита кометы иногда меняется радикально. Это пример того, что случилось с кометой Шумейкера-Леви.
Более полный ответ, на вопрос, «Что такое кометы?» дадут результаты миссии космического аппарата Розетта. Данную миссию по изучению комет проводит Европейское космическое агенство. Подробнее об этой миссии читайте здесь.
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).
Начиная с 1994г в название кометы входит год открытия, буква, обозначающая половину месяца, в котором произошло открытие, и номер открытия в этой половине месяца. Перед обозначением кометы ставят префикс, указывающий на природу кометы. Используются следующие префиксы:
Обозначения комет с 1994 года
P/ — короткопериодическая комета
Комета Хейла – Боппа C/1995 O1
Кометой Тевфика X/1882 K1
Комета Биэлы 3D/Biela 6.65
Пример: C/1995 O1 Долгопериодическая комета /1995 г./1 открытая в Августе
Размеры и форма комет
Когда астрономы говорят о размерах кометы, то под этим подразумевают размеры ядра кометы. Размеры комет лежат в широком диапазоне. Обычно ядра комет не превышают 10-15 км в поперечнике, а чаще всего имеют размеры 1-5 км. У кометы Лавджоя, ядро составляло 120 м., у кометы Хейла-Боппа ядро было не менее 70 км в диаметре.Но такие кометы большая редкость
Классификация кометных орбит
20 комет расстояние Долгопериодические- (почти параболические) Т>200 лет
Комета ISON — долгопериодическая околосолнечная комета
Комета достигла блеска 10.7m при длине хвоста 17,4’ самая яркая его часть пока что имеет длину ≈9′.
Комета ISON пролетает сквозь Солнце В период с 28 ноября в 00:08 на 29 ноября в 08:39 Источник NASA 29 ноября 2013 года
Орбита и скорость
На рисунке показаны эллиптические орбиты двух комет, а также почти круговые орбиты планет и параболическая орбита. На расстоянии, которое отделяет Землю от Солнца, круговая скорость равна 29,8 км/с, а параболическая – 42,2 км/с.
Вблизи Земли скорость кометы Энке равна 37,1 км/с, а скорость кометы Галлея – 41,6 км/с; именно поэтому комета Галлея уходит значительно дальше от Солнца, чем комета Энке.
Движение ядра кометы полностью определяется притяжением Солнца. Форма орбиты кометы, зависит от ее скорости и расстояния до Солнца.
(vp) = 1,4 vc – орбита параболическая
Средняя скорость тела обратно пропорциональна квадратному корню из его среднего расстояния до Солнца (a). Если скорость всегда перпендикулярна радиусу-вектору, направленному от Солнца к телу, то орбита круговая, а скорость называют круговой скоростью (vc) на расстоянии a.
Скорость ухода из гравитационного поля Солнца по параболической орбите (vp) в 1,4 раз больше круговой скорости на этом расстоянии. Если скорость кометы меньше vp, то она движется вокруг Солнца по эллиптической орбите и никогда не покидает Солнечной системы.
Но если скорость превосходит vp, то комета один раз проходит мимо Солнца и навсегда покидает его, двигаясь по гиперболической орбите
Люди давно замечали странные светящиеся объекты в небе и задумывались, откуда они берутся и что означают. Первое задокументированное упоминание о космических телах датируется 240 годом до нашей эры.
Раньше кометы считались плохим знаком, предвещающим войны и всевозможные катастрофы, но благодаря астрономам сегодня человечество лишилось этого предрассудка. Однако до сих пор учёные знают далеко не всё об этих космических телах.
Сегодня неизвестна достоверная информация об их происхождении, но предположения об этом высказываются уже давно. Наиболее известными являются следующие гипотезы:
Другие гипотезы не получили широкого распространения и известны лишь в узких астрономических кругах.
Состав и строение
Газовые компоненты в составе космического тела представлены атомами водорода, кислорода, углерода, серы, натрия, железа, кобальта и никеля. Кроме того, в нём присутствуют молекулы воды, двухатомного кислорода, трёхатомного углерода, угарного газа, формальдегида, циана, ацетонитрила, а также некоторые ионы. В строении кометы выделяют три основные части:
Также иногда комета может направить короткий хвост в сторону Солнца. Это явление называется термином «антихвост».
Семейства и виды
Кометы вращаются вокруг Солнца по орбитам. Ближайшая к этой звезде точка на орбите называется перигелием. Если она находится на малом расстоянии от Солнца, тогда комета входит в группу околосолнечных. В этой группе насчитывается несколько семейств:
Семейство Крейца является самым крупным и включает в себя более 80% всех околосолнечных комет. Его представители считаются частями одной большой кометы, распавшейся несколько столетий назад. В зависимости от количества прохождений перигелия выделяют два вида комет:
Также примерно раз в десятилетие появляется великая (другое название — большая) комета. Она отличается от всех остальных яркостью, к тому же имеет большое ядро и подлетает близко к Солнцу. Чаще всего она бывает долгопериодической, поскольку яркость свечения снижается при частых приближениях к Солнцу, но встречаются и короткопериодические великие кометы.
Одна из наиболее известных больших комет носит имя открывшего её в 2006 году астронома Макнота. Она была самой яркой за последние четыре десятилетия.
Кроме того, существуют небесные тела, имеющие характеристики и особенности как комет, так и астероидов, и попадающие в списки и тех и других. Одним из семи таких тел является Хирон, открытый в 1977 году. Его название прекрасно отражает двойственную природу космического объекта, ведь Хирон, согласно фессалийской мифологии, являлся кентавром — получеловеком и полуконём.
Правила присвоения имён
Кометам, которые удалось зафиксировать, обязательно дают названия. До XX века удавалось открыть относительно малое количество этих космических тел, поэтому и имена им давали солидные, включающие в себя следующие данные:
Пример названия по всем правилам выглядит так — 1957 f =1957 IX (комета Латышева-Вильда-Бэрнхема). Иногда в номенклатуре не ограничивались даже такими подробными данными и включали в название дополнительные уточнения, например, о яркости или сезоне года. Так появилась «Большая январская комета 1910 года».
В январе 1995 года от таких пространных наименований отказались. Теперь они звучат лаконично, например, «Большая январская комета 1910 года» по новым правилам называется просто С/1910 А1. Расшифровывается это таким образом:
Конечно, эти официальные названия не могут полностью вытеснить традиционные. Очень многие «хвостатые звёзды» люди знают по фамилиям их первооткрывателей или учёных, вычисливших их орбиты.
Интересные факты
Согласно определению, комета — это одновременно небесное тело и астрономический объект. Эти термины часто воспринимаются как синонимы, но это не всегда так. Обычно тело — это обособленная единица (планета или звезда). Объект — образование из нескольких структур (галактика).
Казалось бы, комета — это единое физическое тело, но её можно обозначить и как объект, если воспринимать ядро, кому и хвост в виде самостоятельных структур. Одним из доказательств такой самостоятельности отдельных частей является тот факт, что иногда под действием магнитных полей в солнечном ветре хвост отделяется от ядра, как это случилось в 2009 году с кометой Лулинь.
Необычными также являются орбиты, по которым движутся эти небесные тела. Если планеты прокладывают путь в космосе по практически правильному кругу, то траектория комет настолько вытянута, что похожа на параболу. Так происходит, поскольку их ядра вступают в гравитационное взаимодействие с сильно отличающимися от них по массе планетами. При этом скорость движения увеличивается, и орбита становится вытянутой.
Другой интересный факт о кометах касается их хвоста и заключается в том, что на деле за небесным телом тянется целых два шлейфа, один из которых по направлению перпендикулярен Солнцу, а другой искривлён к орбите. Первый состоит из светящихся голубоватым цветом газов, второй — из космической пыли.
Вероятная опасность для Земли
Кроме того, ряд исследователей считает, что глобальные катастрофы в биосфере планеты, сопровождавшиеся массовым вымиранием подавляющего большинства видов, возникли в результате столкновения с многокилометровыми ядрами космических тел.
Тем не менее у человечества нет серьёзных поводов для беспокойства. Масса большинства кометных ядер в миллиард раз меньше веса Земли, а интервал возможных столкновений планеты с довольно крупными кометами оценивается в 1,3—1500 миллиона лет в зависимости от диаметра ядра. Вероятность столкновений так низка благодаря гравитации Юпитера, который притягивает небесные объекты в свою атмосферу, где они сгорают.
Также в истории Земли были и прохождения через кометный хвост, причём последний раз это случилось в мае 1910 года. Но поскольку плотность вещества в кометном шлейфе ничтожна, а молекулы циана, угарного газа и других ядовитых элементов из него застревают в верхних слоях атмосферы, никаких изменений в движении планеты и экологических катастроф это не инициировало.
Кометы — чудесное, хотя теоретически и опасное явление космоса, которое человечеству придётся ещё долго исследовать. Особенно большое значение это имеет для астрономов, но не связанные с наукой о Вселенной люди тоже должны иметь представление об этих астрономических объектах. По этой причине изучать их ребёнок начинает ещё в 5 классе на уроках географии или природоведения.
Чтобы разобраться с данным понятием, следует отталкиваться от орбит комет. Немало этих космических тел проходит через Солнечную систему.
Рассмотрим подробно особенности комет:
Особенности строения комет
Описание кометы можно распределить на характеристики ядра, комы и хвостовой части объекта. Это говорит о том, что нельзя назвать изучаемое небесное тело простой конструкцией.
Ядро кометы
Практически вся масса кометы заключена именно в ядре, которое является наиболее сложным объектом для изучения. Причина состоит в том, что ядро скрыто даже от самых мощных телескопов материей светящегося плана.
Существует 3 теории, которые по-разному рассматривают строение ядра комет:
Кома кометы
Вместе с ядром голову кометы формирует кома, которая представляет из себя туманообразную оболочку светлого цвета. Шлейф такой составляющей кометы тянется на довольно большое расстояние: от ста тысяч до почти полутора миллионов километров от основы объекта.
Можно обозначить три уровня комы, которые выглядят следующим образом:
Хвост кометы
Хвост кометы — это уникальное по своей красоте и эффектности зрелище. Обычно направляется он от Солнца и выглядит в виде газо-пылевого шлейфа вытянутой формы. Четких границ такие хвосты не имеют, и можно сказать, что их цветовая гамма близка к полной прозрачности.
Федор Бредихин предложил классифицировать сверкающие шлейфы по таким подвидам:
Основные разновидности комет
Виды комет можно разграничить по времени их обращения вокруг Солнца:
Самые известные кометы Солнечной системы
Существует большое количество комет, которые проходят через Солнечную систему. Но есть наиболее известные космические тела, о которых стоит поговорить.
Комета Галлея
Комета Галлея стала известна благодаря наблюдениям за ней известного исследователя, в честь которого она и получила свое название. Отнести ее можно к короткопериодическим телам, потому что возвращение ее к главному светилу исчисляется периодом в 75 лет. Стоит отметить изменение этого показателя в сторону параметров, которые колеблются в пределах 74-79 лет. Знаменитость ее заключается в том, что это первое небесное тело такого типа, орбиту которого удалось рассчитать.
Безусловно, некоторые долгопериодические кометы более эффектны, но 1P/Halley реально наблюдать даже невооруженным глазом. Этот фактор делает подобное явление уникальным и популярным. Практически тридцать зафиксированных появлений этой кометы порадовали сторонних наблюдателей. Периодичность их напрямую зависит от гравитационного влияния крупных планет на жизнедеятельность описанного объекта.
Скорость кометы Галлея по отношению к нашей планете поражает, потому что превышает все показатели деятельности небесных тел Солнечной системы. Сближение земной орбитальной системы с орбитой кометы можно наблюдать в двух точках. Это приводит к двум пыльным образованиям, которые в свою очередь формируют метеоритные потоки под названием Аквариды и Ореаниды.
Если рассматривать структуру подобного тела, то она мало чем отличается от других комет. При приближении к Солнцу наблюдается образование сверкающего шлейфа. Ядро кометы относительно мало, что может свидетельствовать о груде обломков в виде строительного материала для основы объекта.
Насладиться необыкновенным зрелищем прохождения кометы Галлея можно будет летом 2061 года. Обещается лучшая видимость грандиозного явления по сравнению с более чем скромным визитом в 1986 году.
Комета Хейла-Боппа
Это достаточно новое открытие, которое было сделано в июле 1995 года. Два исследователя Космоса обнаружили эту комету. Причем, эти ученые вели отдельные друг от друга поиски. Существует множество разных мнений касательно описываемого тела, но специалисты сходятся на версии, что оно является одной из самых ярких комет прошлого столетия.
Феноменальность данного открытия заключается в том, что в конце 90-х годов комету наблюдали без специальных аппаратов в течение десяти месяцев, что само по себе не может не удивлять.
Оболочка твердого ядра небесного тела довольно неоднородна. Обледеневшие участки не перемешанных газов соединены с углеродной окисью и прочими природными элементами. Обнаружение минералов, которые характерны для структуры земной коры, и некоторые метеоритные образования лишний раз подтверждают, что комета Хейла-Бопа возникла в пределах нашей системы.
Влияние комет на жизнедеятельность планеты Земля
Существует много гипотез и предположений относительно этой взаимосвязи. Есть некоторые сравнения, которые носят сенсационный характер.
Исландский вулкан Эйяфьятлайокудль начал свою активную и разрушительную двухгодичную деятельность, которая удивила многих ученых того времени. Случилось это практически сразу после того, как знаменитый император Бонапарт увидел комету. Возможно, это совпадение, но есть и другие факторы, которые заставляют задуматься.
Ранее описываемая комета Галлея странно повлияла на активность таких вулканов, как Руис (Колумбия), Тааль (Филиппины), Катмай (Аляска). Свое воздействие от этой кометы почувствовали люди, проживающие рядом с вулканом Коссуин (Никарагуа), который начал одну из самых разрушительных деятельностей тысячелетия.
Комета Энке стала причиной мощнейшего извержения вулкана Кракатау. Все это может зависеть от солнечной активности и деятельности комет, которые провоцируют при своем приближении к нашей планете некоторые ядерные реакции.
Падение комет является довольно редким. Однако некоторые специалисты считают, что Тунгусский метеорит относится как раз к подобным телам. В качестве аргументов они приводят такие факты:
На рисунке показаны эллиптические орбиты двух комет, а также почти круговые орбиты планет и параболическая орбита. На расстоянии, которое отделяет Землю от Солнца, круговая скорость равна 29,8 км/с, а параболическая – 42,2 км/с.
