Что такое комета?
Слово «комета» имеет греческое происхождение. Перевести его можно как «хвостатый», «волосатый», «лохматый».
Это определение точно характеризует небесное тело, так как «хвост» из газа и пыли — характерная примета большинства комет.
Что такое комета?
Комета — небесное тело, которое относительно других тел в космическом пространстве имеет сравнительно небольшую массу, обычно — неправильной формы, в составе — замёрзшие газы и нелетучие компоненты.
Кометы движутся в космосе по определенным орбитам. Орбита движения кометы вокруг Солнца представляет собой чрезвычайно вытянутый эллипс. В зависимости от того, на каком расстоянии от звезды находится комета, изменяется ее внешний вид.
Вдали от Солнца комета имеет вид размытого облака. При приближении к нему под действием солнечной тепловой энергии комета начинает испарять газ. Газ «сдувает» частички твёрдого вещества, составляющего комету, и они принимают вид облака вокруг ядра, образуя кому. Случается, что кома раздувается до огромных размеров.
Вследствие испарения и действия солнечного ветра у кометы «вырастает» хвост из пыли и газа, благодаря которому она получила свое название.
Характеристики комет
Условно комету можно разделить на три части — ядро, кома, хвост. Всё в кометах абсолютно холодное, а свечение их — лишь отражение солнечного света пылью и свечение ионизированного ультрафиолетом газа.
Ядро — самая тяжелая часть этого небесного тела. В нем сосредоточена основная масса кометы. Состав ядра кометы точно изучить довольно нелегко, так как на расстоянии, доступном телескопу, оно постоянно окружено газовой мантией. В связи с этим за основу теории о составе ядра кометы принята теория американского астронома Уипла.
По его теории ядро кометы представляет собой смесь замороженных газов с примесью различной пыли. Поэтому, когда комета приближается к Солнцу и нагревается, газы начинают «таять», образуя хвост. Однако есть и другие предположения о составе ядра.
Одно из них утверждает, что комета имеет рыхлую структуру из пыли с очень большими порами — этакая космическая «губка». «Губка» невероятно хрупка: если взять даже очень большой кусок кометы, то можно с лёгкостью его разорвать просто руками.
Хвост
Хвост кометы — самая ее выразительная часть. Он образуется у кометы с приближением к Солнцу. Хвост представляет собой светящуюся полоску, которая тянется от ядра в противоположную от Солнца сторону, «отдуваемый» солнечным ветром.
Состоит он из газов и пыли, которые испаряются с ядра кометы под действием всё того же солнечного ветра. Хвост ярко светится — благодаря ему мы и имеем возможность наблюдать полет этих небесных тел.
Отличия комет друг от друга
Друг от друга кометы отличаются по массе и размерам. Одни из них тяжелее, другие легче, но все равно эти небесные тела очень малы по сравнению с остальными телами во Вселенной. Кроме того, наблюдатель (если ему очень повезёт) может увидеть, что разные кометы имеют разное свечение и форму. Это зависит от того, какие газы испаряются с поверхности их ядер.
Хвост комет также может иметь различную длину и форму. У некоторых он тянется по всему видимому небу: в 1680 году жители Земли могли наблюдать Большую комету с хвостом 240 миллионов километров. Одни кометы имеют прямой и узкий хвост, другие — чуть искривлённый и широкий, отклоняющийся в сторону; третьи — короткий и выраженно искривлённый.
Отличия комет от астероидов
Астероиды так же, как и кометы, относятся к малым небесным телам. Однако астероиды превосходят кометы по величине: по международной классификации к ним относятся тела, чей диаметр превышает 30 м. До 2006 года астероид даже именовался малой планетой. Косвенно тому послужил и тот факт, что у астероидов бывают спутники.
Астероиды и кометы имеют ряд и других отличий друг от друга.
Во-первых, астероид и комета отличаются по своему составу. Астероид состоит преимущественно из металлов и скалистых пород, а комета, как мы уже знаем, из замёрзших газов и пыли.
Отсюда вытекает и второе различие – у астероида нет хвоста, так как с его поверхности нечему испаряться. В отличие от комет астероиды движутся по круговой орбите и стремятся объединиться в пояса.
И последнее — известных астероидов насчитывается несколько миллионов, тогда как комет — всего 3 572.
Кометы Солнечной системы
Понятие кометы как элемента Солнечной системы
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:
Как выглядит комета — смотрите на видео:
Тайна происхождения
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.
Кометы
Содержание
Общие сведения
Предположительно, долгопериодические кометы залетают к нам из Облака Оорта, в котором находятся миллионы кометных ядер. Тела, находящиеся на окраинах Солнечной системы, как правило, состоят из летучих веществ (водяных, метановых и других льдов), испаряющихся при подлёте к Солнцу.
На данный момент обнаружено более 400 короткопериодических комет. [1] Из них около 200 наблюдалось в более чем одном прохождении перигелия. Многие из них входят в так называемые семейства. Например, приблизительно 50 самых короткопериодических комет (их полный оборот вокруг Солнца длится 3—10 лет) образуют семейство Юпитера. Немного малочисленнее семейства Сатурна, Урана и Нептуна (к последнему, в частности, относится знаменитая комета Галлея).
Кометы, выныривающие из глубины космоса, выглядят как туманные объекты, за которыми тянется хвост, иногда достигающий в длину миллионов километров. Ядро кометы представляет собой тело из твёрдых частиц и льда, окутанное туманной оболочкой, которая называется комой. Ядро диаметром в несколько километров может иметь вокруг себя кому в 80 тыс. км в поперечнике. Потоки солнечных лучей выбивают частицы газа из комы и отбрасывают их назад, вытягивая в длинный дымчатый хвост, который волочится за ней в пространстве.
Яркость комет очень сильно зависит от их расстояния до Солнца. Из всех комет только очень малая часть приближается к Солнцу и Земле настолько, чтобы их можно было увидеть невооружённым глазом. Самые заметные из них иногда называют «Большими кометами».
Строение комет
Как правило, кометы состоят из «головы» — небольшого яркого сгустка-ядра, которое окружено светлой туманной оболочкой (комой), состоящей из газов и пыли. У ярких комет с приближением к Солнцу образуется «хвост» — слабая светящаяся полоса, которая в результате светового давления и действия солнечного ветра чаще всего направлена в противоположную от нашего светила сторону.
Хвосты комет не имеют резких очертаний и практически прозрачны — сквозь них хорошо видны звёзды, — так как образованы из чрезвычайно разрежённого вещества (его плотность гораздо меньше, чем плотность газа, выпущенного из зажигалки). Состав его разнообразен: газ или мельчайшие пылинки, или же смесь того и другого. Состав большинства пылинок схож с астероидным материалом солнечной системы, что выяснилось в результате исследования [2] кометы Вильда (2) космическим аппаратом «Стардаст». По сути, это «видимое ничто»: человек может наблюдать хвосты комет только потому, что газ и пыль светятся. При этом свечение газа связано с его ионизацией ультрафиолетовыми лучами и потоками частиц, выбрасываемых с солнечной поверхности, а пыль просто рассеивает солнечный свет.
Теорию хвостов и форм комет разработал в конце XIX века русский астроном Фёдор Бредихин (1831—1904). Ему же принадлежит и классификация кометных хвостов, использующаяся в современной астрономии.
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.
Кометы вблизи
Что представляют собой сами кометы? Исчерпывающее представление о них 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» протаранил комету Темпеля 1 и передал изображения её поверхности.
Кометы и Земля
Массы комет ничтожны — примерно в миллиард раз меньше массы Земли, а плотность вещества из их хвостов практически равна нулю. Поэтому «небесные гостьи» никак не влияют на планеты Солнечной системы. В мае 1910 Земля, например, проходила сквозь хвост кометы Галлея, но никаких изменений в движении нашей планеты не произошло.
С другой стороны, столкновение крупной кометы с планетой может вызвать крупномасштабные последствия в атмосфере и магнитосфере планеты. Хорошим и довольно качественно исследованным примером такого столкновения было столкновение обломков кометы Шумейкеров—Леви 9 с Юпитером в июле 1994 года.
