Для чего нужен браузер Комета


Солнечная система > Кометы > Ядро кометы

Ядро кометы – в каком состоянии находится ядро: из чего состоит вещество, строение кометы, сравнение ядер комет, размер, происхождение, связь с облаком Оорта.

Давайте разберемся, в каком состоянии находится ядро кометы и из чего состоит. Ядром кометы именуют целостную центральную кометную часть, которую обычно называют грязным снежком или ледяным комом. Состав ядра кометы включает скалистые обломки, пыль и замороженные газы. При повышении температуры происходит газовая сублимация и формирование атмосферного слоя вокруг ядра – кома. На нее начинают влиять солнечное радиационное давление и ветер, из-за чего вытягивается длинный хвост. Показатель альбедо для типичного хвоста составляет 0.04 (темнее угля).

Миссии Розетты и Филы показали, что ядро кометы 67Р/Чурюмова-Герасименко не располагает магнитным полем, а значит магнетизм мог и не повлиять на раннее формирование планетезималей. Спектрограф также вычислил, что электроны в черте 1 км отвечают за процесс деградации воды и молекул углекислого газа, высвобожденных из ядра в кому.

В 2020 году исследователи сообщили, что спущенный зонд Филы вывил минимум 16 органических соединений, где 4 впервые замечены на кометах.

Сравнения ядер некоторых комет

НаименованиеРазмеры, кмПлотность, гр/см3Масса, кг
Галлея15 × 8 × 80.63×1014
Темпеля 17.6×4.90.627.9×1013
19P/Борелли8×4×40.32×1013
81P/Вильда5.5×4.0×3.30.62.3×1013
67P/Чурюмова-Герасименко4,1×3,2×1,3 км (бо́льшая часть) 2,5×2,5×2,0 км (меньшая часть)0.4(1.0±0.1)×1013

Происхождение ядер комет

Полагают, что кометы (или их предшественники) появились в Солнечной системе за миллионы лет до планетарного формирования. Компьютерные модели показывают, что главные структурные особенности ядер могут объясняться небольшой скоростью аккреции слабых кометезималей. Сейчас большинство склоняются в гипотезе туманности, где кометы выступают остатками от изначальных планетарных строительных блоков.

Кометы могут прибывать из облака Оорта и рассеянного диска.

Сравнение размеров комет и некоторых других объектов

Сравнение размеров комет и некоторых других объектов

Что такое кометы?

Как и все в науке, кометы издавна ассоциировались со знаками Бога. В раннем возрасте кометы могли означать хорошие предзнаменования для некоторых королей, но плохой знак для других! В 1910 году люди в Чикаго закрыли свои окна в ответ на слух, что хвост кометы может ввести яд в атмосферу Земли. Однако наше нынешнее знание отбрасывает такие вымышленные идеи!

Кометы — это небесные тела, которые в основном состоят из льда. Обычное название, которое используют исследователи, — «снежные комья грязи». Они «снежные», потому что состоят изо льда, в то время как «грязный комок» указывает на присутствие большого количества пыли. Известно, что большинство этих комет вращаются вокруг Солнца, но они, как правило, обитают в отдаленной области Солнечной системы, называемой Облаком Оорта.

Строение кометы можно разделить на две части: ядро и кома . Ядро — это темная часть кометы, которая состоит из скалистого ядра и имеет на поверхности пыль, лед и различные газы. Эти газы чаще всего включают окись углерода, аммиак, двуокись углерода и метан. Блестящая часть, которая вылетает из ядра, называется комой. Слово происходит от латинского Comida, что означает «волосатый».

Размер ядер комет

Большая часть кометных ядер простирается на 16 км. Среди крупнейших комет стоит вспомнить C/2002 VQ94 (100 км), Хейла-Боппа (60 км), 29P (30.8 км), 109P/Свифта-Туттля (26 км) и 28P (21.4 км).

Ядро кометы Галлея (15 х 8 х 8 км) представлено равным соотношением льда и пыли.

В 2001 году Deep Space 1 осматривал ядро кометы Борелли (8 х 4 х 4 км) и выявил, что она достигает половины размера кометного ядра Галлея. Оно также напоминает картофелину и покрыто темным материалом.

Ядро Хейла-Боппа оценили в 20-60 км в диаметре. Она казалась яркой и показывалась без использования инструментов. Диаметр ядра P/2007 R5 достигает лишь 100-200 м.

Небольшие кентавры также вытягиваются на 250-300 км, среди которых выделяют три наиболее масштабных: Чарикло (258 км), Хирон (230 км) и 1995 SN55 (300 км).

Средняя плотность комет – 0.6 г/см3.

История исследований

Исследования космическими аппаратами

На настоящий момент мало комет, ядра которых наблюдались непосредственно. Использование космических аппаратов позволило исследовать их кому и ядра непосредственно, и получить крупноплановые снимки.

  • Комета Галлея стала первой кометой, исследованной с помощью космических аппаратов. 6 и 9 марта 1986 года «Вега-1» и «Вега-2» прошли на расстоянии 8890 и 8030 км от ядра кометы. Они передали 1500 снимков внутреннего гало и, впервые в истории, фотографии ядра, и провели ряд инструментальных наблюдений. Благодаря их наблюдениям удалось скорректировать орбиту следующего космического аппарата — зонда Европейского космического агентства «Джотто», благодаря чему удалось 14 марта подлететь ещё ближе, на расстояние 605 км. Также свой вклад в изучение кометы внесли и два японских аппарата: «Суйсэй» (пролёт 8 марта, 150 тысяч км) и «Сакигакэ» (10 марта, 7 млн км, использовался для наведения предыдущего аппарата). Все эти 5 космических аппаратов, исследовавших комету Галлея во время её прохода в 1986, получили неофициальное название «Армада Галлея».
  • С кометой Борелли 21 сентября 2001 года сблизился космический аппарат «Deep Space 1», получив наилучшие на тот момент снимки ядра кометы[2].
  • Комета Вильда 2 в 2004 году была исследована космическим аппаратом Стардаст. Во время сближения на расстояние до 240 км был выяснен диаметр ядра (5 км), зафиксированы 10 струй газа (джетов), извергающихся с его поверхности.
  • Комета Темпеля была основным объектом миссии НАСА «Дип Импакт». 4 июля 2005 года выпущенный зонд «Импактор» столкнулся с ядром, приведя к выбросу горных пород объёмом около 10 тыс. тонн.
  • Комета Хартли была вторым объектом исследования миссии «Дип Импакт», сближение произошло 4 ноября 2010 до расстояния 700 км. Были замечены мощные джеты, в которых отмечались крупные обломки вещества кометы размером с баскетбольный мяч.
  • С кометой Чурюмова-Герасименко в 2014 году сблизился космический аппарат «Розетта», 12 ноября 2014 произошла посадка спускаемого модуля «Филы» на ядро. До конца 2020 года «Розетта» будет сопровождать комету в полёте вокруг Солнца.

Состав ядер комет

Примерно 80% ядра кометы Галлея занято водяным льдом и 15% – замороженный монооксид углерода. Большая часть остатка – углекислый газ, аммиак и метан в замороженном состоянии. Исследователи думают, что остальные кометы по химическому составу напоминают комету Галлея, ядро которой также темное. Возможно, на поверхностном слое присутствует кора пыли и камней.

Анализ водяного пара Чурюмова-Герасименко показал существенное различие с земным. Соотношение дейтерия к водороду втрое выше, чем в земной воде. Поэтому вряд ли вода прибыла к нам с подобных комет. Можете рассмотреть, как выглядит фото ядра различных комет.

Изображение ядер некоторых комет

Вильда 2

Темпеля 1

Хартли

Боррелли

Чурюмова-Герасименко

*Нажмите на изображение, чтобы увеличить изображение

Структура комет

Некоторые из водяных паров в комете 67Р способны выйти из ядра, но примерно 80% из них реконструируются в слоях под поверхностью. А значит, тонкие и богатые на лед слои могли сформироваться из-за кометной активности и эволюции.

Зонд Филы показал, что пылевой слой способен достигать 20 см, а под ним скрываются твердый лед или же смесь льда и пылевых частиц. Прочность вырастает с приближением к ядру.

Максимально близкое изображение ядра кометы Чурюмова-Герасименко

Максимально близкое изображение ядра кометы Чурюмова-Герасименко

Расщепление комет

Процесс кометного расщепления показал, что ядра некоторых комет могут быть хрупкими. К примеру, это произошло в 1846 году с 3D/Биэлы, в 1992 году – Шумейкер-Леви 9, а также в 1995-2006 гг. – 73Р. Хотя об этом процессе сообщал еще Эфорус в 372-373 гг. до н.э.

Кометы 42Р и 53Р кажутся осколками раннего крупного объекта. Детальное изучение показало, что обе кометы приближались к Юпитеру в 1850 году и до этого момента их орбиты практически совпадали.

Почему хвост кометы всегда направлен в сторону от Солнца?

Строго говоря, у кометы два хвоста — узкий газовый, состоящий из заряженных частиц (атомов и ионов), и более широкий пылевой хвост, который, как следует из его названия, состоит из пылевых частиц.

Под действием давления солнечного света пылевые частицы движутся в сторону, противоположную Солнцу. Давлением солнечного света нельзя объяснить, почему газовый хвост кометы тоже направлен в сторону, противоположную Солнцу. Примерно 50 лет назад астрономы пришли к выводу, что из Солнца исходит поток частиц — так называемый солнечный ветер — который и «сдувает» газовый хвост кометы.

Почему хвост кометы направлен от Солнца

Как вы уже знаете, у кометы не один, а два хвоста. Первый – это просто пыль и космический мусор. Этот хвост маленький и изогнутый. И, чем ближе комета к Солнцу, тем больше он сливается со вторым.

Второй хвост – это плазма, состоящая из ионизированного газа. И вот этот хвост всегда направлен от Солнца, потому что, как мы уже говорили, солнечный ветер легко сдувает его. Почему так происходит? Все достаточно просто: плазма, в отличие от космической пыли, отлично взаимодействует с солнечным ветром, приобретая просто немыслимую скорость. Поэтому ее хвост вытягивается на многие километры. И, так как солнечный ветер его непременно сдует, получается, что хвост кометы всегда будет направлен в противоположную от Солнца сторону.

Важно понимать, что комета не просто камень, как астероид. По большей части комета состоит изо льда. И чем она ближе к Солнцу, тем быстрее лед испаряется, и под действием солнечного ветра уносится вдаль от кометы, образуя тот самый второй хвост, который покрывает собой первый, значительно увеличивая его в размерах.

Почему хвост кометы направлен от Солнца

Что же такое солнечный ветер и как он дует в космосе? Это не совсем тот ветер, который вы привыкли наблюдать на улице. Точнее, совсем не тот. Солнечный ветер состоит из элементарных частиц: электронов, протонов и прочих. Это просто поток частиц, который сбивает молекулы воды с поверхности кометы, заставляя их уноситься вдаль. Ну, и так, как этот поток бьет от Солнца, то хвост кометы всегда будет направлен от него. Самая известная комета, комета Галлея, пролетала над Землей в 1986 году. У нее был самый большой и красивый хвост из всех, что мы когда-либо видели. Причем Земля тогда проходила аккурат через ее хвост, поэтому вид открывался воистину шикарный.

Кометы обладают не только этой интересной особенностью. Больше о них вы можете узнать здесь.

Альбедо ядер комет

Целостные ядра выступают одними из темнейших объектов в нашей системе. Джотто выявил, что ядро Галлея отражает лишь 4% лучей, а Deep Space 1 заметил, что комета Борелли отбивает только 2.5-3% поступающего света. Есть мнение, что материалом для темного поверхностного слоя выступают сложные органические соединения. Нагрев отключает летучие соединения, оставляя темные материалы.

Примерно 6% околоземных астероидов считаются ядрами погибших комет, лишенных дегазации. Среди таких объектов числятся 14827 Гипнос и 3552 Дон Кихот.

Комета D/1993 F2 (Шумейкеров — Леви)

Комета D/1993 F2 (Шумейкеров — Леви) была разорвана гравитацией Юпитера, после чего фрагменты упали на его поверхность

Обнаружение и исследования

Чтобы понять, какие свойства имеет ядро кометы, необходимо подвергнуть его детальному изучению. Самой близкой миссией стало отправление в космос зонда под названием Джотто. Сначала корабль приблизился на расстояние в 596 километров. В этот раз исследователи смогли ознакомиться с особенностями струй, низким альбедо и наличием соединений органического типа.

А Вы смотрели: Масса планет Солнечной системы

В процессе полёта аппарату довелось столкнуться с частичками в количестве 12 000 единиц. Также на его пути встретился осколок в 1 г. Именно он привёл к временной утрате связи. По итогу было выяснено, кометой Галлея выбрасывается в окружающее пространство, 3 тонны своего материала в секунду.

Источник

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 4 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: