Комета, виды, орбита, размеры

Когда комета приближается к Солнцу, газ на его поверхности ионизируется, что создает хвост, который струится в противоположном направлении.

Астрономия и чудеса космоса, кажется, сбивают нас с ног каждый день. Это, конечно, имеет смысл, потому что чем больше мы узнаем о небесных объектах, тем более увлекательными они становятся. Самое приятное в этой области науки заключается в том, что у нас никогда не хватает ресурсов для исследований. Есть бесчисленное множество вещей, которые мы не знаем или полностью не понимаем, что держит нас готовыми и жаждущими большего.

Например,вы никогда не задумывались, что это за мерцающие хвосты за кометами? Ну, ты вот-вот это узнаешь!

Когда комета пролетает близко от солнца, ультрафиолетовое излучение Солнца заставляет газ ионизироваться с поверхности кометы в форме хвоста. Интересно, что комета не обязательно имеет только один хвост. Это явление можно объяснить тем фактом, что поверхность кометы не ровная, как у планет. Из-за этой неровной поверхности ионизация может привести к откачке множества струй великолепных трасс.

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».

Беседы о кометах

<<<�Назад Страница 64

Далее>>>
Хвост кометы
Хвост кометы, в сущности, является ее главным определяющим признаком, так сказать, ее символом. Еще в древние времена в Китае был известен тот факт, что хвост кометы направлен в противоположную от Солнца сторону. В записях, относящихся к 837 году, это описано так: «При появлении кометы на рассвете ее хвост направлен на Запад, при ее появлении вечером хвост направлен на Восток». Между прочим, речь здесь идет о наблюдении кометы, Галлея. В 1540 году австриец Апиан на основании собственных наблюдений сделал заключение такого же рода, указав, что хвост кометы направлен в диаметрально противоположную сторону от Солнца. Таким образом, при приближении крупной кометы к Солнцу впереди располагается, голова кометы, а хвост тянется сзади. При прохождении перигелия хвост кометы делает как бы круговое движение и меняет свое направление, так что при удалении кометы от Солнца движение кометы выглядит довольно странным: впереди, по ходу ее движения, располагается хвост, а голова с ядром и комой движутся вслед за ним (рис. 29).

Существуют две основные разновидности кометных хвостов: узкий прямой хвост, направленный в прямо противоположную от Солнца сторону, и широкий, веерообразный хвост, изогнутый в своей начальной части. Первая разновидность называется хвостом I типа, он состоит иа газообразного вещества; вторая — хвостом II типа, он состоит из мельчайших пылевидных частиц.

Эта классификация кометных хвостов была введена русским ученым Ф. А. Вредихиным в 1903 году. Как он считал, газы и твердые частицы, выделившиеся из ядра кометы, под влиянием давления солнечного света (лучистое давление) уносятся в противоположную от Солнца сторону. Эта сила направлена в сторону, противоположную направлению силы притяжения Солнца, то есть оказывает противодействие последней.

Рис. 29. Изменение направления хвоста кометы по мере ее движения (указано стрелками) по орбите

Поскольку и сила лучистого давления, и сила гравитационного притяжения изменяются обратно пропорционально квадрату расстояния от Солнца, то отношение этих сил не зависит от этого расстояния.*С другой стороны, сила притяжения пропорциональна массе частицы, а сила лучистого давления-площади сечения частицы и, следовательно, сила притяжения пропорциональна кубу радиуса частицы, тогда как сила лучистого давления — только квадрату радиуса. Значит, чем меньше частицы, тем большую роль для них играет давление света по сравнению с гравитационным притяжением Солнца, тем легче они выметаются в противоположную от Солнца сторону.

Выбрасываемые из головы кометы мелкие твердые частицы, подвергаемые наибольшему воздействию давления света, выметаются далеко от ядра, более же крупные частицы задерживаются силой гравитации Солнца и рассеиваются, образуя полосу из частиц в плоскости орбиты кометы. Пылевые частицы различной величины, выбрасываемые в. один и тот же момент времени, располагаются вдоль различных кривых, называемых синхронами (то есть кривыми одновременного выброса). Частицы же, имеющие одинаковую массу и последовательно выбрасываемые из ядра в течение какого-то времени, располагаются вдоль кривой, называемой синдинамой (то есть кривой одинаковой силы). Полагают, что хвост П типа у комет формируется на основе синдинам.

Для хвостов II типа характерны желтый и красный цвета (с большей длиной волны). В хвостах I типа просматриваются облачные образования голубого цвета, удобного для фотографирования, однако эти образования очень нестационарны. Они с большой скоростью покидают голову кометы, уходя далеко в хвост. Сравнение двух снимков, сделанных с интервалом в несколько десятков минут, указывает на то, что скорость облачных образований может иногда превышать 200 километров в секунду.

Исследование хвоста кометы с помощью спектрографа позволяет получить представ-, ление о составе и состоянии содержащегося там вещества, однако, поскольку хвост является слабо светящейся частью кометы, обладающей, к тому же, большими размерами, фотографирование его спектра довольно затруднительно.

Спектр излучения хвоста II типа сплошной, подобно солнечному, поскольку твердые частицы светят отраженным светом Солнца. В спектре же хвоста I типа наблюдаются яркие эмиссионные полосы, свидетельствующие о газообразном состоянии находящегося там вещества. Мы уже упоминали о том, что кома также состоит из газообразного вещества, однако молекулярный состав хвоста отличается от состава комы. Видимый нами хвост кометы обусловлен излучением ионов окиси углерода (С0+), которые дают яркие эмиссионные полосы в области спектра от зеленого до фиолетового цветов. Их обычно обнаруживают первыми в спектре хвоста кометы, за что они получили название «хвостовых полос». Кроме того, в спектрах кометных хвостов наблюдаются полосы ионов азота (N2+), гидроксила (ОН+), двуокиси углерода (СО2+) и другие. В последнее время обнаружены и полосы ионов водяного пара (Н2О+).

При наличии одних только положительно Заряженных ионов в хвосте кометы их взаимное отталкивание не позволило бы хвосту сохранить свою форму. Однако в хвосте имеются и отрицательно заряженные частицы, электроны, и в целом хвост, по-видимому, состоит из электрически нейтрального газа. Газ, в котором существуют отрицательно и положительно заряженные частицы, носит название плазмы. Концентрация ионов и электронов в хвосте благодаря его огромным, размерам незначительна, и поэтому столкновение этих противоположно заряженных частиц, ведущее к их взаимной нейтрализации, происходит редко, и газ может длительное время находиться в плазменном состоянии.

Под действием сильного ультрафиолетового излучения Солнца молекулы газа, образующие кому, распадаются на положительные ионы и отрицательные электроны (это явление носит название фотоионизации) и в таком заряженном виде поступают в хвост кометы.

В 1950 году немецкий ученый Бирман, изучая вопрос о наблюдаемых быстрых движениях сгустков вещества в кометных хвостах I типа, высказал предположение о том, что соответствующее ускорение обусловлено воздействием корпускулярных потоков, идущих от Солнца, на ионы молекул, содержащихся в комете. Корпускулы, испускаемые Солнцем, являются ионами водорода Н+ и электронами, а придают они ускорение ионам окиси углерода (СО+), находящимся в хвосте кометы. Испускаемая Солнцем водородная плазма носит название солнечного ветра, который обладает огромной скоростью, порядка 500 километров в секунду, и распространяется в Солнечной системе до расстояний 50—100 а. е.

Пока комета находится на большом удалении от Солнца, хвост ее не видим, он «возникает» (сначала очень короткий) при приближении кометы к Солнцу на расстояние примерно 3 а. е. Он обычно становится очень большим при вхождении кометы в пределы орбиты Земли. Однако бывает и так, что комета, фактически имеющая длинный хвост, из-за особого ее расположения между Солнцем и Землей видна как комета с коротким хвостом.

Самым длинным хвостом обладала комета 1843 I, его длина составляла около 300 миллионов километров, то есть около 2 а. е.

Угловой размер хвоста у кометы Галлея в 1910 году был 125′; хвост начинался у горизонта на западе и простирался через зенит вплоть до восточной стороны неба. Его фактическая длина составляла 140 миллионов километров, то есть немногим меньше 1 а. е.

Рис. 30. Зарисовка хвостов большой кометы, наблюдавшейся в 1744 году

Удивительное зрелище представляла собой большая комета 1744 года, распустившая над линией горизонта свой широкий веерообразный хвост с шестью лучами. На рис. 30 воспроизводится зарисовка этого явления. Наиболее короткий луч этого кратного хвоста, он первый справа, относится к хвосту I типа. Остальные пять лучей — это хвосты II типа, форма которых соответствует синдинамам — каждый из них образован выбросом частиц определенного размера из ядра кометы.

Форма хвоста определяется распределением частиц вдоль синхрон или синдинам в плоскости орбиты. С поверхности же Земли хвост кометы не обязательно виден таким, каков он есть на самом деле. Например, когда Земля проходит плоскость орбиты кометы, хвост II типа может выглядеть с Земли как узкий луч, направленный в сторону Солнца (так называемый аномальный хвост.— Прим.. ред.).

<<<�Назад Страница 64

Далее>>>

Что такое кома и почему они тянутся как хвост?

Каждый раз, когда вы видите изображение кометы, вы неизбежно обнаруживаете нечеткий след. Это потому, что все снимки комет, которые вы видели, были сделаны с Земли, а наша планета довольно близко к Солнцу. Таким образом, кажется, что Солнце ответственно за хвост комет.

Когда комета, находясь на орбите Солнца, оказывается в непосредственной близости от звезды, лед на поверхности ядра начинает превращаться в газ. Если вам интересно, как это возможно, позвольте мне объяснить на примере из нашего повседневного опыта. Если холодильник перестает работать, лед превращается в воду, а это означает, что твердые вещества могут превращаться в жидкости. Однако на поверхности кометы, как лед превращается в газ, не проходя через жидкую стадию?

Простой ответ на этот вопрос — сублимация. Сублимация происходит, когда молекулы поглощают достаточно тепла, чтобы преодолеть силы притяжения соседних соседей и уйти прямо в стадию пара. Сублимация — герой этой истории. В комете с двумя хвостами одна может быть частицами ионизированного газа, которые сублимируются под действием солнечного ветра. Другой хвост может состоять из пыли, которая выходит с поверхности кометы после ионизации льда.

Важно отметить, что ионизирующее давление, вызванное солнечным ветром, более интенсивно воздействует на молекулы газа, что означает, что ионный хвост более интенсивен. Для сравнения, пылевой хвост стреляет более лениво. Более того, неправильная форма кометы также может быть причиной появления множества хвостов.

Изучение и исследования

История наблюдений за телами данной природы является богатой и разнообразной:

  • в период Возрождения ознакомлением со свойствами этих субъектом занимался Тихо Браге, в ходе его работ они получили статус небесных тел;
  • в 1814 г. отличился Лагранж, выдвинувший версию о происхождении кометных тел в ходе извержений и взрывов на «территории» планет;
  • в 20 столетии данная гипотеза продолжала развиваться силами польских учёных;
  • в то же время Лаплас был убеждён в межзвёздном происхождении тел.

А Вы смотрели: Годовое движение Солнца по небу

Успешные и правдивые выводы были сделаны с помощью «визитов» астрономических приборов, которые были запущены к орбите и поверхности этих тел. Ими стали устройства «Вега-1» и «Вега-2». С их помощью планете Земля удалось получить изображения ядер и оболочек. В ходе многочисленных разбирательств было выявлено, что ядерная часть включает в свой состав преимущественно лёд и частицы пыли, которые и создают оболочку. А по мере приближения к звезде какая-то их часть просто преобразуется в хвост.

Размеры комет, а точнее их ядер, как посчитали некоторые учёные, составляют несколько километров. В длину этот показатель равен 14, а в поперечном сечении – 7,5 единиц. Ядерная часть, как было выяснено, отличается нерациональной формой, и происходит её вращение вокруг оси, которая расположена перпендикулярно плоскости орбиты. Период вращения равняется 53 часа.

Являются ли хвосты комет на самом деле ядовитыми?

Это может звучать странно, но люди думали об этом много лет! Как ни странно, если ядро ​​кометы содержит много углерода, то хвост после ионизации может вытеснить жуткий зеленый цвет. Для людей, которые часто связывают зеленые жидкости с ядом, путаница неизбежна!

С каждым прошедшим десятилетием мы склонны накапливать больше фактов об этих мигрирующих небесных объектах, которые когда-то считались приносящими чуму или хороший урожай. Наука и астрономия, от необоснованных и необычных убеждений до понимания химического состава на поверхности этих “волосатых” грязных шаров, несомненно, прошли долгий путь!

Метки
Космос

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: Астероид Гигея (лат. Hygiea)

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.

Ситуация в России

Исследовательские работы в отношении тел кометного типа организовывались и на территории России, причём происходило это не только в последние годы, но и многие века назад. Первые упоминания известных из древнерусских летописаний, относящихся к Повести временных лет. Создатели уделяли данному феномену особое внимание. Связано это, скорее, с особыми приметами, согласно которым комета является предвестником беды и горя.

Несмотря на это, особенного наименования для этих субъектов в Древней Руси не было. Их просто принимали за звёзды, которые имеют способность двигаться, а также наделены хвостом. В 1066 году описание впервые оказалось на страницах летописей. Согласно их текстам, рассматриваемый феномен назвался как «звезда велика». На этот счёт были написаны большие стихи.

Ядро кометы 103P/Hartley, снятое 4 ноября 2010 года КА EPOXI

Термин «комета» стал применяться в русском языке наряду с переводами сочинений, которые действовали на территории Европы. Но есть и более ранние упоминания. Например, они встречаются в сборниках, посвящённых проведению исследовательских мероприятий. Это что-то похожее на энциклопедию. Она повествует человечеству современности об особенностях мироустройства. Перевод писания произошёл с немецкого языка в 16 веке.

Слово это оказалось новым для всех русских читателей. В связи с этим переводчику пришлось проделать большую работу, чтобы донести суть явления до читателя. В итоге он принял решение говорить не «комета», а «звезда». Но впоследствии в силу перемен в мире астрономии новое понятие прочно вошло в повседневный обиход. Случилось это в середине 1660-х годов, когда в европейском небе тела стали видны и заметны.

Рассматриваемое событие породило колоссальный интерес к этому феномену. Поэтому, читая сочинения древних авторов, переведённые на современный русский язык, можно было понять, что явления в корне различны. Однако отношение к возникновению небесных тел как знамений не изменилось и сохранялось в России и европейских государствах в течение продолжительного времени. Длилось это приблизительно до начала 18 века, когда возникли первые сочинения, где было отрицание «необыкновенной» природы комет.

А Вы смотрели: Астероид 1I/Оумуамуа

Впервые ценные научные знания о данном явлении освоили европейские учёные. Всё это привело к тому, что русские специалисты внесли в ознакомление с ними собственный вклад, и во второй половине 19 века силами астронома Федора Бредихина была создана полноценная теория о природе кометных тел. Также возникли новые версии касательно их происхождения, образования хвостов, уникального разнообразия форм.

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