Комета что это в астрономии
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.
Что такое комета
Космические объекты, также называемые «волосатыми звездами», являются небесными телами из газообразных и твердых частиц. Они вращаются вокруг Солнца по трудно просчитываемым орбитам из-за гравитационного влияния планет.
Происхождение
Кометы являются остатками образования планет. Предполагается, что они прилетают из облака Оорта – области за поясом Койпера, достигающего межзвездного пространства до 40-150 тыс. а.е. Миллиарды этих космических тел или только их ядра могут там находиться. Из-за гравитационных возмущений звезд ядра иногда выбрасываются внутрь Солнечной системы.
Из-за испарения под влиянием Солнца с поверхности, кометы теряют массу, чем ближе к звезде – тем сильнее. Средняя продолжительность жизни типичного объекта составляет около 100 циклов, пока он окончательно не распадется. Некоторые метеорные потоки можно считать распадающимися «хвостатыми звездами».
Строение
Космическое тело этого типа всегда состоит из 3-х частей:
Опасность для Земли
Плотность газа в коме составляет 10тыс. – 1 млн. на куб. см. Это в 1 тысячу меньше, чем плотность газа в вакууме.
Следовательно, нет никакой опасности, если Земля столкнется с хвостом или даже с комой. Такое уже случалось. Например, однажды Земля прошла через хвост кометы Галлея. Маловероятное столкновение с ядром будет иметь такие же неблагоприятные последствия, как и столкновение с астероидом.
Сталкивалась ли Земля с кометами? По одной из гипотез, катаклизм произошел 65 млн. лет назад, что привело к тотальной гибели фауны и флоры, в частности, гигантских ящеров. Но катастрофа открыла путь для эволюции млекопитающих. По мнению ученых, если бы планета не потерпела от столкновения, то не было бы и человека как вида.
Определение названия
В среднем в XXI веке ежегодно обнаруживается около 30 комет, которые называют в честь первооткрывателей. Этим правом обладает Международный астрономический союз. Если несколько сообщений поступают одновременно, комета получает двойное имя, как в случае с Хейл-Боппа.
Тела классифицируются, помимо имени первооткрывателя, если таковой имеется, буквенными и цифровыми обозначениями:
Например, 1997 А1 — первая комета, найденная в 1997 году между 1 и 15 января.
Если путь небесного тела сложно рассчитать, перед обозначением времени открытия добавляется одна из следующих букв:
Комета Хейл-Боппа имеет обозначение C / 1995 O1, ее орбитальный период почти 3000 лет, намного выше предела 200 для периодических тел.
Знаменитые кометы
Если появляется возможность наблюдать прохождение космического объекта с Земли невооруженным глазом, то часто это захватывающее зрелище.
Виртанена
Она открыта американским астрономом К. Виртаненом в 1948 году. Классификация – короткопериодическая, каждые 5,5 лет она возвращается. Другое название – Изумрудная, так ее прозвали из-за характерного зеленого свечения. Окрестили ее и Рождественской в 2018 году. При очередном возвращении яркость небесного тела увеличивалась до середины декабря. Ее можно было наблюдать в Северном полушарии около Плеяд без увеличительных приборов до начала января. Это самая эффектная «хвостатая звезда» последних лет.
Чурюмова Герасименко
Открыта 23.10 1969 К. Чурюмовым в Киеве в результате изучения фотопластинок другого объекта, снятого С. Герасименко. В августе 2014 года к комете подошел космический аппарат «Розетта», для сопровождения ее к Солнцу. 12.11 на ядро спустили аппарат «Фила» для изучения химического состава. Миссия Rosetta является проектом Европейского космического агентства. Изучение космического тела поможет объяснить эволюцию Солнечной системы и возникновение воды на Земле.
Галлея
Благодаря успешной миссии Rosetta, Чуржумов-Герасименко теперь самая известная комета. Ранее это была Галлея. Она появляется каждые 76 лет уже более 20 веков.
Ее возвращение предсказал астроном Эдмон Галлей в 18 веке. Комета была первой, к которой запустили космический зонд «Джотто». Он пролетел мимо космического тела в 1986 году на расстоянии 600 км.
В 2061 году Галлея снова появится в Солнечной системе — и будет сиять в небе великолепным хвостом.
Хейла Боппа
1 апреля 1997 года комета Хейла-Боппа достигла наибольшей яркости. Она выглядела как очень яркая звезда на небе, исключая Сириус. Она оставалась видимой невооруженным глазом в течение 18 месяцев, вдвое дольше, чем предыдущий рекордсмен — Великая 1811 года.
Уэста
Эта комета была ошеломляющим зрелищем на предрассветном мартовском небе 1976 года, яркой, с высоким и широким пылевым хвостом. Она была обнаружена 05.11.1975 г. датским астрономом Ричардом Мартином Вестом на фотографических пластинах. Уже в декабре 1975 года выяснилось, что космический объект выглядел ярче, чем первоначально ожидалось. Это была самая красивая комета ХХ века.
Шумейкера-Леви
Печально известное космическое тело, разорванное Юпитером на 21 осколок, затем полностью им поглощенное. Подробнее см. материал сайта «Газовые гиганты»
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.