Кометы

Кометы — небесные тела, принадлежащие Солнечной системе. Их можно наблюдать даже в населенных пунктах при неярком свете; они внезапно появляются в небе с длинным светящимся хвостом. В древности их считали предвестниками несчастья. Неожиданно возникая среди неподвижных звезд, они часто были видны даже днем и представлялись во все времена выражением гнева богов, направленного на людей.И только в эпоху Возрождения, благодаря Тихо Браге, кометы были признаны просто небесными телами. Кеплер открыл, что они движутся с точной периодичностью, а Ньютон указал, что их орбита имеет эллиптическую или параболическую форму. Первая комета, орбиту которой точно вычислили и предсказали ее новое появление, была комета Галлея.

ЯДРО.
Кометы состоят из каменистого обледенелого ядра, окруженного светящейся газовой головой с характерным хвостом, возникающим, когда они приближаются к Солнцу, и часто вытягивающимся на огромные расстояния.По гипотезе американского астронома Фреда Уипла, ядро кометы похоже на «грязный снежок». По этой модели, подтвержденной изображениями, полученными от зонда Европейского космического агентства «Джотто», приблизившегося в 1986 году к комете Галлея, в каменистом ядре присутствуют пыль, замерзшие вода и газы, притянутые силой притяжения, и другие твердые органические компоненты.Поверхность ядра комет имеет низкий коэффициент отражения. Для кометы Галлея он составляет 0,027. Это означает, что поверхность ее ядра поглощает более 97% падающего на нее света. Поэтому, когда кометы находятся на большом расстоянии от Солнца, они почти невидимы. Цвет ядер, в зависимости от соотношения в них пыли и льда, меняется от черного до серого и красного.Химический состав ядра был выяснен при сближении зонда «Джотто» и кометы Галлея методом спектрального анализа выброшенных газов. В ядре присутствуют обычные силикаты, многочисленные элементы в виде атомов, молекулярные соединения углерода, кислорода, водорода и азота (иногда сложные), а также свободный радикал - ОН.Ядро имеет неправильную форму, размеры составляют километры, реже — десятки километров. Плотность обычно низкая, составляет 0,2—1,2 от плотности воды. Ядра комет, как и почти все небесные тела, вращаются вокруг своей оси с очень разными периодами: от нескольких часов до десятков суток.

ГОЛОВА.

Когда комета начинает приближаться к Солнцу, вокруг ядра образуется газовое гало, так называемая голова. Поначалу это летучие окись углерода и углекислый газ, а когда комета проходит зону между орбитами Юпитера и Марса, даже лед ядра начинает испаряться. Благодаря слабой силе тяготения ядра выделяемый газ уходит в космос и постоянно замещается новыми веществами. Испарение происходит только на обращенной к Солнцу стороне ядра, поэтому на противоположных его сторонах существует огромная разница температур.Кроме вышеперечисленных, к основным элементам, составляющим голову, относятся формальдегид и метан; присутствует большое количество пылевых твердых частиц и гранул диаметром меньше 0,1 мк. Вещество выбрасывается из ядра сильными потоками, которые могут достигать сотен тысяч километров в длину. Выброс идет по прямой линии, но силой давления, оказываемой солнечным излучением, выброшенное вещество отклоняется в направлении, противоположном Солнцу, образуя пылевой хвост, расширяющийся в той или иной мере в зависимости от размеров составляющих частиц. Температура гало, окружающего ядро в зонах, откуда идут выбросы, составляет около -3°С, но дальше снижается до -253°С. Пока молекулы находятся в голове, они проявляют большую активность из-за низкой плотности и высвобождают энергию в изотермической реакции при температуре приблизительно -173°С. Средний диаметр головы кометы около 100 000 км, а его плотность и масса очень низки.

ХВОСТ.
Когда комета видна благодаря своему свечению, заметнее всего у нее хвост. Несмотря на невероятные размеры, 1 км3 хвоста кометы содержит меньше вещества, чем 1 мм3 обычной земной атмосферы.Хвост образуется из газа головы и направлен в противоположную от Солнца сторону. Раньше считалось, что давление солнечных лучей — единственная причина отклонения хвоста. Но сегодня принято, что определяющим его фактором является солнечный ветер. Энергия частиц, воздействующих на молекулы газа головы, в 100 раз больше гравитационной силы Солнца. Поэтому молекулы головы отбрасываются назад. Но солнечный ветер непостоянен. В результате его изменений создаются неустойчивые аномалии, которые можно наблюдать в хвосте. Вспышки и другие формы солнечной активности могут влиять на форму хвоста.В действительности хвостов всегда не менее двух: один состоит из ионизированного газа, другой — из пыли.






ПРОИСХОЖДЕНИЕ КОМЕТ.
Кометы - однииз самых древних тел Солнечной системы. Их ядра, как и астероиды, являются остатками протосолнечной туманности, газопылевой диск которой породили Солнце и планеты. На орбите, находящейся на расстоянии 30 000—50 000 а. е., находится огромное количество подобных мелких объектов. Гравитационная пертурбация планет, а, возможно, также и ближайших звезд меняет орбиты некоторых комет, перенося их на уровень больших планет, а иногда и приближая к Земле, где их становится возможно наблюдать. Голландский астрофизик Ян Оорт (1900— 1992) первым выдвинул гипотезу о существовании «облака» кометных ядер на границах нашей планетарной системы. На таком расстоянии от Солнца температура близка к абсолютному нулю, что позволяет окиси углерода, метану и молекулярной сере находиться в этих объектах в твердом состоянии, тогда как уже при нескольких десятках градусов по Кельвину они переходят в газообразную форму. Кометных ядер, находящихся внутри облака Сорта, вероятно, насчитывается несколько сотен миллиардов, хотя в последние годы появилась гипотеза, что «резервуар» комет с коротким периодом находится в насчитывающей около миллиарда объектов полосе, расположенной выше орбиты Нептуна. Эта полоса, о которой астрономы Кеннет Эдгеворт и Джеральд Купер соответственно в 1949 и в 1951 годах выдвинули гипотезу, сегодня внимательно изучаемую, которая известна под названием полоса Эдгеворта — Купера.

ОРБИТЫ КОМЕТ.
Когда измененная орбита кометы проходит через центр Солнечной системы, это небесное тело попадает в сферу гравитационного влияния планет, в частности, самой крупной из них — Юпитера.У некоторых комет имеется гиперболическая орбита, по которой они проходят вблизи от Солнца единственный раз, затем они теряются в межзвездном пространстве. У других комет орбита эллипсная с различным эксцентриситетом, по которой они периодически многократно проходят вблизи от Солнца.Их называют кометами с коротким периодом, потому что они совершают обращение вокруг Солнца менее чем за столетие. У них достаточно маленький наклон к эклиптике, а их орбиты сходны с орбитами планет.Как сказано выше, вдали от Солнца комета видна хуже иных малых тел, но каждый раз,когда она приближается к внутренним областям Солнечной системы, тепло Солнца испаряет с ядра часть льда, и этот пар вместе с выброшенными газами образует голову и хвост.Считается, что после нескольких сотен проходов вблизи Солнца комета с коротким периодом теряет вещества, способные к испарению, и превращается в темное тело астероидного типа. Вещества, выброшенные в хвост кометы, могут пересекать земную орбиту и, попадая в нашу атмосферу, образуют метеорные следы в небе, известные в просторечии как падающие звезды.Вверху: изображение кометы (ригг — Скьеллеруп, сделанное 24 мая 1987 года с использованием светофильтров.