Как движутся кометы. Кометы солнечной системы
Кометы — космические снежки, состоящие из замороженных газов, скал и пыли и размером примерно с небольшой город. Когда орбита кометы приносит ее близко к Солнцу, она нагревается и извергает пыль и газ, вследствие чего она становится ярче, чем большинство планет. Пыль и газ образуют хвост, который тянется от Солнца на миллионы километров.
Каждая комета отличает очень яркое пятно, ядро, обернутое паром пара, называемым хиомой. Ядро и волосы образуют головку кометы; к этому следует самая внушительная часть, хвост, который может иметь более или менее удлиненную и увеличенную форму, обычно очень удлиненную и светящуюся.
Кометы, наблюдаемые с древности до наших дней, составляют около тысячи, из которых почти половина была обнаружена после изобретения телескопа. У каждого из них разные привычки; некоторые возвращаются пунктуально к предопределенным временам, другие исчезают после очень немногих выступлений. Среди самых известных комет есть еще одна известная из других, потому что она была первой, в которой законы движения смогли определить последовательную отдачу. Это комета Галлей, так называемая в честь астронома, который вычислил орбиту.
10 фактов, которые необходимо знать о кометах
Если бы Солнце было бы таким же большим как входная дверь, Земля была бы размером с монетку, карликовая планета Плутон окажется размером с булавочную головку, а крупнейшая комета Пояса Койпера (которая имеет около 100 км в поперечнике, что составляет примерно одну двадцатую Плутона) будет размером с пылинку.
Кометы в основном состоят из газов. Кумень был найден состоящим из разреженных частиц элементов или соединений, таких как углерод, углеводороды, водород, азот. Ядро состоит из конгломерата низкотемпературных твердых веществ, грубо смешанных с метеорным материалом. На большом расстоянии от Солнца эта масса льда и камней диаметром не более нескольких километров остается полностью неактивной, и она даже не будет видна оптической съемке, если только она не приблизилась к Солнцу по мере ее начала для извлечения газообразных материалов, которые образуют характерную очередь.
Короткопериодические кометы (кометы, которые совершают полный оборот вокруг Солнца менее чем за 200 лет) проживают в ледяном регионе, известном как Пояс Койпера, расположенном за орбитой Нептуна. Длинные комет (кометы с длинными, непредсказуемыми орбитами) берут начало в далеких уголках Облака Оорта, которое расположено на расстоянии до 100 тысяч а.е.
Все более и более блестящий, вытеснение газа и образование хвоста обусловлено солнечным нагревом, которое растворяет поверхностные слои, которые испаряются в пространстве, а также задерживают за собой твердые частицы. Кометы происходят из облака Оорта, гигантского «кометного водоема», внутри которого есть остаточный материал образования солнечной системы. Никто его никогда не видел, но он выводит существование из наблюдаемых физических эффектов. В случае облака Оорта эти эффекты представлены непрерывным многолетним кометитом, который проникает во внутреннюю солнечную систему.
Дни на комете меняются. Например, день на комете Галлея колеблется от 2,2 до 7,4 земных суток (время, необходимое для того, чтобы кометы совершила полный оборот вокруг своей оси). Комета Галлея делает полный оборот вокруг Солнца (год на комете) за 76 земных лет.
Кометы – космические снежки, состоящие из замороженных газов, скал и пыли.
Существо Оорта - это ответ на вопрос, возникший с древности: что такое кометы и откуда они взялись? Если комета была ближайшим объектом, то из каждого места она имела бы немного другое положение на фоне звезд. Однако Браге не мог найти разницы и пришел к выводу, что комета должна быть дальше от Луны. Наблюдения, на которых он основывался, были довольно грубыми, и Галлею удалось совместить параболы, которые были очень близки к траектории каждой кометы. Однако он утверждал, что их орбиты могут быть эллипсисом, удлиненным вокруг Солнца: так, чтобы их число было определено и, возможно, не так велико.
Комета разогревается по мере приближения к Солнцу и создает атмосферу или ком. Ком может иметь сотни тысяч километров в диаметре.
Кометы не имеют спутников.
Кометы не имеют колец.
Более 20 миссий были направлены на изучения комет.
Кометы не могут поддерживать жизнь, но, возможно, принесли воду и органические соединения — строительные блоки жизни — через столкновения с Землей и другими объектами в нашей Солнечной системе.
В некотором смысле описание Галлея комет, циркулирующих на орбитах, простирающихся до звезд, предполагало открытие облака Оорта, которое происходило через два с половиной века. Он предположил, что эти явно отличные кометы были на самом деле той же кометы, которую он возвращал через регулярные промежутки времени. Это небесное тело, теперь называемое кометы Галлея, завершило свой последний переход в солнечную систему внутри.
Памятные ядра, вероятно, возникают во время гравитации, сжимающейся от ледяных планетарных на периферии системы. Протопланетный диск в солнечной системе на порядок превышал текущую общую массу планет и комет. Это означает, что большая часть исходного материала уже вышла из солнечной системы. Памятные ядра были образованы конденсацией углерода и кремнистых веществ на периферии системы планет. Твердая вода застыла на твердых частицах.
Комета Галлея впервые упоминается в Байе от 1066 года, в которой рассказывается о свержении короля Гарольда Вильгельмом Завоевателем в битве при Гастингсе.
Кометы: Грязные снежки Солнечной системы
В наших путешествиях через Солнечную систему , нам можем посчастливиться столкнуться с гигантскими шарами льда. Это кометы Солнечной системы . Некоторые астрономы называют кометы «грязными снежками» или «ледяными шарами грязи», потому что они состоят в основном изо льда, пыли и обломков скал. Лед может состоять как из ледяной воды так и из замороженных газов. Астрономы полагают, что кометы могут состоять из первоначального материала, который лег в основу формирования Солнечной системы .
Пока ядра находятся далеко от Солнца, они практически не развиты. Ситуация изменится, когда ядро, из-за сбоев, войдет в путь в солнечную систему. По всему замороженному ядру создается пыльная и газообразная кома диаметром от десятков до сотен тысяч километров. В то же время создается водородный ореол с диаметром до 10 миллионов км и пыльный и плазменный хвост. Хвосты могут достигать сто миллионов миль в длину. Хвост имеет максимум 100 частиц в кубическом сантиметре. Вес приходящего не превышает 10 9 кг, из которых около 1% - газ.
Для частиц в хвосте менее 10-7 м давление излучения выше гравитации, поэтому эти частицы образуют пыльный хвост. Иногда противоречия всегда выходят из-под пыли. Плазменные хвосты берут солнечный ветер от Солнца, поэтому они реагируют на солнечную активность.
Хотя большая часть мелких объектов в нашей Солнечной системе представляют собой очень недавние открытия, кометы были хорошо известны с древних времен. У китайцев есть записи комет, которые датируются 260 г. до н.э. Это потому, что кометы являются единственными из малых тел в Солнечной системе, которые можно увидеть невооруженным глазом. Кометы, которые проходят по орбите вокруг Солнца, представляют собой довольно захватывающее зрелище.
Отсюда видно, что короткопериодные кометы имеют ограниченный срок службы порядка сотен тысяч лет. Здесь, вероятно, основная причина энерговыделения при конвертировании аморфного льда в кристаллический. Хрупкость кометных ядер подтверждается относительно частыми случаями, когда кометы разбиваются на большее количество частей, как правило, вскоре после прохождения через перигель.
Перед разломом диаметр был около 2 км. Мемориальные ядра являются одними из наименее отражающих тел в солнечной системе. В своем исследовании зонд Джотто обнаружил, что ядро кометы Галлея отразило 4% падающего света. Очень небольшой процент отражения падающего света связан с тем, что поверхность кометы состоит из темной материи, такой как органические соединения.
Хвост кометы
Кометы на самом деле невидимы до того момента, пока они не начинают приближаться к Солнцу. В этот момент они начинают нагреваться и начинается удивительное превращение. Пыль и газы, замерзшие в комете, начинают расширяться и вырываются со взрывной скоростью.
Твердую часть кометы называют ядром кометы , в то время как облако пыли и газа вокруг него известно как кома кометы . Солнечные ветра подхватывают материал в коме, оставляя хвост за кометой, протяженностью несколько миллионов миль. По мере освещением Солнца, этот материал начинает светиться. В конечном итоге формируется знаменитый хвост кометы. Кометы и их хвосты часто зачастую можно увидеть с Земли и невооруженным взглядом.
В принципе, однако, мы делим кометы на. До сих пор не наблюдалось никаких комет с явно межзвездным происхождением, хотя в принципе они должны были достичь одного темпа в течение 150 лет. Короткопериодические кометы обтекают примерно плоскость эклиптики в том же направлении, что и планеты. Их траектории в основном расположены на внешних планетах, например, в случае кометы вблизи большой орбиты планеты, называется его семьей. Планеты с их притягательной силой присоединяют длинные кометы к более коротким путям.
Юпитер - самый большой источник отклонений, поскольку он вдвое массивнее всех других планет и является одной из самых быстрых планет-гигантов. Большинство короткоглазых комет называются семейными кометами Юпитера. Долгосрочные кометы включают одноразовые кометы, имеющие параболические или гиперболические орбиты. Все кометы с параболическими и слегка гиперболическими орбитами относятся к солнечной системе и имеют некоторые орбитальные периоды, как правило, сотни тысяч или миллионы лет.
Некоторые кометы могут иметь до трех отдельных хвостов. Один из них будет состоять в основном из водорода, и является невидимым для глаза. Другой хвост пыли светится ярко-белый, а третий хвост плазмы обычно будет принимать голубое свечение. Когда Земля проходит через эти тропы пыли, оставленные кометами, пыль поступает в атмосферу и создает метеорные потоки.
Облако кометы Оорта - стопка длиннопериодных ядер комет
Сегодня мы думаем, что в этом пространстве есть триллион кометных ядер, весом до сотни раз превышающим вес Земли! Однако ядро здесь не происходило, изначально находилось на диске между улицами сегодняшнего Урана и Нептуна, а облако Оорта страдали от беспорядков. Точно так же исчезают облака. Нарушения переулков вызывают близкие столкновения Солнца с окружающими звездами, приливные эффекты окружающих гигантских молекулярных облаков и центра Галактики. Большинство из этих нарушенных комет указывают на гиперболическое пространство в межзвездном пространстве - редко, ядро достигает внутренних частей солнечной системы и, таким образом, превращается в длиннопериодическую, а затем в основном короткопериодную комету.
Некоторые кометы летят по орбите, проходящей вокруг Солнца. Они известны как периодические кометы. Периодическая комета теряет значительную часть своего материала каждый раз, когда проходит рядом с Солнцем. В конце концов, после того, как весь этот материал теряется, они перестанут становятся активными и бродят по Солнечной системе, как темный каменный шар с пылью. Комета Галлея, вероятно, самый известный пример периодической кометы. Комета меняет свой внешний вид каждые 76 лет.
Пояс Койпера - запасы комет коротких эпох
Облако Оорта, хранилище долгопериодических комет. Следующий резервуар кометарных ядер расположен за краем планетной системы, то есть позади пути Нептуна. Фактически, он составлен из ледяных «кометеймалов» из периода солнечной системы в общем количестве 100 триллионов порядков общей массы примерно в 20-200 раз более массивных, чем Земля. Эти тела, естественно, незаметны с Земли, но они могут быть выявлены косвенно требованием, чтобы приток новых комет к Солнцу был постоянным.
Ремень Койпера состоит в основном из небольших тел или остальной части солнечной системы. Он состоит из замороженных летучих веществ, таких как лед, метан, аммиак и вода. Температура зоны составляет всего около 50 К, поэтому даже соединения, которые находятся в газообразном состоянии ближе к Солнцу, остаются твердыми. Химический состав самого пояса Койпера не может быть легко определен, потому что Земля находится на большом расстоянии от пояса и, прежде всего, мала по размеру. Ученые придумали способ, чтобы определить индивидуальный химический состав на поясе Койпер через спектроскопию, который работает на принципе, что каждый химический элемент имеет свою собственную уникальную спектроскопическую подпись, так что помощь анализа легких астрономов можно определить химический состав поверхности, от которой отражаются свет.
История комет
Внезапное появление этих загадочных объектов в древности часто рассматривали как плохое предзнаменование и предупреждения стихийных бедствий в будущем. В настоящий момент мы знаем, что большинство комет находятся в плотном облаке, расположенном на краю нашей Солнечной системы. Астрономы называют его Облако Оорта . Они считают, что гравитация от случайного прохождения звезд или других объектов может сбить некоторые из комет из Облака Оорта и отправить их в путешествие во внутреннюю часть Солнечной системы.
Точное происхождение пояса Койпера и его сложной структуры еще не полностью известно, и астрономы ждут завершения нескольких астрономических съемок. Пояс Койпера, вероятно, состоит из планетезималей, то есть фрагментов оригинального протопланетного диска вокруг Солнца, который не слился с планетой.
Моделирование влияния внешних планет на развитие пояса Койпера. Появились планеты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Современные компьютерные модели показывают, что пояс Койпер был во время его развития под сильное влиянием Юпитера и Нептуном, а также свидетельствуют о том, что ни Уран и Нептун избегать на нынешнем месте для Сатурна, где он находился в протопланетном диске планеты на этом измерении слишком мало массы. Кажется, что все три планеты приблизились к Юпитеру и мигрировали в отдаленные районы во время развития солнечной системы.
Кометы могут столкнулся и с Землей
. В июне 1908 года, что-то взорвалось высоко в атмосфере над поселком Тунгуски в Сибири. Взрыв имел силу 1000 бомб, сброшенных на Хиросиму и сравнял деревья с землей на сотни миль. Отсутствие каких-либо фрагментов метеорита навело ученых на мысль, что это, возможно, была небольшая комета, которая взорвалась при ударе с атмосферой.
Пояс Койпера относительно прочен, с наибольшей концентрацией тела в пределах ± 10 градусов от плоскости эклиптики, но многие рассеянные тела все еще в несколько раз дольше. В целом, его форма напоминает тора, а не пояс. Его центральное положение наклонено к эклиптике на 1, 86 °.
Нептун оказывает большое влияние на структуру полосы Койпера своим орбитальным резонансом. Его гравитационная сила дестабилизирует орбиты всех объектов, которые лежат в некоторых областях. Он посылает их во внутреннюю солнечную систему или на разбросанный диск или межзвездное пространство. Это приводит к появлению пояса Койпера с существенными разрывами в его текущем размере, например, в щели Кирвуда в поясе астероидов. Предполагая, что в этой области есть объекты, они должны были двигаться в последнее время.
Кометы, возможно, также были ответственны за исчезновение динозавров, и многие астрономы считают, что древние воздействия комет принесло большую часть воды на нашу планету. Хотя существует вероятность, что Земля снова может быть сбита большой кометой в будущем, шансы на то, что это событие произойдет в течение нашей жизни больше, чем один к миллиону.
Этот район является основным поясом Койпера, и его члены составляют примерно две трети, которые наблюдаются во Вселенной на сегодняшний день. Комета, которая приближается к Солнцу, имеет следующие части. Ядро - это неправильная форма с диаметром в несколько километров с весом. Он состоит из смеси льда, замороженных газов и горных пород.
Кома - окружает ядро и достигает в среднем от ста тысяч до миллиона километров и в основном состоит из углеродных соединений и мелкой пыли. Ядро с сердечником часто называют главой кометы. Именно эта часть кометы должна быть наблюдаемой в небе - само ядро очень мало. Когда комета приближается к Солнцу, происходит сублимация замороженных газов, и пыль выделяется из ядра. Утечка газов и рыхлой пыли просто заставляет комы. Комета приходит только с отраженным и рассеянным солнечным светом.
На данный момент, кометы просто продолжают быть объектами изумления в ночном небе.
Хроники Земли: Страшная комета. Часть 10
Чудеса Вселенной: Комета Галлея
Все о МУМИ ТРОЛЛЯХ комета прилетает/ Аудиосказки/ сказки слушать
как удалить панель запуска комета
Субтитры
Общие сведения
Предположительно, долгопериодические кометы прилетают во внутреннюю Солнечную систему из облака Оорта , в котором находится огромное количество кометных ядер. Тела, находящиеся на окраинах Солнечной системы, как правило, состоят из летучих веществ (водяных, метановых и других газов), испаряющихся при подлёте к Солнцу.
На данный момент обнаружено более 400 короткопериодических комет . Из них около 200 наблюдалось в более чем одном прохождении перигелия . Многие из них входят в так называемые семейства. Например, большинство 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, прибывающие из глубины космоса , выглядят как туманные объекты, за которыми тянется хвост , иногда достигающий в длину нескольких миллионов километров. Ядро кометы представляет собой тело из твёрдых частиц, 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 движется 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 (великими) кометами ».
Строение комет
Основные газовые составляющие комет
| Атомы | Молекулы | Ионы |
|---|---|---|
| Н | Н 2 O | H 2 O + |
| О | С 2 | H 3 O + |
| С | С 3 | OH + |
| S | CN | CO + |
| Na | СН | CO 2 + |
| Fe | СО | CH + |
| Co | HCN | CN + |
| Ni | СH 3 CN | |
| H 2 CO |
Ядро
Ядро - твёрдая часть кометы, в которой сосредоточена почти вся её масса. Ядра комет на данный момент недоступны телескопическим наблюдениям, поскольку скрыты непрерывно образующейся светящейся материей.
По наиболее распространённой модели Уиппла ядро - смесь льдов с вкраплением частиц метеорного вещества (теория «грязного снежка»). При таком строении слои замороженных газов чередуются с пылевыми слоями. По мере нагревания газы, испаряясь, увлекают за собой облака пыли . Это позволяет объяснить образование газовых и пылевых хвостов у комет .
Однако согласно исследованиям, проведённым с помощью запущенной в 2005 году американской автоматической станции Deep Impact , ядро состоит из очень рыхлого материала и представляет собой ком пыли с порами, занимающими 80 % его объёма.
Кома
Кома - окружающая ядро светлая туманная оболочка чашеобразной формы, состоящая из газов и пыли . Обычно тянется от 100 тысяч до 1,4 миллиона километров от ядра. Давление света может деформировать кому, вытянув её в антисолнечном направлении. Кома вместе с ядром составляет голову кометы. Чаще всего кома состоит из трёх основных частей:
Хвост
У ярких комет с приближением к Солнцу образуется «хвост» - слабая светящаяся полоса, которая в результате действия солнечного ветра чаще всего направлена в противоположную от Солнца сторону. Несмотря на то, что в хвосте и коме сосредоточено менее одной миллионной доли массы кометы, почти 99,9 % свечения, наблюдаемого нами при прохождении кометы по небу, происходит именно из этих газовых образований. Дело в том, что ядро очень компактно и имеет низкое альбедо (коэффициент отражения) .
Хвосты комет различаются длиной и формой. У некоторых комет они тянутся через всё небо. Например, хвост кометы, появившейся в 1944 году [ ] , был длиной 20 млн км. А Большая комета 1680 года (по современной системе - C/1680 V1) имела хвост, протянувшийся на 240 млн км. Также были зафиксированы случаи отделения хвоста от кометы (C/2007 N3 (Лулинь)).
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, к примеру, 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 кометы 81P/Вильда 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 . 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.
Скорость частицы, вылетевшей из ядра кометы складывается из скорости, приобретённой в результате действия Солнца - она направлена от Солнца к частице, и скорости движения кометы, вектор которой касателен к её орбите, поэтому частицы, вылетевшие к определённому моменту, в общем случае расположатся не на прямой линии, а на кривой , называемой синдинамой. Синдинама и будет представлять собой положение хвоста кометы в этот момент времени. При отдельных резких выбросах частицы образуют отрезки или линии на синдинаме под углом к ней, называемые синхронами. Насколько хвост кометы будет отличаться от направления от Солнца к комете, зависит от массы частиц и действия Солнца .
Изучение комет
Люди всегда проявляли особый интерес к кометам. Их необычный вид и неожиданность появления служили в течение многих веков источником всевозможных суеверий. Древние связывали появление в небе этих космических тел со светящимся хвостом с предстоящими бедами и наступлением тяжёлых времён.
Исчерпывающее представление о кометах 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.
Освоение европейских научных знаний о кометах позволило русским учёным внести собственный вклад в их изучение. Во второй половине XIX века астроном Фёдор Бредихин (1831-1904) построил полную теорию природы комет, происхождения кометных хвостов и причудливого разнообразия их форм .
Исследователи комет
Исследования с помощью космических аппаратов
| Название | Открыта | Космический аппарат | Дата | Расстояние сближения (км) | Примечания |
|---|---|---|---|---|---|
| 21P/Джакобини - Циннера | 1900 | Международный исследователь комет | 1985 | 7800 | Flyby |
| Комета Галлея | Известна с древних времён | Вега 1 | 1986 | 8889 | сближение с небесным телом |
| Комета Галлея | Вега 2 | 1986 | 8030 | сближение с небесным телом | |
| Комета Галлея | Суйсэй | 1986 | 151000 | сближение с небесным телом | |
| Комета Галлея | Джотто | 1986 | 596 | сближение с небесным телом | |
| 26P/Григга - Скьеллерупа | 1902 | Джотто | 1992 | 200 | сближение с небесным телом |
| 19P/Борелли | 1904 | Deep Space 1 | 2001 | ? | сближение с небесным телом |
| 81P/Вильда | 1978 | Стардаст | 2004 | 240 | сближение с небесным телом; возврат образцов на Землю |
| 9P/Темпеля | 1867 | Дип Импакт | 2005 | 0 | сближение с небесным телом; столкновение с ядром |
| 103P/Хартли | 1986 | Дип Импакт | 2010 | 700 | сближение с небесным телом |
| 9P/Темпеля | 1867 |