Новые интересные научные сведения о кометах. В чем разница между кометой и астероидом
Холодные объекты, сотоящие из твердых пород (том числе металлов) и льда, являются частью Солнечной системы. Эти объекты - астероиды, кометы, метеороиды.
Комета
Кометы состоят из смесь льда, замерзшего газа и пыли. Они путешествуют вокруг Солнца по очень вытянутым орбитам. Когда комета приближается к Солнцу, лед и другие летучие вещества на ее поверхности быстро испаряются, образуется поток газа и пыли. Солнечный ветер и давление света "сдувают" образующиеся газы с другими веществами в сторону "от Солнца" Так формируется светящийся хвост кометы. Хвост кометы может достигать 10 млн км.
Долгопериодические кометы с периодом оборота вокруг Солнца более 200 лет прилетают из областей, расположенных дальше внешних планет системы, в облаке Оорта, котрое, вероятно, существует на расстоянии почти светового года от Солнца, примерно в четверти пути до ближайшей к нам звезды Проксима Центавра (расстояние до нее составляет 4,3 световых года, или 40 трлн. км).Считается, что в облаке Оорта около триллиона комет. Короткопериодические кометы (период менее 200 лет) приходят из района внешних планет - это находящиеся за орбитой Нептуна объекты из пояса Койпера. Комета Галлея делает полный оборот вокруг Солнца каждые 76 лет, и это самая известная комета в истории.
Астероид
Большинство астероидов Солнечной системы сосредоточено в поясе между орбитами Марса и Юпитера. Астероиды - это, по всей вероятности, часть протопланетного вещества - планетезимали, сформировавшегося на границе горячей и холодной зон протопланетного диска и сохранившегося до наших дней. Известны углеродные, металлические, силикатные и т. д. астероиды.
Астероид может сорваться с орбиты под воздействием гравитационного поля крупных планет или другого астероида. Такой бродячий астероид может столкнуться с планетой или спутником и упасть на поверхность в виде метеорита. Иногда это приводит к разрушениям. Некоторые ученые считают, что около 65 млн. лет назад в Землю врезался метеорит, что привело к вымиранию динозавров.
На Землю из космоса попадает космическая пыль, метеороиды - тела крупнее пыли, но меньше астероида, и собственно астероиды, которые не сгорают, а врезаются в Землю в виде метеоритов. Некоторые из метеоритов настолько большие, что оставляют кратеры. Самым известным местом падения метеорита на Земле считается ударный кратер Берринджера в Аризоне, США. Это результат падения железного метеорита массой около 300 тыс. тонн, который столкнулся с Землей со скоростью 45-60 тыс. км/ч около 50 000 лет назад.
Теплыми летними ночами приятно прогуливаться под звездным небом, рассматривать чудесные констелляции на нем, загадывать желания при виде падающей звезды. Или это пролетела комета? А может, метеорит? Наверное, среди романтиков и влюбленных больше знатоков астрономии, чем среди посетителей планетариев.
Загадочный космос
Вопросы, постоянно возникающие при созерцании требуют ответов, а небесные загадки - разгадок и научных объяснений. Вот, например, чем отличается астероид от метеорита? Не каждый школьник (и даже взрослый) сходу сможет ответить на этот вопрос. Но начнем по порядку.
Астероиды
Чтобы понять, чем отличается астероид от метеорита, нужно определиться с понятием «астероид». Это слово с древнегреческого языка переводится как «подобный звезде», поскольку эти небесные тела при наблюдении в телескоп напоминают, скорее, звезды, чем планеты. Астероиды до 2006 года часто называли малыми планетами. И действительно, движение астероидов в целом не отличается от планетарного движения, ведь оно происходит также вокруг Солнца. От обычных планет астероиды отличаются малыми размерами. Например, самый крупный астероид Церера имеет в поперечнике всего лишь 770 км.
Где же находятся эти звездоподобные космические обитатели? Большинство астероидов движутся по давно изученным орбитам в пространстве между Юпитером и Марсом. Но некоторые малые планеты все же пересекают орбиту Марса (как, например, астероид Икар) и других планет, а иногда даже подходят к Солнцу ближе, чем Меркурий.
Метеориты
В отличие от астероидов, метеориты - это не обитатели космоса, а его посланники. Каждый из землян может увидеть метеорит своими собственными глазами и потрогать его своими собственными руками. В музеях и частных коллекциях хранится большое их количество, но нужно сказать, что выглядят метеориты довольно невзрачно. В большинстве своем они являются серыми либо буровато-черными кусками камня и железа.
Итак, удалось разобраться, чем отличается астероид от метеорита. Но что же их может объединять? Считается, что метеориты представляют собой осколки мелких астероидов. Камни, носящиеся в пространстве, сталкиваются друг с другом, и осколки их порой долетают до поверхности Земли.
Самым известным в России метеоритом является Тунгусский, упавший в глухой тайге 30 июня 1908 года. В недавнем прошлом, а именно в феврале 2013 года, привлек всеобщее внимание Челябинский метеорит, чьи многочисленные осколки были найдены в районе озера Чебаркуль в Челябинской области.
Благодаря метеоритам, своеобразным гостям из космоса, ученые, а вместе с ними и все жители Земли, имеют прекрасную возможность узнать о составе небесных тел и получить представление о происхождении вселенной.
Метеоры
Слова «метеор» и «метеорит» происходят от одного греческого корня, означающего в переводе «небесный». Нам известно, что такое метеорит, и чем он отличается от метеора, не составит труда понять.
Метеор - это не конкретный небесный объект, а атмосферное явление, которое выглядит как Оно возникает, когда в атмосфере Земли сгорают осколки комет и астероидов.
Метеор - это и есть падающая звезда. Он может показаться наблюдателям, улететь обратно в космическое пространство либо сгореть в атмосфере Земли.
Разобраться, чем метеоры отличаются от астероидов и метеоритов, также несложно. Два последних небесных объекта являются конкретно осязаемыми (пусть даже теоретически в случае астероида), а метеор - свечением, возникающим в результате сгорания космических осколков.
Кометы
Не менее чудесным небесным телом, которым может любоваться земной наблюдатель, является комета. Чем отличаются кометы от астероидов и метеоритов?
Слово «комета» также древнегреческого происхождения и буквально переводится как «волосатая», «косматая». Кометы прилетают из внешней части Солнечной системы, и, соответственно, имеют иной состав, чем астероиды, сформировавшиеся рядом с Солнцем.
Помимо разницы в составе, есть и более очевидное различие в строении этих небесных тел. Комета при приближении к Солнцу, в отличие от астероида, демонстрирует туманную оболочку кому и хвост, состоящий из газа и пыли. Летучие вещества кометы по мере нагревания активно выделяются и испаряются, превращая ее в прекраснейший светящийся небесный объект.
Кроме того, астероиды движутся по орбитам, и их перемещение в космическом пространстве напоминает плавное и размеренное движение обычных планет. В отличие от астероидов, комета более экстремальна в своих перемещениях. Ее орбита сильно вытянута. Комета то близко приближается к Солнцу, то отдаляется от него на значительное расстояние.
Комета отличается от метеорита тем, что она находится в движении. Метеорит же - это результат столкновения небесного тела с земной поверхностью.
Мир небесный и мир земной
Нужно сказать, что наблюдать за ночным небом вдвойне приятнее, когда его неземные обитатели тебе хорошо знакомы и понятны. А какое удовольствие рассказывать своему собеседнику о мире звезд и необычных событиях в космическом пространстве!
И дело даже не в вопросе о том, чем отличается астероид от метеорита, а в осознании тесной связи и глубокого взаимодействия между миром земным и космическим, которые необходимо налаживать так же активно, как и отношения между одним человеком и другим.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАНВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМ. С.АМАНЖОЛОВА
Факультет экологии и естественных наук
Кафедра экологии и БЖ
РЕФЕРАТ
на
тему:
Астероиды
и кометы
Выполни л:
студент ЭК-08-А
Вагнер А.А.
Провери л:
доцент кафедры
экологи и и
безопас ности
жизнеде ятельности
Майоров В.Н.
г. Усть-Каменогорск, 2010 г.
ПЛАН
1. Астероиды
2. Метеориты
3. Мелкие осколки
4. Кометы
Введение
В Солнечной системе кроме больших планет и их спутников движется множество
так называемых малых тел: астероидов, комет и метеоритов. Малые тела
Солнечной системы имеют размеры от сотен микрон до сотен километров.
Астероиды. С точки зрения физики астероиды или, как их еще называют, малые
планеты - это плотные и прочные тела. По составу и свойствам их можно условно
разделить на три группы: каменные, железокаменные и железные. Астероид
является холодным телом. Но он, как, например, и Луна, отражает солнечный
свет, и поэтому мы можем наблюдать его в виде звездообразного объекта. Отсюда
и происходит название "астероид", что в переводе с греческого означает
звездообразный. Так как астероиды движутся вокруг Солнца, то их положение по
отношению к звездам постоянно и довольно быстро меняется. По этому
первоначальному признаку наблюдатели и открывают астероиды.
Кометы, или "хвостатые звезды", известны с незапамятных времен. Комета - это
сложное физическое явление, которое кратко можно описать с помощью нескольких
понятий. Ядро кометы представляет собой смесь или, как говорят, конгломерат
пылевых частиц, водяного льда и замерзших газов. Отношение содержания пыли к
газу в кометных ядрах составляет примерно 1:3. Размеры кометных ядер, по
оценке ученых, заключены в интервале от 1 до 100 км. Сейчас дискутируется
возможность существования как более мелких, так и более крупных ядер.
Известные короткопериодические кометы имеют ядра размером от 2 до 10 км.
Размер же ядра ярчайшей кометы Хейли-Боппа, которая наблюдалась невооруженным
глазом в 1996 году, оценивается в 40 км.
Метеороид – это небольшое тело, обращающееся вокруг Солнца. Метеор – это
метеороид, влетевший в атмосферу планеты и раскалившийся до блеска. А если
его остаток упал на поверхность планеты, его называют метеоритом. Метеорит
считают «упавшим», если есть очевидцы, наблюдавшие его полет в атмосфере; в
противном случае его называют «найденным».
Рассмотрим выше указанные малые тела Солнечной системы более подробно.
1. Астероиды
Эти космические тела отличаются от планет прежде всего своими размерами. Так,
самая большая из маленьких планет Церера имеет в поперечнике 995 км;
следующая за ней (по размеру): Палада-560 км, Хигея - 380 км, Психея - 240 км
и т.д. Для сравнения можно указать, что наименьшая из больших планет Меркурий
имеет диаметр 4878 км, т.е. в 5 раз превосходит - поперечник Цереры, а массы
их различаются во многие сотни раз.
Общее число малых планет, доступных наблюдению современными телескопами,
определяется в 40 тыс., но общая их масса в 1 тыс. раз меньше массы Земли.
Движение малых планет вокруг Солнца происходит по эллиптическим орбитам, но
более вытянутым (средний эксцентриситет орбит у них 0,51), чем у больших
планет, а наклон орбитальных плоскостей к эклептике у них больше, чем у
больших планет (средний угол 9,54). Основная масса планет вращается вокруг
Солнца между орбитами Марса и Юпитера, образуя так называемый пояс
астероидов. Но имеются и малые планеты, орбиты которых располагаются ближе к
Солнцу, чем орбита Меркурия. Самые же далекие находятся за Юпитером и даже за
Сатурном.
Исследователи космоса высказывают различные соображения о причине большой
концентрации астероидов в сравнительно узком пространстве межпланетной среды
между орбитами Марса и Юпитера. Одной из наиболее распространенных гипотез
происхождения тел пояса астероидов является представление о разрушении
мифической планеты Фаэтон. Сама по себе идея о существовании планеты
поддерживается многими учеными и даже как будто подкреплена математическими
расчетами. Однако необъяснимой остается причина разрушения планеты.
Высказываются различные предположения. Одни исследователи считают, что
разрушение Фаэтона произошло вследствии его столкновения с каким-то крупным
телом. По мнению других, причинами распада планеты были взрывные процессы в
ее недрах. В настоящее время проблема происхождения тел астероидного пояса
входит составным элементом в обширную программу исследований космоса на
международном и национальных уровнях.
Среди малых планет выделяется своеобразная группа тел, орбиты которых
пересекаются с орбитой Земли, а следовательно, имеется потенциальная
возможность их столкновения с нею. Планеты этой группы стали называть Apollo
object, или просто Apollo (Wetherill, 1979). Впервые о существовании Apollo
стало известно с 30-х годов текущего столетия. В 1932 г. был обнаружен
астероид. Его назвали
Apollo 1932 HA. Но он не возбудил особого интереса, хотя его название стало
нарицательным для всех астероидов, пересекающих земную орбиту.
В 1937 г. космическое тело с поперечником приблизительно в 1 км прошло в 800
тыс. км от Земли и в двукратном расстоянии от Луны. Впоследствии его назвали
Гермес. На сегодняшний день выявлено 31 такое тело, и каждое из них получило
собственное название. Размеры их поперечников колеблются от 1 до 8 км, а
наклон орбитальных плоскостей к эклиптике находиться в пределах от 1 до 68.
Пять из них вращаются на орбитах между Землей и Марсом, а остальные 26 -
между Марсом и Юпитером (Wetherill, 1979). Полагают, что из 40 тыс. Малых
планет астероидного пояса с поперечником более 1 км может оказаться несколько
сот Apollo. Поэтому столкновение таких небесных тел с Землей вполне вероятно,
но через весьма длительные интервалы времени.
Можно полагать, что раз в столетие одно из таких космических тел может пройти
вблизи Земли на расстоянии меньше, чем от нас до Луны, а раз за 250 тыс. лет
может произойти столкновение его с нашей планетой. Удар такого тела выделяет
энергию равную 10 тыс. Водородных бомб каждая мощностью 10 Мт. При этом
должен образоваться кратер диаметром около 20 км. Но такие случаи редки и за
человеческую историю неизвестны. Гермес относится к астероидам III класса, а
ведь много таких тел и более крупного размера - II и I классов. Удар при
столкновении их с Землей, естественно, будет еще более значительным.
Когда в 1781 г. был открыт Уран его средняя гелиоцентричекое расстояние
оказалось соответствующим правилу Тициуса - Бодэ, то с 1789 г. начались
поиски планеты, которая, согласно этому правилу, должна была находиться между
орбитами Марса и Юпитера, на среднем расстоянии а=2,8 а.е. от солнца. Но
несколько немецких астрономов во главе с К. Цахом решили организовать
коллективные поиски. Они разделили весь поиск зодиакальных созвездий на 24
участка и распределили между собой для тщательных исследований. Но не успели
астроном Дж. Пиации (1746-1826) обнаружил в телескоп звездообразный объект
седьмой звездной величины, медленно перемещавшийся по созвездию Тельца.
Вычисленная К. Гаусом (1777-1855) орбита объекта оказалась планетой,
соответствующей правилу Тициуса-Бодэ: большая полуось а=2,77 а.е. и
эксцентриситет е=0,080. Вновь открытую планету Пиации назвал Церерой.
вблизи Цереры еще одну планету (8m) , названную Палладой (а=2,77 а.е.,
а.е.), а 29 марта 1807 г.- 4, Веста (а=2,36 а.е.). Все вновь открытые планеты
имели звездообразный вид, без дисков, свидетельствующий об их небольших
геометрических размерах. Поэтому эти небесные тела назвали малыми планетами
или, по предложению В. Гершеля, астероидами (от греч. «астр» - звездный и
«еидос»- вид).
К 1891 г. визуальными методами было обнаружено около 320 астероидов. В конце
1891 г. немецкий астроном М. Вольф (1863-1932) предложил фотографический
метод поисков: при 2-3- часовой экспозиции изображения звезд на фотопластинке
получались точечные, а след движущегося астероида - в виде небольшой
черточки. Фотографические методы привели к резкому увеличению открытий
астероидов. Особенно интенсивные исследования малых планет проводятся сейчас
в Институте теоретической астрономии (в Петербурге) и в Крымской
астрофизической обсерватории Академии наук России.
Астероидам, орбиты которых надежно определены, присваивают имя и порядковый
номер. Таких астероидов сейчас известно свыше 3500, но в Солнечной системе
значительно больше.
Из указанного числа известных астероидов астрономы Крымской астрофизической
обсерватории открыли около 550, увековечив в их названиях имена известных
людей.
Подавляющее большинство (до 98%) известных астероидов движется между
орбитами Марса и Юпитера, на средних расстояниях от Солнца от 2,06 до 4,30
а.е. (периоды обращения от 2,96 до 8,92 года). Однако встречаются астероиды
с уникальными орбитами, и им присваиваются мужские имена, как правило из
греческой мифологии.
Первые три из этих малых планет движутся вне пояса астероидов, причем в
перигелии Икар подходит к Солнцу вдвое ближе Меркурия, а Гермес и Адонис -
ближе Венеры. Они могут сближаться с Землейна расстоянии от 6 млн. до 23 млн.
км, а Гермес в 1937 г. прошел вблизи Земли даже на расстоянии 580 тыс. км,
орбиту Сатурна. Но Гидальго не является исключением. За последние годы
открыто около 10 астероидов, перигелии которых расположены вблизи орбит
планет земной группы, а афелии - вблизи орбит Юпитера. Такие орбиты
характерны для комет семейства Юпитера и указывают на возможное общее
происхождение астероидов и комет.
В 1977 г. обнаружен уникальный астероид, который обращается вокруг Солнца по
орбите с большой полуосью а=13,70 а.е. и эксцентриситетом е=0,38, так что в
перигелии (q=8,49 а.е.) он заходит внутрь орбиты Сатурна, а в афелии (Q=18,91
а.е.) приближается к орбите Урана. Он назван Хироном. По-видимому, существуют
и другие подобные далекие астероиды, поиски которых продолжаются.
Блеск большинства известных астероидов во время противостояния от 7 m
до 16 m , но есть и более слабые объекты. Самым ярким (до 6 m
) является Веста.
Поперечники астероидов вычисляются по их блеску и отражательной способности в
визуальных и инфракрасных лучах. Оказалось, что крупных астероидов не так уж
много. Наиболее крупные - это Церера (поперечник 1000 км), Паллада (610 км),
Веста (540 км) и Гигия (450 км). Только у 14 астероидов поперечники более 250
км, а у остальных меньше, вплоть до 0,7 км. У тел таких малых размеров не
может быть сфероидальной формы, и все астероиды (кроме, может быть, наиболее
крупных) представляют собой бесформенные глыбы.
Массы астероидов крайне различные: наибольшей, близкой к 1,5 .
10 21 кг (т.е. в 4 тыс. раз меньше массы земли), обладает Церера.
Суммарная масса всех астероидов не превышает 0,001 массы Земли. Конечно, все
эти небесные тела лишены атмосферы. У многих астероидов по регулярному
изменению их блеска обнаружено осевое вращение.
В частности, период вращения Цереры равен 9,1 ч, а Паллады - 7,9 ч.
Быстрее всех вращается Икар, за 2 ч 16 м.
Изучение отражательной способности многих астероидов позволило объединить их
в три основные группы: темные, светлые и металлические. Поверхность темных
астероидов отражает всего лишь до 5% падающего на нее солнечного света и
состоит из веществ, сходными с черными базальтовыми и углистыми породами. Эти
астероиды часто называют углистыми. Светлые астероиды отражают от 10% до 25%
солнечного света, что роднит их поверхность с кремниевыми соединениями - это
каменные астероиды. Металлические астероиды (их абсолютное меньшинство) тоже
светлые, но по своим отражательным свойствам их поверхность похожа на
железоникелевые сплавы. Такое подразделение астероидов подтверждается и
химическим составом выпадающих на Землю метеоритов. Незначительное число
изученных астероидов не относится ни к одной из трех основных групп.
Показательно, что в спектрах углистых астероидов обнаружена полоса
поглощения воды (l= 3мкм). В частности, поверхность астероида Цереры состоит
из минералов, похожих на земные глины и содержащих около 10% воды.
При небольших размерах и массах астероидов давление в их недрах невелико: даже
у самых крупных астероидов оно не превышает 7 10 5
8 10 5 Гпа (700 - 800 атм) и не может вызвать разогрева их твердых
холодных недр. Лишь поверхность астероидов очень слабо нагревается далеким от
них Солнцем, но и эта незначительная энергия излучается в межпланетное
пространство. Вычисленная по законам физики температура поверхности
подавляющего большинства астероидов оказалась близкой к 150 - 170 К
(-120...-100°С).
И только у немногих астероидов, которые проходят вблизи Солнца, поверхность в
такие периоды сильно нагревается. Так, температура поверхности Икара
повышается почти до 1000 К (+730°С), а при удалении от Солнца снова резко
понижается.
Орбиты остальных астероидов подвержены значительным возмущениям от
гравитационного воздействия больших планет, главным образом Юпитера. Особенно
сильные возмущения испытывают небольшие астероиды, что приводит к
столкновениям этих тел и их дроблению на соколки самых разнообразных размеров
Б от сотен метров в поперечнике до пылинок.
В настоящее время физическая природа астероидов изучается, потому что по
ней можно проследить эволюцию (развитие) вещества, из которого сформировалась
Солнечная система.
2. Метеориты
В околоземном космическом пространстве движутся самые различные метеороиды
(космические осколки больших астероидов и комет). Их скорости лежат в
диапазоне от 11 до 72 км/с. Часто бывает так, что пути их движения
пересекаются с орбитой Земли и они залетают в её атмосферу.
Метеориты - каменные или железные тела, падающие на Землю из межпланетного
пространства. Падение метеоритов на Землю сопровождается звуковым, световым и
механическим явлением. По небу проносится яркий огненный шар называемый
болидом, сопровождаемый хвостом и разлетающимися искрами. После того как
болид исчезает, через несколько секунд раздаются похожие на взрывы удары,
называемые ударными волнами, которые иногда вызывают значительное сотрясение
грунта и зданий.
Явления вторжения космических тел в атмосферу имеют три основные стадии:
1. Полёт в разреженной атмосфере (до высот около 80 км), где взаимодействие
молекул воздуха носит карпускулярный характер. Частицы воздуха соударяются с
телом, прилипают к нему или отражаются и передают ему часть своей энергии. Тело
нагревается от непрерывной бомбардировки молекулами воздуха, но не испытывает
заметного сопротивления, и его скорость остаётся почти неизменной. На этой
стадии, однако, внешняя часть космического тела нагревается до тысячи градусов
и выше. Здесь характерным параметром задачи является отношение длины свободного
пробега к размеру тела L, которое называется числом Кнудсена K n . В
аэродинамике принято учитывать молекулярный подход к сопротивлению воздуха при
K n >0.1.
2. Полёт в атмосфере в режиме непрерывного обтекания тела потоком воздуха, то
есть когда воздух считается сплошной средой и атомно-молекулярный характер
его состава явно не учитывается. На этой стадии перед телом возникает
головная ударная волна, за которой резко повышается давление и температура.
Само тело нагревается за счет конвективной теплопередачи, а так же за счет
радиационного нагрева. Температура может достигать несколько десятков тысяч
градусов, а давление до сотен атмосфер. При резком торможении появляются
значительные перегрузки. Возникают деформации тел, оплавление и испарение их
поверхностей, унос массы набегающим воздушным потоком (абляция).
3. При приближении к поверхности Земли плотность воздуха растёт,
сопротивление тела увеличивается, и оно либо практически останавливается на
какой-либо высоте, либо продолжает путь до прямого столкновения с Землёй. При
этом часто крупные тела разделяются на несколько частей, каждая из которых
падает отдельно на Землю. При сильном торможении космической массы над Землёй
сопровождающие его ударные волны продолжают своё движение к поверхности
Земли, отражаются от неё и производят возмущения нижних слоёв атмосферы, а
так же земной поверхности.
Процесс падения каждого метеороида индивидуален. Нет возможности в кратком
рассказе описать все возможные особенности этого процесса.
«Найденных» метеоритов значительно больше, чем «упавших». Часто их находят
туристы или крестьяне, работающие в поле. Поскольку метеориты имеют темный
цвет и легко различимы на снегу, прекрасным местом для их поиска служат
ледяные поля Антарктики, где уже найдены тысячи метеоритов. Впервые метеорит
в Антарктике обнаружила в 1969 группа японских геологов, изучавших ледники.
Они нашли 9 фрагментов, лежавших рядом, но относящихся к четырем разным типам
метеоритов. Оказалось, что метеориты, упавшие на лед в разных местах,
собираются там, где движущиеся со скоростью несколько метров в год ледниковые
поля останавливаются, упираясь в горные хребты. Ветер разрушает и высушивает
верхние слои льда (происходит его сухая возгонка – абляция), и метеориты
концентрируются на поверхности ледника. Такие льды имеют голубоватый цвет и
легко различимы с воздуха, чем и пользуются ученые при изучении мест,
перспективных для сбора метеоритов.
Важное падение метеорита произошло в 1969 в Чиуауа (Мексика). Первый из
множества крупных осколков был найден вблизи дома в деревеньке Пуэблито де
Альенде, и, следуя традиции, все найденные фрагменты этого метеорита были
объединены под именем Альенде. Падение метеорита Альенде совпало с началом
лунной программы «Аполлон» и дало ученым возможность отработать методы
анализа внеземных образцов. В последние годы установлено, что некоторые
метеориты, содержащие белые обломки, внедренные в более темную материнскую
породу, являются лунными фрагментами.
Метеорит Альенде относится к хондритам – важной подгруппе каменных
метеоритов. Их называют так, потому что они содержат хондры (от греч.
chondros, зёрнышко) – древнейшие сферические частицы, сконденсировавшиеся в
протопланетной туманности и затем вошедшие в состав более поздних пород.
Подобные метеориты позволяют оценивать возраст Солнечной системы и ее
исходный состав. Богатые кальцием и алюминием включения метеорита Альенде,
первыми сконденсировавшиеся из-за своей высокой температуры кипения, имеют
измеренный по радиоактивному распаду возраст 4,559 ± 0,004 млрд. лет. Это
наиболее точная оценка возраста Солнечной системы. К тому же все метеориты
несут в себе «исторические записи», вызванные длительным влиянием на них
галактических космических лучей, солнечного излучения и солнечного ветра.
Изучив повреждения, нанесенные космическими лучами, можно сказать, как долго
метеорит пребывал на орбите до того, как попал под защиту земной атмосферы.
Прямая связь между метеоритами и Солнцем следует из того факта, что
элементный состав наиболее старых метеоритов – хондритов – точно повторяет
состав солнечной фотосферы. Единственные элементы, содержание которых
различается, – это летучие, такие, как водород и гелий, обильно испарявшиеся
из метеоритов в ходе их остывания, а также литий, частично «сгоревший» на
Солнце в ядерных реакциях. Понятия «солнечный состав» и «хондритный состав»
используют как равнозначные при описании упомянутого выше «рецепта солнечного
вещества». Каменные метеориты, состав которых отличается от солнечного,
называют ахондритами.
3. Мелкие осколки.
Околосолнечное пространство заполнено мелкими частицами, источниками которых
служат разрушающиеся ядра комет и столкновения тел, в основном, в поясе
астероидов. Самые мелкие частицы постепенно приближаются к Солнцу в результате
эффекта Пойнтинга – Робертсона (он заключается в том, что давление солнечного
света на движущуюся частицу направлено не точно по линии Солнце – частица, а в
результате аберрации света отклонено назад и поэтому тормозит движение
частицы). Падение мелких частиц на Солнце компенсируется их постоянным
воспроизводством, так что в плоскости эклиптики всегда существует скопление
пыли, рассеивающее солнечные лучи. В самые темные ночи оно заметно в виде
зодиакального света, тянущегося широкой полосой вдоль эклиптики на западе после
захода Солнца и на востоке перед его восходом. Вблизи Солнца зодиакальный свет
переходит в ложную корону (F -корона, от false – ложный), которая видна
только при полном затмении. С ростом углового расстояния от Солнца яркость
зодиакального света быстро падает, но в антисолнечной точке эклиптики она вновь
усиливается, образуя противосияние; это вызвано тем, что мелкие пылевые частицы
Интенсивно отражают свет назад.
Время от времени метеороиды попадают в атмосферу Земли. Скорость их движения
так велика (в среднем 40 км/с), что почти все они, кроме самых мелких и самых
крупных, сгорают на высоте около 110 км, оставляя длинные светящиеся хвосты –
метеоры, или падающие звезды. Многие метеороиды связаны с орбитами отдельных
комет, поэтому метеоры наблюдаются чаще, когда Земля в определенное время
наблюдается множество метеоров, поскольку Земля пересекает поток Персеиды,
связанный с частицами, потерянными кометой 1862 III. Другой поток – Ориониды
Частицы размером менее 30 мкм могут затормозиться в атмосфере и упасть на
землю, не сгорев; такие микрометеориты собирают для лабораторного анализа.
Если частицы размером в несколько сантиметров и более состоят из достаточно
плотного вещества, то они также не сгорают целиком и выпадают на поверхность
Земли в виде метеоритов. Более 90% из них каменные; отличить их от земных
пород может только специалист. Оставшиеся 10% метеоритов железные (в
действительности они состоят из сплава железа и никеля).
Метеориты считаются осколками астероидов. Железные метеориты были когда-то в
составе ядер этих тел, разрушенных соударениями. Возможно, некоторые рыхлые и
богатые летучими веществами метеориты произошли от комет, но это
маловероятно; скорее всего, крупные частицы комет сгорают в атмосфере, а
сохраняются лишь мелкие. Учитывая, как трудно достигнуть Земли кометам и
астероидам, ясно, сколь полезным является изучение метеоритов, самостоятельно
«прибывших» на нашу планету из глубин Солнечной системы.
4. Кометы
Кометы являются самыми эффективными небесными телами в Солнечной системе.
Кометы - это своеобразные космические айсберги, состоящие из замороженных
газов, сложного химического состава, водяного льда и тугоплавкого
минерального вещества в виде пыли и более крупных фрагментов.
Хотя кометы подобно астероидам движутся вокруг Солнца по коническим кривым,
внешне они разительно отличаются от астероидов. Если астероиды светят
отражённым солнечным светом и в поле зрения телескопа напоминают медленно
движущиеся слабые звёздочки, то кометы интенсивно рассеивают солнечный свет в
некоторых наиболее характерных для комет участках спектра, и поэтому многие
кометы видны невооружённым глазом, хотя диаметры их ядер редко превышают 1 -
5 км.
Кометы интересуют многих учёных: астрономов, физиков, химиков, биологов,
газодинамиков, историков и др. И это естественно. Ведь кометы подсказали
ученым, что в межпланетном пространстве дует солнечный ветер; возможно кометы
являются "виновниками" возникновения жизни на Земле, так как могли занести в
атмосферу Земли сложные органические соединения. Кроме того, кометы, по-
видимому, несут в себе ценную информацию о начальных стадиях протопланетного
облака, из которого образовались также Солнце и планеты.
При первом знакомстве с яркой кометой может показаться, что хвост - самая
главная часть кометы. Но если в этимологии слова "комета" хвост явился
главной причиной для подобного наименования, то с физической точки зрения
хвост является вторичным образованием, развившимся из довольно крохотного
ядра, самой главной части кометы как физического объекта. Ядра комет -
первопричина всего остального комплекса кометных явлений, которые до сих пор
всё ещё не доступны телескопическим наблюдениям, так как они вуалируются
окружающей их светящейся материей, непрерывно истекающей из ядер. Применяя
большие увеличения, можно заглянуть в более глубокие слои светящейся вокруг
ядра газо-пылевой оболочки, но и то, что остаётся, будет по своим размерам
всё ещё значительно превышать истинные размеры ядра. Центральное сгущение,
видимое в диффузной атмосфере кометы визуально и на фотографиях, называется
фотометрическим ядром. Считается, что в центре его находится собственно ядро
кометы, т.е. располагается центр масс кометы.
Туманная атмосфера, окружающая фотометрическое ядро и постепенно сходящая на
нет, сливаясь с фоном неба, называется комой. Кома вместе с ядром составляют
голову кометы. Вдали от Солнца голова выглядит симметричной, но с
приближением к Солнцу она постепенно становится овальной, затем голова
удлиняется ещё сильнее, и в противоположной от Солнца стороне из неё
развивается хвост.
Итак, ядро - самая главная часть кометы. Однако, до сих пор нет единодушного
мнения, что оно представляет собой на самом деле. Ещё во времена Бесселя и
Лапласа существовало представление о ядре кометы как о твердом теле,
состоящем из легко испаряющихся веществ типа льда или снега, быстро
переходящих в газовую фазу под действием солнечного тепла. Эта ледяная
классическая модель кометного ядра была существенно дополнена и разработана в
последнее время. Наибольшим признанием среди исследователей комет пользуется
разработанная Уиплом модель ядра - конгломерата из тугоплавких каменистых
частиц и замороженной летучей компоненты (СН4, СО2, Н2О и др.). В таком ядре
ледяные слои из замороженных газов чередуются с пылевыми слоями. По мере
прогревания солнечным теплом газы типа испаряющегося "сухого льда"
прорываются наружу, увлекая за собой облака пыли. Это позволяет, например,
объяснить образование газовых и пылевых хвостов у комет, а также способность
небольших ядер комет к активному газовыделению.
Головы комет при движении комет по орбите принимают разнообразные формы.
Вдали от СОЛНЦА головы комет круглые, что объясняется слабым воздействием
солнечных излучений на частицы головы, и её очертания определяются изотропным
расширением кометного газа в межпланетное пространство. Это бесхвостые
кометы, по внешнему виду напоминающие шаровые звездные скопления. Приближаясь
к Солнцу, голова кометы принимает форму параболы или цепной линии.
Параболическая форма головы объясняется "фонтанным" механизмом. Образование
голов в форме цепной линии связано с плазменной природой кометной атмосферы и
воздействием на неё солнечного ветра и с переносимым им магнитным полем.
Иногда голова кометы столь мала, что хвост кометы кажется выходящим
непосредственно из ядра. Кроме изменения очертаний в головах комет то
появляются, то исчезают различные структурные образования: галсы, оболочки,
лучи, излияния из ядра и т.п.
Большие кометы с хвостами, далеко простиравшимися по небу, наблюдались с
древнейших времен. Некогда предполагалось, что кометы принадлежат к числу
атмосферных явлений. Это заблуждение опроверг Браге, который обнаружил, что
комета 1577 года занимала одинаковое положение среди звёзд при наблюдениях из
различных пунктов, и, следовательно, отстоит от нас дальше, чем Луна.
Движение комет по небу объяснил впервые Галлей (1705г.), который нашёл, что
их орбиты близки к параболам. Он определил орбиты 24 ярких комет, причём
оказалось, что кометы 1531 и 1682 г.г. имеют очень сходные орбиты. Отсюда
Галлей сделал вывод, что эта одна и та же комета, которая движется вокруг
Солнца по очень вытянутому эллипсу с периодом около 76 лет. Галлей
предсказал, что в 1758 году она должна появиться вновь и в декабре 1758 года
она действительно была обнаружена. Сам Галлей не дожил до этого времени и не
мог увидеть, как блестяще подтвердилось его предсказание. Эта комета (одна из
самых ярких) была названа кометой Галлея.
Кометы обозначаются по фамилиям лиц, их открывших. Кроме того, вновь открытой
комете присваивается предварительное обозначение по году открытия с
добавлением буквы, указывающей последовательность прохождения кометы через
перигелий в данном году.
Лишь небольшая часть комет, наблюдаемых ежегодно, принадлежит к числу
периодических, т.е. известных по своим прежним появлениям. Большая часть
комет движется по очень вытянутым эллипсам, почти параболам. Периоды
обращения их точно не известны, но есть основания полагать, что они достигают
многих миллионов лет. Такие кометы удаляются от Солнца на расстояния,
сравнимые с межзвездными. Плоскости их почти параболических орбит не
концентрируются к плоскости эклиптики и распределены в пространстве случайным
образом. Прямое направление движения встречается так же часто, как и
обратное.
Периодические кометы движутся по менее вытянутым эллиптическим орбитам и
имеют совсем иные характеристики. Из 40 комет, наблюдавшихся более, чем 1
раз, 35 имеют орбиты, наклоненные меньше, чем на 45^ к плоскости эклиптики.
Только комета Галлея имеет орбиту с наклонением, большим 90^ и,
следовательно, движется в обратном направлении. Среди короткопериодических
(т.е. имеющих периоды 3 - 10 лет) комет выделяется "семейство Юпитера"
большая группа комет, афелии которых удалены от Солнца на такое же
расстояние, как орбита Юпитера. Предполагается, что "семейство Юпитера"
образовалось в результате захвата планетой комет, которые двигались ранее по
более вытянутым орбитам. В зависимости от взаимного расположения Юпитера и
кометы эксцентриситет кометной орбиты может, как возрастать, так и
уменьшаться. В первом случае происходит увеличение периода или даже переход
на гиперболическую орбиту и потеря кометы Солнечной системой, во втором -
уменьшение периода.
Орбиты периодических комет подвержены очень заметным изменениям. Иногда
комета проходит вблизи Земли несколько раз, а потом притяжением планет-
гигантов отбрасывается на более удаленную орбиту и становится ненаблюдаемой.
В других случаях, наоборот, комета, ранее никогда не наблюдавшаяся,
становится видимой из-за того, что она прошла вблизи Юпитера или Сатурна и
резко изменила орбиту. Кроме подобных резких изменений, известных лишь для
ограниченного числа объектов, орбиты всех комет испытывают постепенные
изменения.
Изменения орбит не являются единственной возможной причиной исчезновения
комет. Достоверно установлено, что кометы быстро разрушаются. Яркость
короткопериодических комет ослабевает со временем, а в некоторых случаях
процесс разрушения наблюдался почти непосредственно. Классическим примером
является комета Биэли. Она была открыта в 1772 году и наблюдалась в 1813,
1826 и 1832. г.г. В 1845 году размеры кометы оказались увеличенными, а в
январе 1846г. наблюдатели с удивлением обнаружили две очень близкие кометы
вместо одной. Были вычислены относительные движения обеих комет, и оказалось,
что комета Биэли разделилась на две ещё около года назад, но вначале
компоненты проектировались один на другой, и разделение было замечено не
сразу. Комета Биэли наблюдалась ещё один раз, причём один компонент много
слабее другого, и больше её найти не удалось. Зато неоднократно наблюдался
метеорный поток, орбита которого совпадала с орбитой кометы Биэли.
При решении вопроса о происхождении комет нельзя обойтись без знания
химического состава вещества, из которого сложено кометное ядро. Казалось бы,
что может быть проще? Нужно сфотографировать побольше спектров комет,
расшифровать их - и химический состав кометных ядер нам сразу же станет
известным. Однако, дело обстоит не так просто, как кажется на первый взгляд.
Спектр фотометрического ядра может быть просто отражённым солнечным или
эмиссионным молекулярным спектром. Отражённый солнечный спектр является
непрерывным и ничего не сообщает о химическом составе той области, от которой
он отразился - ядра или пылевой атмосферы, окружающей ядро. Эмиссионный
газовый спектр несёт информацию о химическом составе газовой атмосферы,
окружающей ядро, и тоже ничего не говорит нам о химическом составе
поверхностного слоя ядра, так как излучающие в видимой области молекулы,
такие как С2, СN, СH, МH, ОН и др., являются вторичными, дочерними молекулами
- "обломками" более сложных молекул или молекулярных комплексов, из которых
складывается кометное ядро. Эти сложные родительские молекулы, испаряясь в
околоядерное пространство, быстро подвергаются разрушительному действию
солнечного ветра и фотонов или распадаются или диссоциируются на более
простые молекулы, эмиссионные спектры которых и удаётся наблюдать от комет.
Сами родительские молекулы дают непрерывный спектр.
Первым наблюдал и описал спектр головы кометы итальянец Донати. На фоне
слабого непрерывного спектра кометы 1864 он увидел три широкие светящиеся
полосы: голубого, зелёного и жёлтого цвета. Как оказалось это стечение
принадлежало молекулам углерода С2, в изобилии оказавшегося в кометной
атмосфере. Эти эмиссионные полосы молекул С2 получили название полос Свана,
по имени ученого, занимавшегося исследованием спектра углерода. Первая
щелевая спектрограмма головы Большой Кометы 1881 была получена англичанином
Хеггинсом, который обнаружил в спектре излучение химически активного радикала
циана СN.
Вдали от Солнца, на расстоянии 11 а.е., приближающаяся комета выглядит
небольшим туманным пятнышком, порой с признаками начинающегося образования
хвоста. Спектр, полученный от кометы, находящейся на таком расстоянии, и
вплоть до расстояния 3-4 а.е., является непрерывным, т.к. на таких больших
расстояниях эмиссионный спектр не возбуждается из-за слабого фотонного и
корпускулярного солнечного излучения.
Этот спектр образуется в результате отражения солнечного света от пылевых
частиц или в результате его рассеивания на многоатомных молекулах или
молекулярных комплексах. На расстоянии около 3 а.е. от Солнца, т.е. когда
кометное ядро пересекает пояс астероидов, в спектре появляется первая
эмиссионная полоса молекулы циана, которая наблюдается почти во всей голове
кометы. На расстоянии 2 а.е. возбуждаются уже излучения трёхатомных молекул
С3 и NН3, которые наблюдаются в более ограниченной области головы кометы
вблизи ядра, чем все усиливающиеся излучения СN. На расстоянии 1,8 а.е.
появляются излучения углерода - полосы Свана, которые сразу становятся
заметными во всей голове кометы: и вблизи ядра и у границ видимой головы.
Механизм свечения кометных молекул был расшифрован ещё в 1911г.
К.Шварцшильдом и Е.Кроном, которые, изучая эмиссионные спектры кометы Галлея
(1910), пришли к заключению, что молекулы кометных атмосфер резонансно
переизлучают солнечный свет. Это свечение аналогично резонансному свечению
паров натрия в известных опытах Ауда, который первый заметил, что при
осещении светом, имеющим частоту желтого дублета натрия, пары натрия сами
начинают светиться на той же частоте характерным жёлтым светом. Это -
механизм резонансной флуоресценции, являющийся частым случаем более общего
механизма люминесценции. Всем известно свечение люминесцентных ламп над
витринами магазинов, в лампах дневного света и т.п. Аналогичный механизм
заставляет светиться и газы в кометах.
Для объяснения свечения зеленой и красной кислородных линий (аналогичные
линии наблюдаются и в спектрах полярных сияний) привлекались различные
механизмы: электронный удар, диссоциативная рекомбинация и фотодиссациация.
Электронный удар, однако, не в состоянии объяснить более высокую
интенсивность зелёной линии в некоторых кометах по сравнению с красной.
Поэтому больше предпочтения отдаётся механизму фотодиссоциации, в пользу
которого говорит распределение яркости в голове кометы. Тем не менее, этот
вопрос ещё окончательно не решён и поиски истинного механизма свечения атомов
в кометах продолжаются. До сих пор остается нерешённым вопрос о родительских,
первичных молекулах, из которых состоит кометное ядро, а этот вопрос очень
важен, так как именно химизм ядер предопределяет необычно высокую активность
комет, способных из весьма малых по размерам ядер развивать гигантские
атмосферы и хвосты, превосходящие по своим размерам все известные тела в
Солнечной системе.
Литература
1. В.А. Браштейн “Планеты и их наблюдение” Москва “Наука” 1979 год.
2. С. Доул “Планеты для людей” Москва “Наука” 1974 год.
3. К.И. Чурюмов “Кометы и их наблюдение” Москва “Наука” 1980 год.
4. Е.Л. Кринов “Железный дождь” Москва “Наука” 1981 год.
5. К.А. Куликов, Н.С. Сидоренков “ Планета Земля” Москва “Наука”
6. Б.А. Воронцов - Вельяминов “Очерки о Вселенной” Москва “Наука”
7. Н.П. Ерпылеев “Энциклопедический словарь юного астронома” Москва
“Педагогика” 1986 год.
8. Е.П.Левитан “Астрономия” Москва “Просвещение” 1994 год
К малым телам Солнечной системы относят астероиды, метеорные тела, кометы, тела пояса Койпера. Астероиды имеют размеры менее тысячи км. Более мелкие тела, чем астероиды, называются «метеороидами» или метеороидными телами, они могут иметь размеры порядка нескольких метров и даже меньше.
Астероид – это небольшое планетоподобное тело Солнечной системы, размером от нескольких метров до тысячи километров, астероиды часто называют малыми планетами (но не карликовыми планетами!) Большинство орбит астероидов сконцентрировано в главном поясе астероидов между орбитами Марса и Юпитера.
История открытия астероидов .
1 января 1801 года итальянский астроном Джузеппе Пиацци случайно открыл звезду, склонение которой заметно изменялось за сутки наблюдений, этот объект расположен между Марсом и Юпитером. Этот объект был назван Церерой в честь древнеримской богини плодородия. Так астрономы открыли новый тип объектов в Солнечной системе, позже названный астероидами. Наблюдая за движением Цереры, немецкий врач Генрих Вильгельм Ольберс в 1802 году открыл новый астероид, который назвали Паллада в честь древнегреческой богини Афины Паллады. В 1804 году была открыта Юнона, в 1807 году – Веста. Фридрих Вильгельм Гершель предложил назвать маленькие планеты астероидами. Астероид по-гречески означает «звездообразный».
В 1804 году Ольберс высказал знаменитую гипотезу о разрыве гипотетической планеты Фаэтонмежду Марсом и Юпитером и образования астероидов – ее обломков. С 2006 года первый найденный астероид Церера отнесен к карликовым планетам. Астероиды вблизи Земли и их опасность для планеты
Опасные космические объекты, такие как астероиды, орбиты которых пересекают орбиту Земли, представляют серьезную угрозу существованию человеческой цивилизации при столкновении Земли с астероидом. Число астероидов, пересекающих орбиту Земли, и имеющих диаметр более 1 км, примерно 500.
За последние годы крупные астероиды пролетали неоднократно, вызывая страх и тревогу. В 1936 году астероид Адонис пролетел в 2 млн.км от Земли, в 1937 г. Астероид Гермес пролетел на расстоянии 800 тыс.км от Земли. В 1996 г. Астероид Таутатис пролетел на расстоянии 450 тыс.км от Земли
Значительная часть астероидов основного пояса движутся по устойчивым, стабильным орбитам , которые мало изменились за последние 4,5 млрд лет, поэтому столкновений с такими астероидами практически маловероятны.
Но орбиты астероидов могут измениться при приближении к планетам-гигантам, при столкновении с другими астероидами и кометами, поэтому орбиты астероидов могут изменяться.
Американским астрономом Р. Бинзелом была разработана качественная шкала оценки опасности столкновения с Землей астероидов и комет, подобная шкале Рихтера , используемой для градации опасности землетрясений. В 1999 г. шкала была утверждена Международным Астрономическим Союзом. (показ таблицы на слайде презентации). По различным оценкам велика вероятность падения на Землю астероида диаметром около 1 км раз в 100 тыс. лет. Но наиболее велика вероятность встречи Земли с более мелкими небесными объектами.
Открыто несколько двойных астероидов.
В 1993 году американский космический аппарат «Галилео», направлявшийся к Юпитеру, пересекал главный пояс астероидов. Оказалось, что астероид Ида имеет маленький спутник, который назвали Дактиль.
Астероид Эрос обращается вокруг Солнца с периодом 1,8 земных года. Его размеры – 40 x 14 x 14 км. В 2000 г. автоматический космический аппарат NEAR-Шумейкер сделал много фотографий астероида. Исследования астероида показали, что Эрос - монолитное твердое тело, что его химический состав приблизительно однороден и что он образовался в «молодые годы» Солнечной системы. В 2001 году аппарат сел на поверхность астероида.
Астероид 216 Клеопатра состоит в основном из металлов типа никеля и железа, как показали радарные исследования.
Астероид 951 Гаспра имеет размеры 19x12x11 км и обращается почти по круговой орбите внутри главного пояса астероидов. Состоит Гаспра из смеси скальных пород и металлосодержащих минералов.
Астероиды за орбитой Юпитера.
За орбитой Юпитера в конце ХХ века были открыты и другие астероиды. Второй пояс астероидов называют поясом Койпера.
Пояс Койпера – дискообразная область за орбитой Нептуна, на расстоянии от 30 а.е. до 100 а.е. от Солнца, населенная астероидами и ядрами комет.
Предполагают, что объекты пояса Койпера представляют собой лёд с небольшими примесями органических веществ, то есть близки по составу к кометному веществу. Масса всех объектов пояса Койпера превышает массу всех астероидов главного пояса астероидов. Но предполагают, что масса объектов облака Орта превышает массу объектов пояса Койпера.
Кометы – самые многочисленные, самые протяжённые и самые удивительные небесные тела Солнечной системы. Слово «комета» в переводе с греческого означает «волосатая», «длинноволосая». При сближении с Солнцем комета принимает эффектный вид, нагреваясь под действием солнечного тепла так, что газ и пыль улетают с поверхности, образуя яркий хвост.
По оценкам ученых, на далеких окраинах Солнечной системы, в так называемом облаке Оорта – гигантском сферическом скоплении кометного вещества – сосредоточено около 10 12 –10 13 комет, обращающихся вокруг Солнца. По мере приближения кометы к Солнцу, лёд ядра кометы начинает испаряться, потоки газа и пыли начинают выбрасываться в космос.
- Строение кометы
У каждой кометы несколько различных составных частей:
- Ядро : относительно твердое и стабильное, состоящее в основном изо льда и газа с небольшими добавками пыли и других твердых веществ.
- Голова (кома) : светящаяся газовая оболочка, возникающая под действием электромагнитного и корпускулярного излучения Солнца. Плотное облако водяного пара, углекислого и других нейтральных газов сублимирующих из ядра.
- Пылевой хвост : состоит из очень мелких частиц пыли уносимых от ядра потоком газа. Эта часть кометы лучше всего видна невооруженным глазом.
- Плазменный (ионный) хвост : состоит из плазмы (ионизованных газов), интенсивно взаимодействует с солнечным ветром.
Строение комет, особенности хвостов комет лучше иллюстрировать на моделях «Кометы» и «Кометы: строение».
Метеорные тела
Чёткого разграничения между метеороидами (метеорными телами) и астероидами нет. Обычно метеороидами называют тела размерами менее сотни метров , а астероидами - более крупные. Совокупность метеороидов, ображающихся вокруг Солнца, образует метеорное вещество в межпланетном пространстве . Некоторая доля метеорных тел является остатком того вещества, из которого когда-то образовалась Солнечная система, некоторая – остатки постоянного разрушения комет, обломки астероидов.
Метеорное тело или метеороид – твёрдое межпланетное тело, которое при влете в атмосферу планеты вызывает явление метеора и иногда завершается падением на поверхность планеты метеорита .
Что обычно бывает, когда метеорное тело достигает поверхности Земли? Обычно ничего, так как из-за незначительных размеров метеорные тела сгорают в атмосфере Земли. Крупные скопления метеорных тел называется метеорным роем . Во время сближения метеорного роя с Землей наблюдаются метеорные потоки .
- Метеоры и болиды
Явление сгорания метеорного тела в атмосфере планеты называется метеором . Метеор – это кратковременная вспышка, след от сгорания проходит через несколько секунд.
За сутки в атмосфере Земли сгорает около 100000000 метеорных тел.
Если следы метеоров продолжить назад, то они пересекутся в одной точке, называемой радиантом метеорного потока .
Многие метеорные потоки являются периодическими, повторяются из года в год и названы по созвездиям, в которых лежат их радианты. Так, метеорный поток, наблюдаемый ежегодно примерно с 20 июля по 20 августа, назван Перcеидами, поскольку его радиант лежит в созвездии Персея. От созвездий Лиры и Льва получили соответственно свое название метеорные потоки Лириды (середина апреля) и Леониды(середина ноября).
Исключительно редко метеорные тела бывают сравнительно больших размеров, в этом случае говорят, что наблюдают болид . Очень яркие болиды видны и днём.
- Метеориты
Если метеорное тело достаточно большое и не смогло полностью сгореть в атмосфере при падении, то оно выпадает на поверхность планеты. Такие упавшие на Землю или другое небесное тело метеорные тела называют метеоритами .
Самые массивные метеорные тела, имеющие большую скорость, выпадают на поверхность Земли с образованием кратера .
В зависимости от химического состава метеориты подразделяются на каменные (85 %), железные (10 %) и железо-каменные метеориты (5 %).
Каменные метеориты состоят из силикатов с включениями никелистого железа. Поэтому небесные камни, как правило, тяжелее земных. Основными минералогическими составляющими метеоритного вещества являются железо-магнезиальные силикаты и никелистое железо. Более 90 % каменных метеоритов содержит округлые зерна – хондры. Такие метеориты называются хондритами.
Железные метеориты почти целиком состоят из никелистого железа. У них удивительная структура, состоящая из четырех систем параллельных камаситовых пластин с низким содержанием никеля и с прослойками, состоящими из тэнита.
Железо-каменные метеориты состоят наполовину из силикатов, наполовину из металла. Они обладают уникальной структурой, не встречающейся нигде, кроме метеоритов. Эти метеориты представляют собой либо металлическую, либо силикатную губку.
Один из крупнейших железных метеоритов, Сихотэ-Алинский, упавший на территорию СССР в 1947 г., был найден в виде россыпи множества осколков.
С древних времен люди стремились раскрыть тайны, которые таит в себе небо. С тех пор как был создан первый телескоп, ученые стали шаг за шагом собирать крупицы знаний, которые скрыты в безграничных просторах космоса. Пришло время узнать, откуда взялись вестники из космоса - кометы и метеориты.
Что такое комета?
Если исследовать значение слова «комета», то мы приходим к его древнегреческому эквиваленту. Буквально оно означает «с длинными волосами». Таким образом, название было дано ввиду строения этого Комета имеет «голову» и длинный «хвост» - своего рода «волосы». Голова кометы состоит из ядра и околоядерных веществ. В состав рыхлого ядра может входить вода, а также газы, такие как метан, аммиак и углекислый газ. Такое же строение имеет комета Чурюмова - Герасименко, открытая 23 октября 1969 года.
Как комету представляли раньше
В древности наши предки благоговели перед ней и выдумывали разные суеверия. Даже сейчас находятся те, кто связывает появление комет с чем-то призрачным и таинственным. Такие люди могут думать, что это странники из другого мира душ. Откуда взялся такой Возможно, все дело в том, что появление этих небесных созданий когда-либо совпало с каким-либо недобрым происшествием.
Однако время шло, и менялось представление о том, что представляют собой малые и большие кометы. К примеру, такой ученый, как Аристотель, исследуя их природу, решил, что это светящийся газ. Через время другой философ по имени Сенека, который жил в Риме, выдвинул предположение, что кометы — это находящиеся на небе тела, перемещающиеся по своим орбитам. Однако по-настоящему продвинуться в их изучении получилось только после создания телескопа. Когда Ньютон открыл закон тяготения, дело пошло вверх.
Нынешние представления о кометах
Сегодня ученые уже установили, что кометы состоят из твердого ядра (от 1 до 20 км в толщину). Из чего состоит ядро кометы? Из смеси замерзшей воды и космической пыли. В 1986 году были сделаны снимки одной из комет. Стало ясно, что ее огненный хвост — это выброс потока газа и пыли, который мы можем наблюдать с земной поверхности. По какой причине происходит этот «огненный» выброс? Если астероид подлетает очень близко к Солнцу, тогда его поверхность накаляется, что приводит к выбросу пыли и газа. Солнечная энергия оказывает давление на твердый материал, из которого состоит комета. В результате этого образуется огненный хвост из пыли. Эти обломки и пыль входят в состав того следа, который мы видим на небе, когда наблюдаем движение комет.
От чего зависит форма кометного хвоста
Сообщение о кометах, представленное ниже, поможет лучше понять, что такое кометы и как они устроены. Они бывают разные — с хвостами всевозможных форм. Все дело в природном составе частиц, из которых состоит тот или иной хвост. Совсем малые частицы быстро улетают от Солнца, а те, что побольше, наоборот, стремятся к звезде. В чем причина? Оказывается, первые движутся, подталкиваемые солнечной энергией, прочь, а на вторые действует гравитационная сила Солнца. В результате действия этих физических законов мы получаем кометы, хвосты которых изогнуты различным образом. Те хвосты, которые в большей степени состоят из газов, будут направляться от звезды, а корпускулярные (состоящие преимущественно из пыли), наоборот, стремиться к Солнцу. Что можно сказать о плотности кометного хвоста? Обычно облачные хвосты могут измеряться миллионами километров, в некоторых случаях сотнями миллионов. Это значит, что в отличие от тела кометы, ее хвост состоит в большей мере из разряженных частиц не имея, практически никакой плотности. Когда астероид приближается к Солнцу, хвост кометы может раздвоиться и приобрести сложную структуру.
Скорость движения частиц в кометном хвосте
Измерить скорость движения в хвосте кометы не так-то легко, так как мы не можем увидеть отдельные частицы. Однако бывают случаи, когда скорость движения вещества в хвосте можно определить. Порой там могут конденсироваться газовые облака. По их движению можно вычислить приблизительную скорость. Так вот, силы, двигающие комету, настолько велики, что скорость может в 100 раз превосходить притяжение Солнца.
Сколько весит комета
Вся масса комет в большей степени зависит от веса головы кометы, а точнее, ее ядра. Предположительно, маленькая комета может весить всего лишь несколько тонн. Тогда как, по прогнозам, большие астероиды могут достигать веса 1 000 000 000 000 тонн.
Что такое метеоры
Иногда какая-то из комет проходит через орбиту Земли, оставляя за собой след из обломков. Когда наша планета проходит на том месте, где была комета, эти обломки и космическая пыль, оставшаяся от нее, с огромной скоростью входят в атмосферу. Эта скорость доходит более чем до 70 километров в секунду. Когда осколки кометы сгорают в атмосфере, мы видим красивый след. Это явление и называют метеорами (или метеоритами).
Возраст комет
Свежие астероиды огромных размеров могут прожить в космосе триллионы лет. Однако кометы, как и любые не могут существовать вечно. Чем чаще они сближаются с Солнцем, тем больше теряют твердого и газообразного веществ, входящих в их состав. «Молодые» кометы могут очень сильно сбрасывать в весе до тех пор, пока на их поверхности не образуется своеобразная защитная корка, которая предотвращает дальнейшее испарение и выгорание. Тем не менее, «молодая» комета стареет, а ядро дряхлеет и теряет свой вес и размеры. Таким образом поверхностная корка приобретает множество морщин, трещин и разломов. Газовые потоки, сгорая, толкают тело кометы вперед и вперед, придавая скорости этой путешественнице.
Комета Галлея
Другая комета, по структуре такая же, как и комета Чурюмова - Герасименко, это астероид, открытый Эдмундом Галлеем. Он понял, что у комет есть длинные эллиптические орбиты, по которым они движутся с большим интервалом времени. Он сопоставил между собой кометы, которые наблюдались с земли в 1531, 1607 и 1682 годах. Оказалось, что это была одна и та же комета, которая двигалась по своей траектории через промежуток времени, равный приблизительно 75 годам. В конце концов ее назвали в честь самого ученого.
Кометы в Солнечной системе
Мы находимся в Солнечной системе. Недалеко от нас было найдено не менее 1000 комет. Их подразделяют на два семейства, а они, в свою очередь, разделены на классы. Чтобы классифицировать кометы, ученые принимают во внимание их особенности: время, за которое они способны пройти весь путь по своей орбите, а также период из обращения. Если взять для примера комету Галлея, упомянутую ранее, то она проходит полный оборот вокруг солнца за меньше чем за 200 лет. Она относится к периодическим кометам. Однако есть те, которые преодолевают весь путь за гораздо меньшие промежутки времени — так называемые короткопериодические кометы. Мы можем не сомневаться в том, что в нашей Солнечной системе существует огромное количество периодических комет, орбиты которых проходят вокруг нашей звезды. Такие небесные тела могут удаляться от центра нашей системы настолько далеко, что оставляют позади Уран, Нептун и Плутон. Иногда они могут очень близко приближаться к планетам, из-за чего меняют меняются их орбиты. В качестве примера можно привести комету Энке.
Информация о кометах: долгопериодические
Траектория движения долгопериодических комет очень отличается от короткопериодических. Они обходят Солнце со всех сторон. К примеру, Хеякутаке и Хейла-Боппа. Последние выглядели очень зрелищно, когда в последний раз приближались к нашей планете. Ученые подсчитали, что в следующий раз с Земли их можно будет увидеть только через тысячи лет. Очень много комет, с долгим периодом движения можно обнаружить на краю нашей Солнечной системы. Еще в середине 20-го века голландский астроном выдвинул предположение о существовании скопления комет. Спустя время было доказано существование кометного облака, которое известно сегодня как «Облако Оорта» и было названо в честь открывшего его ученого. Какое количество комет находится в По некоторым предположениям, не меньше триллиона. Период движения некоторых таких комет может равняться нескольким световым годам. В таком случае, весь свой путь комета преодолеет за 10 000 000 лет!
Фрагменты кометы Шумейкера — Леви 9
Сообщения о кометах со всего мира помогают в их исследовании. Очень интересное и впечатляющее видение могли наблюдать астрономы в 1994 году. Более 20 осколков, оставшихся от кометы Шумейкера — Леви 9 с сумасшедшей скоростью (приблизительно 200 000 километров в час) столкнулись с Юпитером. Астероиды влетели в атмосферу планеты со вспышками и огромными взрывами. Раскаленный газ повлиял на образование очень больших огненных сфер. Температура, до которой разогрелись химические элементы, в несколько раз превысила температуру, которая фиксируется на поверхности Солнца. После чего в телескопы можно было увидеть очень высокий столб газа. Его высота достигла огромных размеров — 3200 километров.
Комета Биэлы — двойная комета
Как мы уже узнали, существует множество доказательств того, что кометы со временем разрушаются. Из-за этого они теряют свою яркость и красоту. Можно рассмотреть только один пример подобного случая — кометы Биэлы. Первый раз ее обнаружили в 1772 году. Однако впоследствии ее не раз замечали снова в 1815 году, после - в 1826 и в 1832. Когда ее наблюдали в 1845 году, оказалось, что комета выглядит гораздо большей, чем ранее. Полгода спустя выяснилось, что это была не одна, а целых две кометы, которые шли рядом друг с другом. Что же произошло? Астрономы установили, что год тому назад астероид Биэлы раскололся надвое. В последний раз ученые зарегистрировали появление этой чудо-кометы. Одна часть ее была значительно ярче другой. Больше ее никогда не видели. Однако через время не раз бросался в глаза метеоритный поток, орбита которого точно совпадала с орбитой кометы Биэлы. Этот случай доказал, что кометы способны разрушаться с течением времени.
Что происходит при столкновении
Для нашей планеты встреча с этими небесными телами не предвещает ничего доброго. Большой обломок кометы или метеорит размером приблизительно около 100 метров взорвался высоко в атмосфере в июне 1908 года. В результате этой катастрофы погибло немало северных оленей и было повалено две тысячи километров тайги. Что произошло бы, если бы такая глыба разорвалась над большим городом, таким как Нью-Йорк или Москва? Это стоило бы жизни миллионам людей. А что бы случилось, если бы в Землю попала комета, диаметр которой несколько километров? Как говорилось выше, в середине июля 1994 была «обстреляна» обломками кометы Шумейкера — Леви 9. Миллионы ученых наблюдали за происходящим. Чем бы закончилось для нашей планеты такое столкновение?
Кометы и Земля — представления ученых
Информация о кометах, известная ученым, сеет в их сердцах страх. Астрономы и аналитики с ужасом рисуют в своих умах страшные картины - столкновение с кометой. Когда астероид влетит в атмосферу, это вызовет необратимые процессы разрушения внутри космического тела. Оно с оглушительным звуком взорвется, и на Земле можно будет наблюдать столб из метеоритных обломков — пыли и камней. Небо охватит огненно-красное зарево. На Земле не останется никакой растительности, так как из-за взрыва и осколков будут уничтожены все леса, поля и луга. Из-за того, что атмосфера станет непроницаемой для солнечных лучей, на резко станет холодно, а растения не смогут выполнять роль фотосинтеза. Таким образом нарушатся циклы питания морских обитателей. Находясь долгое время без пищи, многие из них погибнут. Все вышеперечисленные события повлияют и на природные циклы. Повсеместные кислотные дожди пагубно скажутся на озоновом слое, так что дышать на нашей планете станет невозможным. Что будет, если комета упадет в один из океанов? Тогда это может привести к губительным экологическим бедствиям: образованию торнадо и цунами. Отличие будет только в том, что эти катаклизмы будут гораздо больших масштабов, чем те, что мы могли ощутить на себе за несколько тысяч лет истории человечества. Огромные волны в сотни или тысячи метров сметут все на своем пути. От поселков и городов ничего не останется.
"Переживать не стоит"
Другие ученые, наоборот, говорят, что нет необходимости переживать о подобных катаклизмах. По их утверждениям, если Земля и приблизится близко к небесному астероиду, то это приведет только лишь к освещению неба и метеоритному дождю. Стоит ли переживать о будущем нашей планеты? Есть ли вероятность того, что нас когда-либо встретит летящая комета?
Падение кометы. Стоит ли бояться
Можно ли доверять всему, что представляют ученые? Не стоит забывать, что вся информация о кометах, записанная выше — всего лишь теоретические предположения, которые невозможно проверить. Конечно, подобные фантазии могут сеять панику в сердцах людей, однако вероятность того, что на Земле когда-нибудь произойдет нечто подобное, ничтожно мала. Ученые, которые исследуют нашу Солнечную систему, восхищаются тем, насколько все продуманно в ее устройстве. Метеоритам и кометам трудно добраться до нашей планеты, поскольку она защищена гигантским щитом. Планета Юпитер, ввиду ее размеров, обладает огромной гравитацией. Поэтому нередко защищает нашу Землю от пролетающих мимо астероидов и остатков комет. То, в каком месте расположена наша планета, наводит многих на мысль, что все устройство было заранее продумано и сконструировано. А если это так, а вы не ревностный атеист, тогда можете спать спокойно, ведь Создатель несомненно сохранит Землю для той цели, для которой ее сотворил.
Названия самых известных
Сообщение о кометах от разных ученых со всего мира составляют огромную базу информации о космических телах. Среди особенно известных можно выделить несколько. Например, комета Чурюмова - Герасименко. Кроме того, в этой статье мы могли познакомиться с кометой Фумейкера — Леви 9 и кометами Энке и Галлея. Кроме них, известна не только исследователям неба, но и любителям комета Садулаева. В этой статье мы постарались предоставить наиболее полную и проверенную информацию о кометах, их строении и контакте с другими небесными телами. Однако, как невозможно объять все просторы космоса, так не получится описать или перечислить все известные на данный момент кометы. Краткая информация о кометах Солнечной системы представлена на иллюстрации ниже.
Исследования неба
Знания ученых, конечно же, не стоят на месте. То, что мы знаем сейчас, не было известно нам каких-то 100 или даже 10 лет назад. Мы можем быть уверены, что неутомимое желание человека познавать просторы космоса и дальше будет толкать его на попытки понять строение небесных тел: метеоритов, комет, астероидов, планет, звезд и других более мощных объектов. Сейчас мы проникли в такие просторы космоса, что размышление над его необъятностью и непознаваемостью повергает в трепет. Многие согласны, что все это не могло появиться само по себе и без цели. У такой сложной конструкции должно быть намерение. Однако многие вопросы связанные со структурой космоса, так и остаются неотвеченными. Кажется, чем больше мы узнаем, тем больше появляется причин исследовать дальше. По сути, чем больше мы приобретаем информации, тем больше понимаем, что плохо знаем нашу Солнечную систему, нашу Галактику, и тем более Вселенную. Однако все это не останавливает астрономов, и они продолжают и дальше биться над загадками бытия. Каждая летящая поблизости комета представляет для них особый интерес.
Компьютерная программа “Space Engine”
К счастью, сегодня исследовать Вселенную могут не только астрономы, но и обычные люди, любознательность которых побуждает их к этому. Не так давно была выпущена программа для компьютеров “Space Engine”. Она поддерживается большинством современных компьютеров среднего класса. Ее можно совершенно бесплатно скачать и установить, воспользовавшись поиском в интернете. Благодаря этой программе информация о кометах для детей будет также весьма интересна. В ней представлена модель всей Вселенной, в том числе всех комет и небесных тел, которые сегодня известны современным ученым. Чтобы найти интересующий нас например, комету, можно воспользоваться встроенным в систему ориентированным поиском. К примеру, вам нужна комета Чурюмова - Герасименко. Для того чтобы ее найти, необходимо ввести ее порядковый номер 67 Р. Если же вас интересует другой объект, например, комета Садулаева. Тогда вы можете попробовать ввести ее название латиницей или же ввести ее специальный номер. Благодаря этой программе вы сможете больше узнать про космические кометы.