Що представляє комета? Сучасні дослідження комет - Комети: загальний опис

Спільна астрономія. Комети – джерела життя?

Комети є одними з найефектніших тіл Сонячної системи. Це своєрідні космічні айсберги, що складаються із заморожених газів складного. хімічного складу, водяного льоду та тугоплавкої мінеральної речовини у вигляді пилу та більших фрагментів. Щорічно відкривають 5-7 нових комет і досить часто один раз на 2-3 роки поблизу Землі та Сонця проходить яскрава комета з великим хвостом. Комети цікавлять не лише астрономів, а й багатьох інших вчених: фізиків, хіміків, біологів, істориків... Постійно проводяться досить складні та дорогі дослідження. Чим же викликаний такий живий інтерес до цього явища? Його можна пояснити тим, що комети - ємне і ще далеко не повністю досліджене джерело корисної науки інформації. Наприклад, комети «підказали» вченим про існування сонячного вітру, є гіпотеза про те, що комети є причиною виникнення життя на землі, вони можуть дати цінну інформацію про виникнення галактик... Але треба зауважити, що учень отримує не дуже великий обсягзнань у цій галузі через обмеженість часу. Тому хотілося б поповнити свої знання, а також дізнатися більше цікавих фактів на цю тему.

Історичні факти, початок дослідження комет.

Коли ж люди вперше задумалися про яскраві хвостаті «зірки» на нічному небі? Перша письмова згадка про появу комети датується 2296 до нашої ери. Рух комети сузір'ями ретельно спостерігався китайськими астрономами. Стародавнім китайцям небо було величезною країною, де яскраві планети були правителями, а зірки - органами влади. Тому комету, що постійно переміщається, древні астрономи вважали гінцем, кур'єром, що доставляє депеші. Вважалося, що будь-яка подія на зоряному небі передувалася указом небесного імператора, який доставляв кометою-гонцем. Стародавні люди панічно боялися комет, наказуючи їм багато земних катаклізмів і нещастя: мор, голод, стихійні лиха…Комет боялися тому, що не могли знайти достатньо зрозумілого та логічного пояснення цього явища. Звідси з'являються численні міфи про комети. Стародавнім грекам головою з розпущеним волоссям уявлялася будь-яка досить яскрава і видима неозброєним поглядом комета. Звідси утворилася назва: слово «комета» походить від давньогрецького «кометис», що у перекладі означає «волосатий». Науково довести явище першим спробував Аристотель. Не помічаючи ніякої закономірності у появі та русі комет, він запропонував вважати їх займистими атмосферними випарами. Думка Аристотеля стала загальновизнаною. Проте римський учений Сенека спробував спростувати вчення Аристотеля. Він писав, що «комета має місце між небесними тілами..., вона описує свій шлях і гасне, лише видаляється». Але його проникливі припущення вважали безрозсудними, оскільки надто був високий авторитет Аристотеля. Але через невизначеність, відсутність єдиної думки та пояснення феномену «хвостатих зірок» люди ще довго продовжували вважати їх чимось надприродним. У кометах бачили вогняні мечі, криваві хрести, кинджали, драконів, відрубані голови... Враження від появи яскравих кометбули настільки сильні, що забобонам піддавалися навіть освічені люди, вчені: наприклад, відомий математик Бернуллі говорив, що хвіст комети є ознакою Божого гніву. В епоху Середньовіччя знову виник науковий інтерес до явища. Один із видатних астрономів тієї епохи Регіомонтан поставився до комет, як до об'єктів наукового дослідження. Регулярно спостерігаючи всі світила, що з'являлися, він першим описав траєкторію руху і напрямки хвоста. У XVI столітті астроном Апіан, проводячи схожі спостереження, дійшов висновку, що хвіст комети завжди спрямований у протилежний бік Сонця. Трохи пізніше став спостерігати рух комет із найвищою на той час точністю датський астроном Тихо Браге. В результаті своїх досліджень він довів, що комети - небесні тіла, більш далекі, ніж Місяць, і цим спростував вчення Аристотеля про атмосферні випари.

Але, незважаючи на дослідження, звільнення від забобонів йшло дуже повільно: наприклад, Людовік XIV дуже побоювався комети 1680 року, оскільки вважав її провісницею своєї загибелі. Найбільший внесок у вивчення справжньої природи комет було зроблено Едмондом Галлеєм. Головним його відкриттям було встановлення періодичності появи однієї й тієї ж комети: у 1531 р., у 1607 р., у 1682 р. захоплений астрономічними дослідженнями, Галлей зацікавився рухом комети 1682 р. та зайнявся обчисленням її орбіти. Його цікавив шлях її руху, оскільки Ньютон вже проводив подібні обчислення, Галлей звернувся до нього. Вчений одразу дав відповідь: комета рухатиметься еліптичною орбітою. На прохання Галлея Ньютон виклав свої обчислення та теореми в трактаті "De Motu", тобто "Про рух". Отримавши допомогу Ньютона, він зайнявся обчисленням кометних орбіт за астрономічними спостереженнями. Йому вдалося зібрати відомості про 24 комети. У такий спосіб з'явився перший каталог кометних орбіт. У своєму каталозі Галлей виявив, що три комети дуже схожі за своїми характеристиками, з чого він зробив висновок, що це не три різні комети, а періодичні появи однієї й тієї ж комети. Період її появи дорівнював 75,5 років. Згодом її назвали кометою Галлея. Після каталогу Галлея з'явилося ще кілька каталогів, куди заносяться всі комети, що з'явилися як у далекому минулому, так і в даний час. З них найбільш відомі: каталог Бальді та Обальдія, а також, вперше виданий у 1972 році, каталог Б. Марсдена, який вважається найбільш точним та надійним.

Природа комет, їх народження, життя та смерть.

Звідки ж приходять до нас "хвостаті зірки"? Досі про джерела комет ведуться жваві дискусії, але єдине рішення ще не вироблено. Ще XVIII столітті Гершель, спостерігаючи туманності, припустив, що комети - невеликі туманності, які у міжзоряному просторі. В 1796 Лаплас у своїй книзі «Виклад системи світу» висловив першу наукову гіпотезу про походження комет. Лаплас вважав їх уривками міжзоряних туманностей, що неправильно через відмінності в хімічному складі тих та інших. Однак його припущення про те, що ці об'єкти мають міжзоряне походження, підтверджувалося наявністю комет із майже параболічними орбітами. Короткоперіодичні комети Лаплас вважав також, що прийшли з міжзоряного простору, але колись захоплені тяжінням Юпітера і переведені ним на короткоперіодичні орбіти. Теорія Лапласа має прихильників і зараз. У 50-ті роки голландський астроном Я.Оорт запропонував гіпотезу про існування кометної хмари з відривом 150 000 а. е. від Сонця, що утворився в результаті вибуху 10-ї планети Сонячної системи - Фаетона, що колись існувала між орбітами Марса та Юпітера. На думку академіка В. Г. Фесенкова вибух стався в результаті надто сильного зближення Фаетона і Юпітера, оскільки при такому зближенні, внаслідок дії колосальних приливних сил, виник сильний внутрішній перегрів Фаетона. Сила вибуху була величезна. На підтвердження теорії можна навести розрахунки Ван Фландерна, який вивчив розподіл елементів 60 довгоперіодичних кометі прийшов до висновку, що 5 мільйонів років тому між орбітами Юпітера і Марса вибухнула планета масою 90 земних мас (порівняна за масою з Сатурном). Внаслідок такого вибуху більша частина речовини у вигляді ядер комет (уламків крижаної кори), астероїдів та метеоритів залишила межі Сонячної системи, частина затрималася на її периферії у вигляді хмари Оорта, частина речовини залишилася на колишній орбіті Фаетона, де вона і зараз циркулює у вигляді астероїдів, кометних ядер та метеоритів.

Деякі кометні ядра зберегли реліктовий лід під пухким теплоізоляційним шаром тугоплавкої компоненти, і ще досі в поясі астероїдів іноді відкривають короткоперіодичні комети, що рухаються майже круговими орбітами. Прикладом такої комети може бути комета Смирнової – Чорних, відкрита у 1975 році. В даний час загальноприйнятою вважається гіпотеза гравітаційної конденсації всіх тіл Сонячної системи з первинної газово-пилової хмари, що мала подібний до сонячного хімічний склад. У холодній зоні хмари сконденсувалися планети-гіганти: Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун. Вони увібрали найбільш рясні елементи протопланетної хмари, внаслідок чого їх маси зросли настільки, що вони почали захоплювати не тільки тверді частинки, а й гази. У цій холодній зоні утворилися і крижані ядра комет, які частково пішли формування планет-гігантів, а частково, зі зростанням мас цих планет, почали відкидатися ними на периферію Сонячної системи, де й утворили «резервуар» комет - хмара Оорта. В результаті вивчення елементів майже параболічних кометних орбіт, а також застосування методів небесної механіки було доведено, що хмара Оорта реально існує і досить стійка: період його піврозпаду становить близько одного мільярда років. При цьому хмара постійно поповнюється з різних джерел, тому вона не перестає існувати. Ф. Уіпл вважає, що в Сонячній системі крім хмари Оорта існує і ближча область, густо населена кометами. Вона знаходиться за орбітою Нептуна, містить близько 10 комет і саме вона викликає ті помітні обурення в русі Нептуна, які раніше приписувалися Плутону, оскільки має масу на два порядки більшу, ніж маса Плутона. Цей пояс міг утворитися внаслідок так званої «дифузії кометних орбіт», теорія якої була найповніше розроблена ризьким астрономом К. Штейнсом. Вона полягає в дуже повільному накопиченні малих планетних обурень, результатом якого стає поступове скорочення великої еліптичної півосі орбіти комети.

Таким чином, за мільйони років багато комет, що раніше належали хмарі Оорта, змінюють свої орбіти так, що їх перигелії (найближча відстань від Сонця) починають концентруватися поблизу найбільш віддаленої від Сонця планети-гіганта Нептуна, що має велику масу і довжину сфери дії. Тому цілком можливо існування передбачуваного Уіплом кометного поясу за Нептуном. Надалі еволюція кометної орбіти з пояса Уіпла протікає набагато швидше, залежно від зближення з Нептуном. При зближенні відбувається сильна трансформація орбіти: Нептун своїм магнітним полем діє так, що після виходу зі сфери його дії, комета починає рухатися різко гіперболічною орбітою, що призводить або до її викиду з Сонячної системи, або вона продовжує рухатися всередину планетної системи, де може знову піддатися впливу планет-гігантів, або рухатиметься до Сонця по стійкій еліптичній орбіті, своїм афелієм (точкою найбільшого віддалення від Сонця) показуючи приналежність до сімейства Нептуна. На думку Є. І. Казимирчак-Полонської, дифузія призводить до накопичення кругових кометних орбіт також між Ураном та Нептуном, Сатурном та Ураном, Юпітером та Сатурном, які також є джерелами кометних ядер. Ряд труднощів, що мали місце в гіпотезі захоплення, особливо в часи Лапласа, при поясненні походження комет, спонукали вчених шукати інші джерела комет. Так, наприклад, французький вчений Лагранж, ґрунтуючись на відсутності різких початкових гіпербол, наявності тільки прямих рухів у системі короткоперіодичних комет у сімействі Юпітера, висловив гіпотезу про еруптивне, тобто вулканічне походження комет з різних планет. Лагранжа підтримав Проктор, який пояснював існування комет у Сонячній системі найсильнішою вулканічною діяльністю на Юпітері. Але щоб фрагмент поверхні Юпітера міг подолати поле тяжіння планети, йому потрібно було б повідомити початкову швидкість близько 60 км/с. Поява таких швидкостей при вулканічних виверженняхє нереальним, тому гіпотеза еруптивного походження комет вважається фізично неспроможною. Але в наш час її підтримує низка вчених, розробляючи доповнення та уточнення до неї. Існують також і інші гіпотези про походження комет, які не отримали такого широкого поширення, як гіпотези про міжзоряне походження комет, про хмару Оорта та еруптивне утворення комет.

Будова, склад комети.

Маленьке ядро ​​комети є єдиною її твердою частиною, у ньому зосереджена майже її маса. Тому ядро ​​- причина решти комплексу кометних явищ. Ядра комет досі все ще недоступні телескопічним спостереженням, оскільки вони вуалюються матерією, що оточує їх, і безперервно витікає з ядер. Застосовуючи великі збільшення, можна зазирнути в більш глибокі шари газо-пилової оболонки, що світиться, але і те, що залишиться, буде за своїми розмірами все ще значно перевищувати справжні розміри ядра. Центральне згущення, яке видно в атмосфері комети візуально і на фотографіях, називається фотометричним ядром. Вважається, що в центрі його знаходиться власне ядро ​​комети, тобто центр мас. Проте, як показав радянський астроном Д. О. Мохнач, центр ваги може не збігатися з найбільш яскравою областю фотометричного ядра. Це явище має назву ефекту Мохнача. Туманна атмосфера, що оточує фотометричне ядро, називається комою. Кома разом із ядром складають голову комети - газову оболонку, що утворюється внаслідок прогрівання ядра при наближенні до Сонця. Вдалині від Сонця голова виглядає симетричною, але з наближенням до нього вона поступово стає овальною, потім подовжується ще сильніше і в протилежному від Сонця стороні з неї розвивається хвіст, що складається з газу та пилу, що входять до складу голови. Ядро – найголовніша частина комети. Однак досі немає одностайної думки, що вона є насправді. Ще за часів Лапласа існувала думка, що ядро ​​комети - тверде тіло, що складається з речовин, що легко випаровуються типу льоду або снігу, що швидко перетворюються на газ під впливом сонячного тепла. Ця класична крижана модель кометного ядра була суттєво доповнена останнім часом. Найбільшим визнанням користується розроблена Уіплом модель ядра - конгломерату з тугоплавких кам'янистих частинок та замороженої летючої компоненти (метану, вуглекислого газу, води та ін.). У такому ядрі крижані шари із заморожених газів чергуються з пиловими шарами. У міру прогрівання гази, випаровуючись, захоплюють хмари пилу. Це дозволяє пояснити утворення газових та пилових хвостів у комет, а також здатність невеликих ядер до газовиділення. Відповідно до Уіплу механізм витікання речовини з ядра пояснюється так. У комет, які здійснили невелику кількість проходжень через перигелій, - про «молодих» комет - поверхнева захисна кірка ще встигла утворитися, і поверхню ядра покрита льодами, тому газовиділення протікає інтенсивно шляхом прямого випаровування. У спектрі такої комети переважає відбите сонячне світло, що дозволяє спектрально відрізняти «старі» комети від «молодих». Зазвичай «молодими» називаються комети, мають великі півосі орбіт, оскільки передбачається, що вони вперше проникають у внутрішні області Сонячної системи. «Старі» комети – це комети з коротким періодом звернення навколо Сонця, які багато разів проходили свій перигелій. У «старих» комет на поверхні утворюється тугоплавкий екран, тому що при повторних поверненнях до Сонця поверхневий лід підтає, «забруднюється». Цей екран добре захищає лід, що знаходиться під ним, від впливу сонячного світла. Модель Уіпла пояснює багато кометних явищ: рясне газовиділення з маленьких ядер, причину негравітаційних сил, що відхиляють комету від розрахункового шляху. Потоки, які з ядра, створюють реактивні сили, які призводять до віковим прискоренням чи уповільненням у русі короткоперіодичних комет. Існують також інші моделі, що заперечують наявність монолітного ядра: одна представляє ядро ​​як рій сніжинок, інша - як скупчення кам'яно-крижаних брил, третя говорить про те, що ядро ​​періодично конденсується з частинок метеорного рою під дією гравітації планет. Все ж таки найбільш правдоподібною вважається модель Уіпла. Маси ядер комет нині визначаються вкрай невпевнено, тому можна говорити про ймовірний діапазон мас: від кількох тонн (мікрокомети) до кількох сотень, а можливо, і тисяч мільярдів тонн (від 10 до 10 – 10 тонн).

Кома комети оточує ядро ​​у вигляді туманної атмосфери. У більшості комет кома складається з трьох основних частин, що помітно відрізняються своїми фізичними параметрами: 1) найбільш близька, прилегла до ядра область - внутрішня, молекулярна, хімічна і фотохімічна кома, 2) видима кома, або кома радикалів, 3) ультрафіолетова, або атомна кома. На відстані 1 а. е. від Сонця середній діаметр внутрішньої коми D = 10 км, видимої D = 10 - 10 км і ультрафіолетової D = 10 км. У внутрішній комі відбуваються найінтенсивніші фізико-хімічні процеси: хімічні реакції, дисоціація та іонізація нейтральних молекул. У видимій комі, що складається переважно з радикалів (хімічно активних молекул) (CN, OH, NH та інших.), процес дисоціації і порушення цих молекул під впливом сонячної радіації триває, але менш інтенсивно, ніж у внутрішній комі. Л. М. Шульман на підставі динамічних властивостей речовини запропонував ділити кометну атмосферу на такі зони: 1) пристінковий шар (область випаровування та конденсації частинок на крижаній поверхні); 2) близькоядерну область (область газодинамічного руху речовини); 3) перехідну область, ) область вільно-молекулярного розльоту кометних частинок у міжпланетний простір. Але не для будь-якої комети має бути обов'язковою наявність усіх перерахованих атмосферних областей. У міру наближення комети до Сонця діаметр видимої голови з кожним днем ​​росте, після проходження перигелія її орбіти голова знову збільшується і досягає максимальних розмірів між орбітами Землі і Марса. У цілому нині для всієї сукупності комет діаметри голів укладено у межах: від 6000 км до 1 млн. км. Голови комет під час руху комети по орбіті набувають різноманітних форм. Вдалині від Сонця вони круглі, але в міру наближення до Сонця, під впливом сонячного тиску, голова набуває вигляду параболи або ланцюгової лінії. С. В. Орлов запропонував наступну класифікацію кометних голів, яка враховує їх форму та внутрішню структуру:

• 1. Тип E; - спостерігається у комет з яскравими комами, обрамленими з боку Сонця параболічними оболонками, що світяться, фокус яких лежить в ядрі комети.
• 2. Тип C; - спостерігається у комет, голови яких у чотири рази слабші від голів типу E і на вигляд нагадують цибулину.
• 3. Тип N; - спостерігається у комет, у яких відсутня і кома та оболонки.
• 4. Тип Q; - спостерігається у комет, які мають слабкий виступ у бік Сонця, тобто аномальний хвіст.
• 5. Тип h; - спостерігається у комет, в голові яких генеруються кільця, що рівномірно розширюються - галоси з центром в ядрі.

Найбільш вражаюча частина комети – її хвіст. Хвости майже завжди спрямовані у протилежний від Сонця бік. Хвости складаються з пилу, газу та іонізованих частинок. Тому в залежності від складу частинки хвостів відштовхуються в протилежний від Сонця бік силами, що виходять із Сонця. Ф. Бессель, досліджуючи форму хвоста комети Галлея, вперше пояснив її дією відштовхувальних сил, що виходять із Сонця. Згодом Ф. А. Бредіхін розробив досконалішу механічну теорію кометних хвостіві запропонував розбити їх на три відокремлені групи, залежно від величини прискорення, що відштовхує. Аналіз спектру голови та хвоста показав наявність наступних атомів, молекул та пилових частинок:

• 1.Органічні C, C, C CH, CN, CO, CS, HCN, CH CN.
• 2.Неорганічні H, NH, NH, O, OH, H O.
• 3.Метали - Na, Ca, Cr, Co, Mn, Fe, Ni, Cu, V, Si.
• 4. Іони - CO, CO, CH, CN, N, OH, H O.
• 5.Пил - силікати (в інфрачервоній області).

Механізм світіння кометних молекул був розшифрований у 1911 році К. Шварцшильдом та Е. Кроном, які дійшли висновку, що це механізм флуоресценції, тобто перевипромінювання сонячного світла. Іноді в кометах спостерігаються досить незвичайні структури: промені, що виходять під різними кутами з ядра і утворюють разом променистий хвіст; галоси - системи концентричних кілець, що розширюються; стискаються оболонки - поява кількох оболонок, які постійно рухаються до ядра; хмарні утворення; омегоподібні вигини хвостів, що з'являються при неоднорідності сонячного вітру.

Також існують і нестаціонарні процеси в головах комет: спалахи яскравості, пов'язані з посиленням короткохвильової радіації та корпускулярних потоків; розподіл ядер на вторинні фрагменти.

Сучасні дослідженнякомет.

Проект "Вега". Проект «Вега» («Венера – комета Галлея») був одним із найскладніших в історії космічних досліджень. Він складався з трьох частин: вивчення атмосфери та поверхні Венери за допомогою посадкових апаратів, вивчення динаміки атмосфери Венери за допомогою аеростатних зондів, проліт через кому та плазмову оболонку комети Галлея. Автоматична станція «Вега-1» стартувала з космодрому Байконур 15 грудня 1984, через 6 днів за нею пішла «Вега-2». У червні 1985 року вони пройшли один за одним поблизу Венери, успішно провівши дослідження, пов'язані з цією частиною проекту. Але найцікавішою була третина проекту – дослідження комети Галлея. Космічні апарати вперше мали «побачити» ядро ​​комети, невловиме для наземних телескопів. Зустріч «Веги-1» із кометою відбулася 6 березня, а «Веги-2» - 9 березня 1986 року. Вони пройшли на відстані 8900 та 8000 кілометрів від її ядра. Найважливішим завданням у проекті було дослідження фізичних характеристик ядра комети. Вперше ядро ​​розглядалося як просторово дозволений об'єкт, було визначено його будову, розміри, інфрачервону температуру, отримано оцінки його складу та характеристик поверхневого шару. У той час ще не було технічної можливості здійснити посадку на ядро ​​комети, тому що занадто велика була швидкість зустрічі - у випадку з кометою Галлея це 78 км/с. Небезпечно було навіть пролітати на дуже близькій відстані, оскільки кометний пил міг зруйнувати космічний апарат. Відстань прольоту було обрано з урахуванням кількісних характеристик комети. Використовувалося два підходи: дистанційні вимірювання за допомогою оптичних приладів і прямі вимірювання речовини (газу та пилу), що залишає ядро ​​і перетинає траєкторію руху апарату.

Оптичні прилади були розміщені на спеціальній платформі, розробленій та виготовленій спільно з чехословацькими фахівцями, яка поверталася під час польоту та відстежувала траєкторію руху комети. З її допомогою проводилися три наукові експерименти: телевізійна зйомка ядра, вимірювання потоку інфрачервоного випромінювання від ядра (тим самим визначалася температура його поверхні) та спектру інфрачервоного випромінювання внутрішніх «околоядерних» частин коми на довжинах хвиль від 2,5 до 12 мікрометрів з метою визначення його складу. Дослідження інфрачервоного випромінювання проводилися за допомогою інфрачервоного спектрометра ІКС. Підсумки оптичних досліджень можна сформулювати наступним чином: ядро ​​– витягнуте монолітне тіло неправильної форми, розміри великої осі – 14 кілометрів, у поперечнику – близько 7 кілометрів. Щодня його залишають кілька мільйонів тонн водяної пари. Розрахунки показують, що таке випаровування може йти від крижаного тіла. Але водночас прилади встановили, що поверхня ядра чорна (відбивна здатність менше 5%) і гаряча (приблизно 100 тисяч градусів за Цельсієм). Вимірювання хімічного складу пилу, газу та плазми вздовж траєкторії польоту показали наявність водяної пари, атомних (водень, кисень, вуглець) та молекулярних (чадний газ, діоксид вуглецю, гідроксил, ціан та ін.) компонентів, а також металів з домішкою силікатів. Проект було здійснено за широкої міжнародної кооперації та за участю наукових організацій багатьох країн. В результаті експедиції «Вега» вчені побачили кометне ядро, отримали великий обсяг даних про його склад і фізичні характеристики. Груба схема була замінена картиною реального природного об'єкту, що раніше ніколи не спостерігався. В даний час NASA готує три великі експедиції. Перша з них називається Stardust (Зоряний пил). Вона передбачає запуск у 1999 році космічного апарату, який пройде за 150 кілометрів від ядра комети Wild 2 у січні 2004 року. Основне його завдання: зібрати для подальших досліджень кометний пил за допомогою унікальної субстанції, яка називається «аерогель». Другий проект носить назву Contour (COmet Nucleus TOUR). Апарат буде запущено у липні 2002 року. У листопаді 2003 року він зустрінеться з кометою Енке, у січні 2006 року – з кометою Швассмана-Вахмана-3, і, нарешті, у серпні 2008 року – з кометою d’Arrest. Він буде оснащений досконалим технічним обладнанням, яке дозволить одержати високоякісні фотографії ядра в різних спектрах, а також зібрати кометні газ та пил. Проект також цікавий тим, що космічний апарат за допомогою гравітаційного поля Землі може бути переорієнтований у 2004-2008 роках нову комету. Третій проект – найцікавіший і найскладніший. Він називається "Deep Space 4" і входить до програми досліджень під назвою "NASA New Millennium Program". У його ході передбачається посадка на ядро ​​комети Tempel 1 у грудні 2005 року та повернення на Землю у 2010 році. Космічний апарат досліджує ядро ​​комети, збере та доставить на Землю зразки ґрунту.

Найцікавішими подіями за останні кілька років стали: поява комети Хейла-Боппа та падіння комети Шумахера-Леві 9 на Юпітер. Комета Хейла Боппа з'явилася на небі навесні 1997 року. Її період становить 5900 років. З цією кометою пов'язані деякі цікаві факти. Восени 1996 року американський астроном-аматор Чак Шрамек передав у всесвітню мережу Інтернет фотографію комети, де виразно було видно яскравий білий об'єкт невідомого походження, трохи сплюснутий по горизонталі. Шрамек назвав його Saturn-like object (сатурноподібний об'єкт, скорочено - SLO). Розміри об'єкта кілька разів перевищували розміри Землі.

Реакція офіційних наукових представників була дивною. Знімок Шрамека був оголошений підробкою, а сам астроном - містифікатором, але зрозумілого пояснення характеру SLO не було запропоновано. Знімок, опублікований в Інтернет, викликав вибух окультизму, поширювалася величезна кількість розповідей про майбутній кінець світу, «мертву планету давньої цивілізації», злісних прибульцях, які готуються до захоплення Землі за допомогою комети, навіть вираз: «What the hell is going on?» («Що за чортівня відбувається?») перефразували на «What the Hale is going on?»... Досі не ясно, що це був за об'єкт, яка його природа. 23 липня з'явилося повідомлення про те, що ядро ​​комети розділилося навпіл.

Попередній аналіз показав, що друге "ядро" - зірка на задньому плані, але наступні знімки спростували це припущення. З часом «очі» знову з'єдналися, і комета прийняла первісний вигляд. Цей феномен також був пояснений жодним ученим. Таким чином, комета Хейла-Боппа була не стандартним явищем, вона надала вченим новий привід для роздумів.

Іншою гучною подією стало падіння в липні 1994 короткоперіодичної комети Шумахера-Леві 9 на Юпітер. Ядро комети у липні 1992 року внаслідок зближення з Юпітером розділилося на фрагменти, які згодом зіштовхнулися із планетою-гігантом. У зв'язку з тим, що зіткнення відбувалися на нічному боці Юпітера, земні дослідники могли спостерігати лише спалахи, відбиті супутниками планети. Аналіз показав, що діаметр фрагментів від одного до кількох кілометрів. На Юпітер упали 20 кометних уламків.

Вчені стверджують, що розпад комети на частини - рідкісна подія, захоплення комети Юпітером - ще рідкісна подія, а зіткнення великої кометиз планетою – екстраординарна космічна подія. Нещодавно в американській лабораторії на одному з найпотужніших комп'ютерів Intel Teraflop з продуктивністю 1 трильйон операцій на секунду було прораховано модель падіння комети радіусом 1 кілометр на Землю. Обчислення зайняли 48 годин. Вони показали, що такий катаклізм стане смертельним для людства: у повітря піднімуться сотні тонн пилу, закривши доступ сонячному світлу та теплу, при падінні в океан утвориться гігантське цунамі, відбудуться руйнівні землетруси... За однією з гіпотез, динозаври вимерли внаслідок падіння великої комети чи астероїда. У штаті Арізона існує кратер діаметром 1219 метрів, що утворився після падіння метеорита 60 метрів у діаметрі. Вибух був еквівалентний вибуху 15 мільйонів тонн тринітротолуолу. Передбачається, що знаменитий Тунгуський метеорит 1908 мав діаметр близько 100 метрів. Тому вчені працюють зараз над створенням системи раннього виявлення, знищення чи відхилення великих космічних тіл, що летить поблизу нашої планети. Таким чином, з'ясувалося, що, незважаючи на їхнє ретельне вивчення, комети таять у собі ще багато загадок. Якісь із цих красивих «хвостатих зірок», що час від часу сяють на вечірньому небі, можуть представляти реальну небезпекудля нашої планети. Але прогрес у цій галузі не стоїть на місці, і, швидше за все, наше покоління стане свідком посадки на кометне ядро. Комети поки що не становлять практичного інтересу, але їх вивчення допоможе зрозуміти основи, причини інших подій. Комета – космічна мандрівниця, вона проходить через дуже віддалені області, недоступні для досліджень, і, можливо, вона «знає», що відбувається в міжзоряному просторі.

Колись Аристотель пояснював появу комет диханням Землі. За його словами, земні гази — «суха плева» — піднімаються у верхні шари атмосфери, де й спалахують від «небесного вогню». Після чого летять небосхилом, сяючи полум'яним хвостом. Таке уявлення про ці небесні тіла протрималося до середини минулого тисячоліття. Лише у XVIII столітті англійський астроном Едмонд Галлей звернув увагу на те, що у 1531, 1607 та 1682 роках комети летіли практично по тому самому маршруту. Тоді він і припустив, що це не якийсь газ, а небесне тіло, що летить по своїй орбіті, і воно має знову пролетіти повз Землю в 1758 році. Комета запізнилася зовсім трохи і була помічена 1759-го.

Наразі прийнято ділити комети на дві групи — короткоперіодичні, з періодом обігу навколо Сонця менше 200 років, і довгоперіодичні. І якщо про перші ми можемо сказати щось певне, то другі — темна справа. Вважається, що місце їхнього «проживання» — хмара Оорта, розташована біля межі Сонячної системи. Відстань від Сонця до його кордону може у 100 тис. разів перевищувати відстань від Сонця до Землі.

Астроном Едмонд Галлей.

Малюнок, що ілюструє передбачуваний вид хмари Оорта.

Сівалка розумного

Саме ці комети, що приходять до нас з надр глибокого космосу, час від часу «балують» астрономів дивними і незрозумілими витівками. Так, далеко не всі з них суворо дотримуються обчисленої траєкторії. У 1926 році астрономи спостерігали комету, яка довільно відхилялася від запропонованого гравітацією шляху на цілих 24 градуси, що з погляду небесної механіки просто неможливо. Багато комет мають орбіти, які нібито спеціально призначені для обльоту планет земного типу. Такою була, наприклад, відкрита 1969 року комета Беннета. Пройшовши зовсім поряд із Землею, вона потім відвідала Марс, після чого полетіла до Венери і, нарешті, помчала до Юпітера.

Фото комети Беннета. 1969 рік.

Комета Лі, відкрита наприкінці минулого тисячоліття і яка отримала прізвисько Комета Нострадамуса, мала непередбачувану траєкторію та аномальний хвост, спрямований всупереч законам фізики не від Сонця, а до нього. За всіма канонами вважається, що хвіст комети – це «здутий» із неї сонячним вітром іонізований газ, і як він може бути не спрямований до Сонця – не зовсім зрозуміло. Такий самий аномальний хвіст спостерігався і в деяких інших комет.

Та й звичайні комети теж іноді дають сюрпризи. Буває, що їхня яскравість з незрозумілих причин відразу збільшується в десятки тисяч разів, як це було 1977 року з кометою Туттля-Джакобіні-Крессака. Або комета починає несподівано блимати (комета Донаті, період миготіння – 4,6 години). Всі ці невирішені загадки призвели до того, що деякі астрономи всерйоз оголосили, що комети цілком могли бути створені штучно. Як апарати для засіву інозоряних планет життям та для їх періодичної інспекції. Якщо врахувати, що останні дослідження виявили в кометній речовині дуже складні органічні молекули та сполуки, що нагадують амінокислоти, з яких складаються наші білки, припущення це не таке вже й фантастичне.

Місія «ВЕГА»

До кінця минулого століття вченим не вдавалося розглянути, як виглядає ядро ​​комети. Побачити його заважала іонізована кома — своєрідна «атмосфера», що яскраво світиться. Лише 32 роки тому радянським космічним апаратамВега-1 і Вега-2 вдалося наблизитися до ядра комети Галлея і зняти його з відстані менше 9.000 км. Місія "Вега" складалася з двох частин, про що говорила вже її назва (ВЕГА - Венера Галлея). Спочатку апарати-близнюки, вийшли на орбіту Венери і десантували модулі, що спускаються. Після чого вони попрямували на рандеву з кометою. Побачення відбулися 6 та 9 березня 1986 року. Апарати зробили близько 1500 знімків комети та передали на Землю основні її параметри. Галлея виявилася не кулею, а скоріше «космічним черевиком» 14 км завдовжки 7,5 км завширшки, що важить 600 млрд т. З'ясувалося, що «башмак» обертає навколо свого «каблука» і робить повний оборот за 54 години. Температура лежить на поверхні ядра комети досягала 87°С. Кожну секунду вона викидала до космосу 45 т газу та до 8 т пилу.

З чого складається комета?

Як немає двох однакових планет, не зустрічається двох однакових комет. Навіть одна і та ж комета, яка вкотре пролітає повз нас, сильно відрізняється від того небесного мандрівника, яким вона була на попередньому витку.

Кома

Своєрідна атмосфера комети – суміш вуглекислого газу, водню, аміаку та метану. Близько мільйона кілометрів завдовжки.

Промені

Виникають у «голубих комет». Імовірно впливають на траєкторію польоту, дуже її коригуючи. Утворюються виключно у районі хвоста.

Ядро комети

Складається із суміші каменів, пилу та різних видів льоду — водяного, вуглекислотного, метанового та аміачного.

Галос

Світлова оболонка, що розбігається. З'являється досить рідко, імовірно внаслідок вибуху та скидання зовнішньої оболонки ядра комети.

Аномальний хвіст

Є у небагатьох комет. Спрямований суворо до Сонця. Походження малозрозуміле.
Орбіта комети.

Плазмовий хвіст

Складається з іонізованих атомів і молекул, що яскраво світяться. Збільшується з наближенням комети до Сонця і завжди спрямований у протилежний від нього бік.

Пиловий хвіст

Зазвичай найяскравіший з кометних хвостів і найбільш протяжний з об'єктів, що зустрічаються в Сонячній системі, досягає в довжину декількох десятків мільйонів кілометрів.

Як зробити комету?

Для того, щоб торкнутися середньої комети або поблизу подивитися на те, як вона влаштована, не треба витрачати божевільні мільйони і споряджати експедицію. Достатньо збудувати її.

Для виробництва ядра комети потрібно:

1. Сухий лід - 2 кг (можна придбати у продавців морозива; будьте обережні: сухий лід має температуру -80С, і дотик до нього голими руками може спричинити опік);
2. Вода - 2 л;
3. Аміак — кілька крапель нашатиря чи кілька «пшиків» з балончика для миття вікон;
4. Пісок - жменька;
5. Крохмаль або уорчестерський соус - кілька щіпок або крапель;
6. Пакети для сміття – 2 шт;
7. Велика чашка чи маленька каструлька;
8. Гумові або шкіряні рукавички (краще утеплені);
9. Рушник;
10. Паперові серветки;
11. Молоток;
12. Ложка чи лопатка для перемішування.

Посібник з виготовлення комети

Крок 1.Вистеліть чашку зсередини пакетом для сміття, другий пакет покладіть на підлогу.

Крок 2Залийте в чашку приблизно півлітра води, додайте крохмаль або соус, аміак, трохи піску, ретельно перемішайте.

Крок 3Надягніть рукавички, загорніть сухий лід у рушник, покладіть його на другий пакет і розкришіть.

Крок 4.Тонким цівком, постійно помішуючи, висипте крижану крихту в чашку, що вийшла. При цьому утворюватиметься густа пара. Вийде набряка снігова маса. Продовжуйте перемішувати масу ще кілька секунд після того, як вона перестане набухати.

Крок 5.Вийміть пакет із снігом з чашки і скачайте зі снігу міцну грудку.

Крок 6Обваляйте ком, що вийшов, в піску, що залишився, і рівномірно облийте його з усіх боків водою до утворення монолітної крижаної кірки.

Крок 7.Після формування кірки процес виготовлення ядра комети вважатимуться закінченим. Якщо в ньому тепер при нагріванні утворюється тріщина, з неї битиму фонтани вуглекислого газу, змішаного з аміаком. Отриману комету слід зберігати в морозильній шафі, загорнутій у серветки, а для демонстрації виставляти на Сонці..