Содержание

Кометы: структура, характеристика орбит, типы хвостов, строение комет

Появление большинства комет непредсказуемо. Люди обращали внимание на них с незапамятных времен. Невозможно не заметить на небе зрелища столь редкостного, а значит, ужасающего, пострашнее любого затмения, когда на небе видно туманное светило, иногда настолько яркое, что может сверкать сквозь облака (1577 год), затмевая даже Луну. А из недр незваного небесного гостя вырываются огромные хвосты…Изучая появление кометы в 1577 году, Тихо Браге установил, что она движется далеко за орбитой Луны. Начиналось время исследования орбит комет…

Первым фанатиком, жаждущим открытия комет, был служащий Парижской обсерватории Шарль Мессье. В историю астрономии он вошел как составитель каталога туманностей и звездных скоплений, предназначавшегося для поиска комет, чтобы не принимать далекие туманные объекты за новые кометы. В каталог вошли рассеянные и шаровые скопления и галактики. Туманность Андромеды носит по каталогу Мессье  наименование М31.

За 39 лет наблюдений Мессье открыл 14 новых комет!

По оценкам ученых, на далеких окраинах Солнечной системы, в так называемом облаке Оорта – гигантском сферическом скоплении кометного вещества – сосредоточено около 1012–1013 комет, обращающихся вокруг Солнца на расстояниях от 3000 до 160 000 а. е. По мере приближения кометы к Солнцу, лёд ядра кометы начинает испаряться, потоки газа и пыли начинают выбрасываться в космос. Кома кометы и хвосты начинают образовываться на расстоянии от Солнца примерно 5 а.е. (орбита Юпитера).

Характеристика орбит

Кометы движутся по вытянутым траекториям. Орбита комет характеризуется параметрами,  которые  описывают размер орбиты, ее положение относительно Солнца: перигелийным расстоянием q (минимальным расстоянием от Солнца) и эксцентриситетом е (степенью вытянутости орбиты), периодом обращения кометы Р, большой полуосью орбиты а. Орбита кометы может лежать не в плоскости эклиптики. Поэтому орбита кометы может характеризоваться углом наклона плоскости орбиты кометы

i к плоскости эклиптики.

 

Рис. Комета Галлея                                                                            Рис. Траектория Кометы

Кометы могут периодически возвращаться к Солнцу. Такие кометы называют периодическими. У периодических комет определены перигелий q (минимальное расстояние от Солнца), афелий Q (максимальное расстояние от Солнца).

       Названия комет

Кометы открывают достаточно часто. Названия комет отражают время от открытия. Многие кометы носят названия NEAT, а далее год открытия и цифры. Так называют кометы, открытые в рамках наблюдений по программе NEAT (Near Earth Asteroid Tracking — программа слежения за астероидами, пролетающими вблизи Земли).

Рис. Комета NEAT С 2001 G 4

Обозначения        комет       расшифровываются    так    —    C/2004 R1:   2004 —  текущий  год ,    R   —  буквенное   обозначение    полумесяца  открытия     1- номер кометы в данном  полумесяце.

Буква P ставится впереди, если комета периодическая, например P/2004 R1.

Месяцы

январь

февраль

март

апрель

май

   июнь

   1 — 15

A

C

E

G

J

L

16-30(31)

B

D

F

H

K

M

  Месяцы

   июль

август

сентябрь

октябрь

  ноябрь

декабрь

   1 — 15

N

P

R

T

V

X

16-30(31)

O

Q

S

U

W

Y

 

           Типы хвостов

Хорошо заметны белый пылевой и синий плазменный хвосты кометы.  Типы хвостов комет исследовал русский астроном Ф.А.Бредихин. В конце XIX века от разделил хвосты комет на три типа:

 I тип хвостов комет прямой и направлен в сторону от Солнца по радиусу вектору.

II тип хвостов широкий, изогнутый.

III тип хвостов направлен вдоль орбиты кометы. Такие хвосты неширокие.

Довольно  редко  встречаются  кометы, хвосты  которых направлены к Солнцу. Это  так  называемые аномальные хвосты. Под воздействием солнечного ветра пылевые частицы отбрасываются в направлении, противоположном Солнцу, формируя пылевой хвост кометы. Пылевой хвост кометы имеет обычно желтоватый цвет и светится отражённым от Солнца светом. 

Плазменный хвост кометы обычно голубоватого цвета. Плазменный хвост кометы образуется из газа, который электризуется под действием ультрафиолетового излучения Солнца – плазмы.

Рис. Комета Хейли-Боппа

            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.

Рис.6. Структура комет.

 

Хвосты кометы простираются на миллионы и десятки миллионов км.

Описание комет, строение комет



Кометы в Солнечной Системе

В далеком прошлом люди с опаской принимали кометы, считалось, что кометы несут несчастье. Они называли их «длинноволосыми» звездами, которые появлялись в небе непредсказуемо. Для некоторых древних наблюдателей, комета с хвостом выглядела как огненный меч, пылающий в ночном небе. Китайские астрономы хранят обширные записи на протяжении веков, в том числе иллюстрации характерных типов кометных хвостов. Эти исторические рисунки кометы оказались ценным ресурсом для последующего изучения астрономами.

Мы теперь знаем, что кометы являются остатками от образования Солнечной системы около 4,6 миллиарда лет назад, и состоят в основном изо льда, покрытым темным органическим веществом. Кометы могут дать важную информацию о формировании нашей Солнечной системы. Они, возможно, принесли воду и органические соединения, строительные кирпичики жизни, в начале развития на Землю и в другие части Солнечной системы.

Каждая комета имеет крошечную ледяную часть, называемую ядром, часто в радиусе не больше нескольких километров. Ядро содержит ледяные глыбы, и замороженные газы с частицами пыли и иного вещества. Ядро может иметь небольшую каменную сердцевину.
Часть комет зависает в самой дальней точки своей орбиты между Нептуном и Плутоном, далее под действием притяжения Солнца движутся к нему, постоянно ускоряясь и вновь устремляются на свое место к внешней стороне орбиты Нептуна.
Существует скопление комет в области Облака Оорта, на расстоянии около 100 000 астрономических единиц (AU) (то есть, 100 000 раз больше расстояния между Землей и Солнцем) от Солнца. Путешествие кометы из Облака Оорта к Солнцу и назад может занять до 30 миллионов лет.

Кометы нагревается по мере приближения к Солнцу. Солнечное тепло вызывает таяние льдов на поверхности ядра, вода превращается в газ и образуется хвост кометы.
Хвост может быть сотни тысяч километров длинной. Давление солнечного света и высокой скорости солнечных частиц (солнечный ветер) воздействует на испаряемый лед, образуя длинный хвост, который видим под воздействием солнечных лучей. Кометы на самом деле имеют два хвоста — хвост пыли и плазмы (ионизированного газа).

Большинство комет проходит на безопасном расстоянии от Солнца — комета Галлея походит не ближе, чем в 55-89 млн. км. Тем не менее, некоторые кометы, врезаются в Солнце или проходят так близко, что испаряются.
    
Ученые давно хотели изучить кометы в некоторых деталях, существуют снимки ядра кометы Галлея от миссии Джотто.


Космический аппарат Deep Space 1 пролетел недалеко от кометы Боррелли в 2001 году и сфотографировал ее ядро, которое оказалось размером в 8 км.
Stardust успешно пролетел на расстоянии 236 км от ядра кометы Wild 2 в январе 2004 года, собирал частицы кометной и межзвездной пыли для возвращения на Землю в 2006 году.
Анализ проб аппарата Stardust позволил сделать вывод, что кометы могут быть более сложными, чем первоначально предполагалось.

Еще одна миссия NASA под названием Deep Impact , состояла в том, что бы врезаться в комету и зафиксировать разлетающиеся части ее.
В июле 2005 года аппарат Tempel 1 произвел плановое столкновение с кометой и передал необходимую информацию на Землю.

Фото ядра кометы:



Похожие статьи:

Кометы: строение, виды, влияние на Землю

1. Кометы

СТРОЕНИЕ, ВИДЫ, ВЛИЯНИЕ НА ЗЕМЛЮ

2. Понятие

Комета — небольшое небесное
тело, обращающееся вокруг
Солнца по весьма вытянутой
орбите в виде конического
сечения. При приближении к
Солнцу комета образует кому
и иногда хвост из газа и пыли.

3. Общие сведения

Предположительно, долгопериодические кометы
прилетают во внутреннюю Солнечную систему из
облака Оорта, в котором находится огромное
количество кометных ядер. Тела, находящиеся на
окраинах Солнечной системы, как правило,
состоят из летучих веществ (водяных, метановых и
других газов), испаряющихся при подлёте к
Солнцу.
На данный момент обнаружено более 400
короткопериодических комет. Из них около 200
наблюдалось в более чем одном прохождении
перигелия. Многие из них входят в так называемые
семейства. Например, большинство самых
короткопериодических комет (их полный оборот
вокруг Солнца длится 3—10 лет) образуют
семейство Юпитера.

4. Особенности

Кометы — это так называемые снежки, проходящие по своей орбите и имеющие в составе пыльные,
скалообразные и газообразные скопления.
Разогревание небесного тела происходит в течение периода приближения к главной звезде Солнечной
системы.
У комет отсутствуют спутники, которые характерны для планет.
Системы образований в виде колец также не свойственны для комет.
Размер данных небесных тел определить сложно и порой нереально.
Кометы не поддерживают жизнь. Впрочем, их состав может служить определенным строительным материалом.

5. Движение кометы

Кометы движутся по
вытянутым
эллиптическим
орбитам. Обратите
внимание на два
различных хвоста

6. Строение комет. Ядро

Теория «грязного снежка». Это предположение
наиболее распространено и принадлежит
американскому ученому Фреду Лоуренсу Уипплу. По
данной теории, твердый участок кометы — не что иное,
как соединение льда и фрагментов вещества
метеоритного состава. По мнению этого специалиста,
различают старые кометы и тела более молодой
формации. Структура их различна по причине того, что
более зрелые небесные тела неоднократно
приближались к Солнцу, что подплавило их изначальный
состав
Ядро состоит из пыльного материала. Теория была
озвучена в начале 21 столетия благодаря изучению
явления американской космической станцией. Данные
этой разведки говорят о том, ядро — это пыльный
материал очень рыхлого характера с порами,
занимающими большинство его поверхности.
Ядро не может представлять из себя монолитную
конструкцию. Далее гипотезы расходятся:
подразумевают структуру в виде снежного роя, глыб
каменно-ледяного скопления и метеоритного
нагромождения вследствие влияния планетарных
гравитаций.

7. Строение комет. Кома

Внутренняя часть химического, молекулярного и
фотохимического состава. Строение ее определяется тем,
что в этой области сосредоточены и наиболее
активизируются основные изменения, происходящие с
кометой. Реакции химического плана, распад и ионизация
нейтрально заряженных частиц — все это характеризует
процессы, которые протекают во внутренней коме.
Кома радикалов. Состоит из активных по своей химической
природе молекул. В данном участке не наблюдается
повышенной активности веществ, которая так характерна для
комы внутреннего плана. Впрочем, и здесь продолжается
процесс распада и возбуждения описываемых молекул в
более спокойном и плавном режиме.
Кома атомного состава. Ее еще называют
ультрафиолетовой. Эту область атмосферы кометы
наблюдают в водородной линии Лайман-альфа в удаленном
ультрафиолетовом спектральном участке.

8. Строение Комет. Хвост

Хвост кометы — это уникальное
по своей красоте и
эффектности зрелище. Обычно
направляется он от Солнца и
выглядит в виде газо-пылевого
шлейфа вытянутой формы.
Четких границ такие хвосты не
имеют, и можно сказать, что их
цветовая гамма близка к полной
прозрачности.
Федор Бредихин предложил классифицировать
сверкающие шлейфы по таким подвидам:
Прямолинейные и узкоформатные хвосты. Данные
составляющие кометы имеют направление от главной
звезды Солнечной системы.
Немного деформированные и широкоформатные хвосты.
Эти шлейфы уклоняются от Солнца.
Короткие и сильно деформированные хвосты. Такое
изменение вызвано значительным отклонением от главного
светила нашей системы.

9. Можно разграничить хвосты комет и по причине их образования, что выглядит следующим образом:

Пылевой хвост. Отличительной визуальной чертой данного элемента является
то, что свечение его имеет характерный красноватый оттенок. Шлейф
подобного формата — однородный по своей структуре, протягивается на
миллион, а то и десяток миллионов километров. Образовался он за счет
многочисленных пылинок, которые энергия Солнца отбросила на дальнее
расстояние. Желтый оттенок хвоста объясняется рассеиванием пылинок
солнечным светом.
Хвост плазменной структуры. Этот шлейф гораздо обширнее, чем пылевой,
потому что протяженность его исчисляется десятками, а порой и сотнями
миллионов километров. Комета вступает во взаимодействие с солнечным
ветром, от чего и возникает подобное явление. Как известно, солнечные
вихревые потоки пронизаны большим количеством полей магнитной природы
образования. Они, в свою очередь, сталкиваются с плазмой кометы, что
приводит к созданию пары областей с диаметрально различной полярностью.
Временами происходит эффектный обрыв этого хвоста и образование
нового, что выглядит очень впечатляюще.
Антихвост. Появляется он по другой схеме. Причина заключается в том, что
направляется он в солнечную сторону. Влияние солнечного ветра на подобное
явление крайне невелико, потому что в состав шлейфа входят пылевые частицы
крупного размера. Наблюдать подобный антихвост реально только при
моменте пересечения Землей орбитальной плоскости кометы.
Дискообразное образование окружает небесное тело практически со всех
сторон.

10. Разновидности комет

Короткопериодические кометы.
Время обращения такой кометы не
превышает 200 лет. На
максимальной отдаленности от
Солнца они не имеют хвостов, а
только еле уловимую кому. При
периодическом приближении к
главному светилу шлейф появляется.
Зафиксировано более четырехсот
подобных комет, среди которых есть
короткопериодичные небесные тела
с термином обращения вокруг
Солнца 3-10 лет.
Кометы с долгим периодом обращения.
Облако Оорта, по мнению ученых,
периодически поставляет таких
космических гостей. Орбитальный
термин данных явлений превышает
отметку в двести лет, что делает изучение
подобных объектов более
проблематичным. Двести пятьдесят таких
пришельцев дают основание утверждать,
что на самом деле их миллионы. Не все
из них настолько приближаются к главной
звезде системы, что появляется
возможность наблюдать за их
деятельностью.

11. Комета Хейла-Боппа

12. Влияние комет на жизнедеятельность планеты Земля

Комета Энке стала причиной мощнейшего извержения вулкана Кракатау. Все это может зависеть
от солнечной активности и деятельности комет, которые провоцируют при своем приближении к
нашей планете некоторые ядерные реакции.
Падение коет является довольно редким. Однако некоторые специалисты считают, что
Тунгусский метеорит относится как раз к подобным телам. В качестве аргументов они
приводят такие факты:
За пару дней до катастрофы наблюдалось появление зорь, которые своей пестротой
свидетельствовали об аномальности.
Возникновение такого явления, как белые ночи, в несвойственных для него местах сразу
после падения небесного тела.
Отсутствие такого показателя метеоритности, как наличие твердого вещества данной
конфигурации.

13. Спасибо за внимание!

Презентацию подготовил:
Азамат Джумабаев
ежже
Спасибо за внимание!

Кометы: строение, описание, характеристики | Космические объекты

Кометой называют не очень большое небесное тело, которое перемещается в межгалактическом пространстве, а при сближении с Солнцем, выделяет за собой характерные сгустки газа. По сути, кометы – это переходная ступень к межзвездному веществу, так сказать, остатки формирования Солнечной системы. Сухое испарение льда (сублимации), плазменные процессы и другие разнообразные физические явления, неразрывно связаны с кометами. В отличие от остальных многочисленных небесных тел солнечной системы, о кометах узнали задолго до появления специальных оптических приборов для наблюдения за звездным небом. Об этом свидетельствуют записи древних китайцев, в которых говорится о наблюдениях за кометой Галлея в 240 году до нашей эры.

Даже в наши дни любой астроном-любитель в состоянии наблюдать и даже открыть новую комету. Ведь они могут быть настолько яркими, что привлекут всеобщее внимание. А ведь еще несколько веков назад, появление особенно ярких комет, вызывало у обычных людей панику и страх, а у художников вдохновение.

Так чем же, все-таки кометы, так сильно отличаются от множества других небесных тел? Конечно же, своим характерным светящимся следом (хвостом), который остается за кометой. Он образуется по мере приближения кометы к Солнцу. В основной состав и строение комет входят пыль и замороженный лед с газом, который по мере приближения к Солнцу, начитает нагреваться и испаряться с ее поверхности, в результате чего и остается светящийся след.

Наблюдение за кометой, это не только красивое зрелище, которое завораживает своей красотой, но очень познавательное, с точки зрения науки. Дело в том, что поверхность и ядро кометы, состоит из вещества, которое по неизвестным причинам, не смогло на ранних стадиях развития солнечной системы, вовремя сформироваться в полноценную планету. Поэтому, благодаря изучению комет, ученые могут заглянуть в далекое прошлое и подробно понять механизм формирования планет.

Кометы, как и планеты, подчиняются известным законам тяготения, но движутся, по очень своеобразным траекториям. Если планеты вращаются в одном направлении по круговым орбитам, то кометы – как в прямом, так и в обратном направлении по очень эксцентричным (вытянутым) орбитам, которые наклонены к оси эклиптике. Их разделят на короткопериодические кометы (орбитальный период менее 200 лет) и долгопериодические кометы (более 200 лет). Большинство открытых комет имеют период намного больше 200 лет, и появляются они в нашей солнечной системе очень и очень редко, пропадая потом на многие тысячи или даже миллионы лет. Естественно, что такие кометы существую гораздо дольше комет, которые часто пролетают возле Солнца, а следовательно, постепенно испаряются. Не исключено и пересечение траектории полета кометы с  орбитой одной из планет солнечной системы, что неизбежно приводит к столкновениям. В результате таких столкновений и появляются кратеры на Меркурии, Марсе, Луне и других планетах.

 Комета Галлея

Самая знаменитая комета, известная на земле – комета Галлея. Ее появление, наблюдалось уже более 30 раз, начиная с 239 до нашей эры. Естественно, что своим названием, она обязана Э.Галлею, который после ее очередного появления в 1682 рассчитав ее орбиту, предсказал возвращение кометы в 1758. Орбитальный период кометы Галлея составляет 76 лет; последний раз ее можно было наблюдать в 1986, следовательно она появится в 2061.

При ее последнем появлении несколько японских, советских и европейских спутников изучали с близкого расстояния. В результате этого выяснилось, что ядро кометы Галлея имеет овальную форму длиной около 15 км и шириной около 8 км, а ее поверхность, возможно, покрыта слоем органических соединений и по цвету чернее угля.

Комета — это, что такое, какие, определение, значение, доклад, реферат, конспект, сообщение, вики — WikiWhat

По современным представлениям в наиболее отдалён­ных областях Солнечной системы, на расстояниях порядка 100 000 а. е., движется огромное число небольших тел, пред­ставляющих собой комки слипшихся пылинок, окутанных во­дородным, водяным и углеводородным снегом. Совокупность этих тел получила название «облако комет», или облако Оорта.

Образовалось оно одновременно с Солнечной системой около 5 млрд лет назад, т. е. в кометах сохранилось то вещество, из которого форми­ровались планеты. Поэтому изучать кометы очень важно. От­дельные тела движутся в облаке с очень малыми относитель­ными скоростями (доли метра в секунду). Случайные столк­новения могут привести к уплотнению тел, их слипанию или разрушению.

Образование комет

В результате весьма длительных процессов большинство тел облака приобретает размеры в несколько, возможно в несколь­ко десятков, километров. Под действием ионизирующего излу­чения и космических лучей (которые представляют собой по­токи элементарных частиц большой энергии) в «снеге» идут сложные химические реакции, и за миллиарды лет в нем воз­никают сложные химические соединения. Эти тела в дальней­шем становятся твёрдыми ядрами комет.

Периодически в результате случайных столкновений или возмущений от ближайших звёзд тело из облака комет может быть вброшено в центральные области Солнечной системы. Ес­ли при этом произойдёт сближение с одной из планет-гиган­тов, то возможен (и иногда осуществляется) случай, когда это тело перейдёт на орбиту, проходящую в непосредственной бли­зости к Солнцу.

Строение кометы

В комете различают голову — светящуюся туманную оболочку с увеличением яркости к центру, где обычно наблюдается бо­лее яркое ядро, и протяжённый хвост, всегда направленный от Солнца.

Хвост кометы

На расстоянии, примерно равном расстоянию от Солнца до Юпитера, поверхность твёрдого ядра кометы нагревается на­столько, что начинается испарение замёрзших газов. По мере приближения к Солнцу испарение усиливается и образуется светящееся газовое облако. Под действием давления света и солнечного ветра газы начинают двигаться от Солнца и у ко­меты появляется хвост, также направленный от Солнца. По­сле прохождения ближайшей к Солнцу точки орбиты темпе­ратура на поверхности твёрдого ядра падает, испарение умень­шается и постепенно хвост исчезает (рис. 56). Материал с сайта http://wikiwhat.ru

При приближении к Солнцу испаряются только легкоплавкие компоненты. Силикат­ные и железные пылинки остаются, и на поверхности появ­ляется пылевая корка, хорошо защищающая внутренние об­ласти ядра от чрезмерного нагрева.

Гибель (распад) кометы

Как хорошо видно у пе­риодических комет, количество газа, испаряемого кометой, уменьшается с каждым прохождением вблизи Солнца. Проч­ность ядра уменьшается, и комета разрушается.

Распад коме­ты непосредственно наблюдался у кометы Биэлы (1848). Че­рез несколько лет после окончательного разрушения кометы Земля пересекла её орбиту. В эти дни наблюдался исключи­тельной силы «метеорный дождь». В минуту появлялось более 1000 метеоров; наблюдатели рассказывали, что в Бер­лине в это время стало настолько светло, что можно было читать.

Картинки (фото, рисунки)

  • Рис. 56. Изменение хвоста кометы во время движения по орбите
  • Комета Хэйла-Боппа
  • Комета Хиякутаки
  • Ядро кометы Галлея
Вопросы к этой статье:
  • Опишите строение кометы.

  • Почему кометный хвост всегда направлен от Солнца?

  • Период обращения кометы Галлея 76 лет. Минимальное расстояние от Солнца 0,5 а. е. Определите её максимальное расстояние от Солнца. (

    Ответ: 18 а.е.)

4 из чего состоят кометы. Строение, состав кометы. Астероиды и кометы имеют ряд и других отличий друг от друга

Однако орбиты комет обычно очень вытянутые.

Частично их орбиты пролегают очень и очень далеко от Солнца, а частично довольно близко к Солнцу.

Иногда их называют «грязными снежными комьями», потому что они представляют собой небольшие образования неправильной формы из , и .

Когда комета приближается к Солнцу, лед начинает плавиться и вскипать, выбрасывая частицы пыли. Эти частицы вместе с образуют вокруг ядра кометы , которое называется оболочкой кометы .

Оболочка освещена Солнцем. Солнечный свет отталкивает , и она вытягивается в длинный и ярко освещенный «хвост».

Кометы: косматые странницы Вселенной

Э. Галлей предсказал дату следующего появления этой кометы, и хотя не дожил до этого дня, предсказание с блеском исполнилось.

Уже в наше время в исторических хрониках разных удалось найти более тридцати упоминаний о появлении «бородатой звезды», которая с 18 в. стала носить «Комета Галлея».

Что собой представляют кометы?

Галлей установил важнейший факт — кометы являются членами Солнечной системы и обращаются вокруг Солнца.

Однако мы не можем наблюдать их постоянно, как другие малые планеты, потому что у них совсем другие орбиты — вытянутые настолько, что некоторые из них подходят к Солнцу ближе, чем , а затем удаляются до самого пояса Койпера.

Существуют кометы, которые на один оборот затрачивают целые , и на человечества появляются на земном небе всего однажды.

Что же собой представляют небесные тела, которые древние греки нарекли словом «комета», означающим в переводе «косматая»?

Основная масса кометы сосредоточена в небольшом плотном ядре, которое состоит из льдов , аммиака и метана, в которые вкраплены мелкие твердые частицы — пылинки и песчинки.

Пока комета находится в далеких от Солнца холодных областях Солнечной системы или даже за ее пределами, ядро выглядит как небольшой , окруженный светлой туманной оболочкой — ее называют «кома».

С приближением к нашей звезде ядро начинает разогреваться, льды испаряются, и газы выбрасываются из ядра, прихватывая с собой твердые частицы.

У кометы образуется хвост, вернее, два хвоста — газовый и пылевой, которые под действием солнечного вытягиваются в сторону, противоположную Солнцу.

Иногда газовый и пылевой хвост приобретают различные формы — частицы веществ, из которых они состоят, по-разному реагируют на солнечное излучение, а длина хвостов порой достигает 200 и более млн км.

Хвосты комет не имеют резких очертаний и практически прозрачны — сквозь них хорошо видны звезды. Газ и мельчайшие пылинки в них чрезвычайно разрежены, и наблюдать их мы можем только благодаря их собственному свечению под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца.

Как заметил один из астрономов, по сути, это «видимое ничто».

Сегодня астрономам известны более 400 комет с коротким периодом обращения, причем 200 из них удалось наблюдать дважды и трижды.

Современные исследования комет

В 1986 г. космические аппараты «Вега-1» и «Вега-2» и «Джотто» «наведались» к комете Галлея, передали на землю изображения ее ядра и провели анализ вещества хвоста. Предположения ученых о составе кометных ядер подтвердились. Ядро кометы имеет размеры около 10 км и вращается вокруг своей оси.

Основное место обитания комет находится на самых дальних окраинах Солнечной системы — в облаке Оорта. Там они и проводят большую часть своей «жизни».

Но иногда, под влиянием других космических тел, некоторые из них меняют свои орбиты и начинают приближаться к Солнцу. Вот тогда-то мы и видим их на ночном или вечернем небе.

Однако кометы, решившей покинуть облако Оорта, коротка — ведь при каждом прохождении вблизи Солнца она теряет часть своего вещества. Через 10-15 тыс. лет кометы полностью испаряются.

Масса средней кометы ничтожна — примерно в миллиард раз меньше массы Земли, а плотность вещества из их хвостов практически равна . Поэтому «бородатые звезды» никак не влияют на планеты Солнечной системы. Так, в мае 1910 г. Земля прошла сквозь хвост кометы Галлея, даже не ощутив этого.

Зато столкновение ядра крупной кометы с нашей планетой может вызвать крайне тяжелые последствия для и магнитосферы Земли. Примером такого события может служить падение обломков кометы Шумейкеров-Леви на , которое астрономы всего мира наблюдали в июле 1994 г.

В 2005 американский космический аппарат «Дип Импакт» отправился к комете для того, чтобы… протаранить ее. Он сбросил на комету специальный , который столкнулся с ядром кометы.

При больше 10 тысяч тонн вещества кометы превратились в газ и пыль, а приборы определили состав вещества, из которого состоит ее «голова».

Комета имеет единственную твердую часть, которая, имеет большой процент веса от общего веса небесного тела – это маленькое ядро. Ядро у кометы является основной причиной проявления различных кометных явлений. И его до сих пор нет возможности более подробно изучить под телескопом, так как, свет, который обрамляет саму комету, не позволяет этого сделать. Конечно, можно при максимальных увеличениях телескопа рассмотреть более подробно поверхность ядра, но это все равно не дает полноценную картину происходящего.
Центр свечения кометы, которое можно увидеть в атмосфере на фотографиях и невооруженным глазом, носит это явление название фотометрическое ядро. Существует мнение, что в центре ядра находится центр масс. Но, как наглядно показал советский астроном Мохнач Д.О., что там, где находится наиболее яркая часть фотометрического ядра кометы, не может быть центром массы. Эта гипотеза носит название эффекта Мохнача.
Кома – это атмосфера, которая окружает фотометрическое ядро и состоит из тумана. Кома вместе с ядром образовывают голову кометы, состоящую из газовой оболочки, которая возникает в процессе нагревания ядра при движении по траектории к Солнцу.
Вдалеке от Солнца сама голова кометы создает впечатление симметричного объекта, но чем ближе она приближается к Солнцу, тем больше она становится овальной, и удлиняется еще более. И в противоположную сторону от Солнца из кометы начинает вырастать хвост, который состоит из пыли и газа, которые входят в состав головы кометы.
Ядро кометы – это основная часть кометы. До сих пор точно установленных фактов и доказательств о том, из чего состоит ядро кометы – нет. Французский астроном Пьер Симон Лаплас выдвинул гипотезу о том, что ядро кометы – это твердое тело, которое состоит из таких испаряющих веществ как снег и лед, которые быстро превращаются в газ в результате влияния тепла Солнца. В последнее время данная гипотеза была существенно дополнена новыми фактами.
Наиболее популярна среди астрономов, созданная американским астрономом Фредом Лоуренсом Уиплом, модель ядра – это конгломерат из замороженных газов и каменных частиц. В таком ядре кометы слои из ледяных и замороженных газов идут вперемежку со слоями пыли. И по мере того, как сама комета нагревается, газы при испарении тянут за собой и пыль, это позволяет объяснить, почему у кометы есть хвосты и способность у ядер комет выделать газы.
Согласно гипотезе Уипла, кометы, которые могут быть молодого и старого возраста, можно различить по принципу самого диаметра оси совершаемой орбиты. Старые кометы имеют очень маленький период вращения вокруг Солнца, многократно проходящие свой перигелий. А молодые кометы имеют большие полуоси орбит. Старые кометы имеют хорошую защиту для внутренних слоев льда от солнечных лучей, потому что когда лед сверху подтаивает и замерзает, в него забиваются прослойки пыли.
Также модель Уипла объясняет причину отклонения кометы от привычной траектории по причине того, что потоки, которые исходят из ядра кометы, создают такие реактивные силы, что это приводит к ускорению либо к замедлению движения комет.
Точную массу кометы сложно вычислить, но как, тут можно рассуждать о различных вариациях масс комет: от нескольких тонн до нескольких сотен или несколько тысяч миллиардов тонн.
Многие кометы имеют кому, которая состоит из трех частей, которые являются основными: внутренняя кома, видимая кома и ультрафиолетовая кома.

Комета представляет собой небесное тело малых размеров, состоящее изо льда с вкраплениями пыли и каменных обломков. При приближении к солнцу лед начинает испаряться, потому за кометой остается хвост, растягивающийся порой на миллионы километров. Хвост кометы состоит из пыли и газа.

Орбита кометы

Как правило, орбита большей части комет представляет собой эллипс. Однако достаточно редко встречаются также круговые и гиперболические траектории, по которым двигаются ледяные тела в космическом пространстве.

Кометы, проходящие через Солнечную систему


Через Солнечную систему проходит немало комет. Остановим внимание на наиболее известных космических странницах.

Комета Аренда-Роланда была впервые обнаружена астрономами в 1957 году.

Комета Галлея проходит недалеко от нашей планеты раз в 75,5 лет. Названа по имени британского астронома Эдмунда Галлея. Первые упоминания об этом небесном теле встречаются в Китайских древних текстах. Пожалуй, наиболее известная комета в истории цивилизации.

Комета Донати была открыта в 1858 году итальянским астрономом Донати.

Комета Икея-Секи была замечена японскими астрономами-любителями в 1965 году. Отличалась яркостью.

Комета Лекселя была обнаружена в 1770 году французским астрономом Шарлем Мессье.

Комета Морхауза была открыта американскими учеными в 1908 году. Примечательно, что в ее изучении впервые использовалась фотография. Отличалась наличием трех хвостов.

Комета Хейла-Боппа была видна в 1997 году невооруженным глазом.

Комета Хиякутаке наблюдалась учеными в 1996 году на небольшом удалении от Земли.

Комета Швассмана-Вахмана впервые была замечена немецкими астрономами в 1927 году.


«Молодые» кометы имеют голубоватый оттенок. Это связано с наличием большого количества льда. По мере вращения кометы вокруг солнца лед тает, и комета приобретает желтоватый оттенок.

Большая часть комет вылетает из пояса Койпера, представляющего собой скопление замороженных тел, которые находятся неподалеку от Нептуна.

Если хвост кометы голубого оттенка и повернут от Солнца – это свидетельство того, что он состоит из газов. Если же хвост желтоватый и повернут к Солнцу, то в нем много пыли и других примесей, притягивающихся к светилу.

Изучение комет

Ученые получают информацию о кометах визуально через мощные телескопы. Однако в ближайшем будущем (в 2014) году запланирован пуск космического аппарата ЕКА «Розетта» для изучения одной из комет. Предполагается, что аппарат будет находиться рядом с кометой на протяжении длительного времени, сопровождая космическую странницу в ее пути вокруг Солнца.


Заметим, что ранее НАСА запустило космический аппарат «Дип Импакт» для столкновения с одной из комет Солнечной системы. В настоящее время аппарат находится в исправном состоянии и используется НАСА для изучения ледяных космических тел.

Каждый год 12 августа метеориты всю ночь стремительно прочерчивают небо яркими огненными полосами, сгорая в средних слоях атмосферы. Это огненное представление называется метеоритным дождем Персея. Двигаясь по орбите Земля, пересекает метеоритный поток — шлейф кометы, совершающей свой путь вокруг Солнца.

Что такое кометы?

Кометы, как и каменные астероиды, это если можно так выразиться, отходы производства после формирования Солнца, планет и их спутников. Кометы состоят в основном из льда с включениями мелких камней и пыли. Большую часть своей жизни кометы пасутся на обширных пустынных пастбищах на периферии Солнечной системы.

Самая дальняя планета Солнечной системы Плутон находится на расстоянии 5,8 миллиарда километров от Солнца. Скопление же комет под названием Пояс Кюйпера расположено на 480 миллионов километров дальше Плутона. Другое подобное скопление — Облако Оорта — отстоит от Солнца на 160 миллиардов километров. На самом деле Облако Оорта — это не облако, а громадное скопление триллионов комет, эти кометы бродят по Вселенной в разных направлениях, как коровы в пасущемся стаде. Полагают, что Облако Оорта окружает Солнечную систему как огромное гало.

Интересный факт: кометы совершают один оборот вокруг Солнца в среднем за один миллион лет.

Доказательство кометных скоплений

Доказать существование кометных скоплений очень трудно. И вот почему. Даже если лететь в ракете сквозь Облако Оорта, можно во время путешествия не встретить ни одной кометы. Они разделены расстоянием в миллионы и миллиарды километров. Так как кометы находятся далеко от Солнца, то и освещены они весьма слабо и выглядят почти такими же темными, как и окружающее их космическое пространство. Удаленные от Солнца кометы не имеют приписываемых им хвостов. Их цвет красно – коричневый, размер около двух километров. Словом, похожи они на большие грязные айсберги.

Материалы по теме:

Что такое комета?

Путешествие комет

Безобразный лик кометы преображается, когда она покидает стадо и приближается к Солнцу. В этот момент комета претерпевает мгновенное превращение. Она вытягивается по ночному небу длинной сияющей полосой, приводя людей в ужас и восторг. Какая же сила выгоняет комету из Облака Оорта? Естественно, гравитация. Вот каким образом это происходит. Солнце стремительно летит в пространстве и тащит за собой охапку планет, их спутников и комет. Путь Солнца пролегает среди звезд Млечного Пути. Стадо комет, увлекаемое Солнцем, иногда пролетает поблизости от другой звезды. Сила ее гравитации производит возмущение в Облаке Оорта, сдвигая кометы с их привычных положений

М аленькое ядро кометы является единственной её твёрдой частью, в нём сосредоточена почти вся её масса. Поэтому ядро — первопричина всего остального комплекса кометных явлений. Ядра комет до сих пор всё ещё недоступны телескопическим наблюдениям, так как они вуалируются окружающей их светящейся материей, непрерывно истекающей из ядер. Применяя большие увеличения, можно заглянуть в более глубокие слои светящейся газопылевой оболочки, но и то, что останется, будет по своим размерам всё ещё значительно превышать истинные размеры ядра. Центральное сгущение, видимое в атмосфере кометы визуально и на фотографиях, называется фотометрическим ядром. Считается, что в центре его находится собственно ядро кометы , то есть располагается центр масс. Однако, как показал советский астроном Д. О. Мохнач, центр масс может не совпадать с наиболее яркой областью фотометрического ядра. Это явление носит название эффекта Мохнача.

Туманная атмосфера, окружающая фотометрическое ядро, называется комой . Кома вместе с ядром составляют голову кометы — газовую оболочку, которая образуется в результате прогревания ядра при приближении к Солнцу. Вдали от Солнца голова выглядит симметричной, но с приближением к нему она постепенно становится овальной, затем удлиняется ещё сильнее и в противоположной от Солнца стороне из неё развивается хвост, состоящий из газа и пыли, входящих в состав головы.

Ядро — самая главная часть кометы . Однако до сих пор нет единодушного мнения, что оно представляет собой на самом деле. Ещё во времена Лапласа существовало мнение, что ядро кометы — твёрдое тело, состоящее из легко испаряющихся веществ типа льда или снега, быстро превращающихся в газ под воздействием солнечного тепла. Эта классическая ледяная модель кометного ядра была существенно дополнена в последнее время. Наибольшим признанием пользуется разработанная Уиплом модель ядра — конгломерата из тугоплавких каменистых частиц и замороженной летучей компоненты (метана, углекислого газа, воды и др.). В таком ядре ледяные слои из замороженных газов чередуются с пылевыми слоями. По мере прогревания газы, испаряясь, увлекают за собой облака пыли. Это позволяет объяснить образование газовых и пылевых хвостов у комет, а также способность небольших ядер к газовыделению.

Согласно Уиплу механизм истечения вещества из ядра объясняется следующим образом. У комет, совершивших небольшое число прохождений через перигелий, — так называемых «молодых» комет — поверхностная защитная корка ещё не успела образоваться, и поверхность ядра покрыта льдами, поэтому газовыделение протекает интенсивно путём прямого испарения. В спектре такой кометы преобладает отражённый солнечный свет, что позволяет спектрально отличать «старые» кометы от «молодых». Обычно «молодыми» называются кометы , имеющие большие полуоси орбит, так как предполагается, что они впервые проникают во внутренние области Солнечной системы. «Старые» кометы — это кометы с коротким периодом обращения вокруг Солнца, многократно проходившие свой перигелий. У «старых» комет на поверхности образуется тугоплавкий экран, так как при повторных возвращениях к Солнцу поверхностный лед, подтаивая, «загрязняется». Этот экран хорошо защищает находящийся под ним лёд от воздействия солнечного света.

Модель Уипла объясняет многие кометные явления: обильное газовыделение из маленьких ядер, причину негравитационных сил, отклоняющих комету от расчётного пути. Потоки, истекающие из ядра, создают реактивные силы, которые и приводят к вековым ускорениям или замедлениям в движении короткопериодических комет.

Существуют также другие модели, отрицающие наличие монолитного ядра: одна представляет ядро как рой снежинок, другая — как скопление каменно-ледяных глыб, третья говорит о том, что ядро периодически конденсируется из частиц метеорного роя под действием гравитации планет. Всё же наиболее правдоподобной считается модель Уипла.

Массы ядер комет в настоящее время определяются крайне неуверенно, поэтому можно говорить о вероятном диапазоне масс: от нескольких тонн (микрокометы) до нескольких сотен, а возможно, и тысяч миллиардов тонн (от 10 до 10 — 10 тонн).

Кома кометы окружает ядро в виде туманной атмосферы. У большинства комет кома состоит из трёх основных частей, заметно отличающихся своими физическими параметрами:
1) наиболее близкая, прилегающая к ядру область — внутренняя, молекулярная, химическая и фотохимическая кома,
2) видимая кома, или кома радикалов,
3) ультрафиолетовая, или атомная кома.

На расстоянии в 1 а. е. от Солнца средний диаметр внутренней комы D = 10 км, видимой D = 10 — 10 км и ультрафиолетовой D = 10 км.

Во внутренней коме происходят наиболее интенсивные физико-химические процессы: химические реакции, диссоциация и ионизация нейтральных молекул. В видимой коме, состоящей в основном из радикалов (химически активных молекул) (CN, OH, NH и др. ), процесс диссоциации и возбуждения этих молекул под действием солнечной радиации продолжается, но уже менее интенсивно, чем во внутренней коме.

Л. М. Шульман на основании динамических свойств вещества предложил делить кометную атмосферу на следующие зоны:
1) пристеночный слой (область испарения и конденсации частиц на ледяной поверхности),
2) околоядерную область (область газодинамического движения вещества),
3) переходную область,
4) область свободно-молекулярного разлёта кометных частиц в межпланетное пространство.

Но не для всякой кометы должно быть обязательным наличие всех перечисленных атмосферных областей.

По мере приближения кометы к Солнцу диаметр видимой головы день ото дня растёт, после прохождения перигелия её орбиты голова снова увеличивается и достигает максимальных размеров между орбитами Земли и Марса. В целом для всей совокупности комет диаметры голов заключены в широких пределах: от 6000 км до 1 млн. км.

Головы комет при движении кометы по орбите принимают разнообразные формы. Вдали от Солнца они круглые, но по мере приближения к Солнцу, под воздействием солнечного давления, голова принимает вид параболы или цепной линии.

С. В. Орлов предложил следующую классификацию кометных голов, учитывающую их форму и внутреннюю структуру:
1. Тип E; — наблюдается у комет с яркими комами, обрамлёнными со стороны Солнца светящимися параболическими оболочками, фокус которых лежит в ядре кометы .
2. Тип C; — наблюдается у комет, головы которых в четыре раза слабее голов типа E и по внешнему виду напоминают луковицу.
3. Тип N; — наблюдается у комет, у которых отсутствует и кома и оболочки.
4. Тип Q; — наблюдается у комет, имеющих слабый выступ в сторону Солнца, то есть аномальный хвост.
5. Тип h; — наблюдается у комет, в голове которых генерируются равномерно расширяющиеся кольца — галосы с центром в ядре.

Наиболее впечатляющая часть кометы — её хвост . Хвосты почти всегда направлены в противоположную от Солнца сторону. Хвосты состоят из пыли, газа и ионизированных частиц. Поэтому в зависимости от состава частицы хвостов отталкиваются в противоположную от Солнца сторону силами, исходящими из Солнца.

Ф. Бессель, исследуя форму хвоста кометы Галлея, впервые объяснил её действием отталкивающих сил, исходящих из Солнца. Впоследствии Ф. А. Бредихин разработал более совершенную механическую теорию кометных хвостов и предложил разбить их на три обособленные группы, в зависимости от величины отталкивающего ускорения.

Механизм свечения кометных молекул был расшифрован в 1911 году К. Шварцшильдом и Е. Кроном, которые пришли к выводу, что это механизм флуоресценции, то есть переизлучения солнечного света.

Иногда в кометах наблюдаются достаточно необычные структуры: лучи, выходящие под различными углами из ядра и образующие в совокупности лучистый хвост; галосы — системы расширяющихся концентрических колец; сжимающиеся оболочки — появление нескольких оболочек, постоянно двигающихся к ядру; облачные образования; омегообразные изгибы хвостов, появляющиеся при неоднородностях солнечного ветра.

Читать «Земля и небо» — Волков Александр Мелентьевич — Страница 26

Даже несколько столетий спустя, в 1811 году, когда в России была видна яркая комета, народ решил, что она предвещает войну.

Случилось так, что на следующий год Наполеон двинул свои полчища на Россию. Началась Отечественная война 1812 года, сгорела Москва…

Народная вера в зловредные свойства комет от этого еще больше укрепилась.

Эдмунд Галлей и его комета

Для простого народа кометы были пугалом. А как смотрели на них ученые?

В древности ученые считали кометы атмосферными явлениями, подобными северному сиянию, тучам, молнии. Многие ученые думали, что кометы — облака вредных паров, горящие в воздухе.

Первым стал исследовать кометы известный астроном Тихо Браге, живший в конце XVI века. Он сумел измерить расстояние до кометы 1577 года и нашел, что эта комета была очень далека от Земли, гораздо дальше, чем Луна, но ведь Луна — небесное тело, значит, и кометы тоже небесные тела.

Тихо Браге умер в 1601 году. После него изучением комет стал заниматься знаменитый астроном Кеплер. Так как кометы проходят близ Земли часто, то Кеплер сделал из этого вывод, что в мировом пространстве комет столько же, сколько рыб в море. Но насчет путей, по которым движутся кометы, Кеплер ошибался. Он считал, что кометы ходят по прямым линиям. «Комета является из мирового пространства, — учил Кеплер, — проходит через Солнечную систему и удаляется навсегда».

Этот взгляд неверен. Ни одно небесное тело не движется по прямой линии, а кометы большей частью движутся по сильно вытянутым кругам, эллипсам, и, скрывшись один раз, приходят снова.

О том, что кометы — постоянные обитательницы Солнечной системы, первым догадался английский моряк и ученый Эдмунд Галлей.

Изучая старинные сообщения о появлении на небе комет, Галлей заметил, что периоды, то есть промежутки между появлениями некоторых комет, почти одинаковы. Так, например, кометы появлялись в 1531, в 1607 и в 1682 годах.

Ученые думали, что все эти кометы разные. Но пути их по небу (были очень схожи между собой. Кстати сказать, комету 1682 года Галлею удалось наблюдать лично, и он сам определил ее орбиту. Вычислив орбиты многих комет, Галлей обратил внимание на поразительное сходство между элементами орбит комет 1531, 1607 и 1682 годов и почти одинаковые промежутки между моментами появления этих комет.

Галлей думал так: от 1531 года до 1607 года — семьдесят шесть лет, а от 1607 года до 1682 года — семьдесят пять лет.

События, происходящие через одинаковые промежутки времени, называются периодическими. Что, если в появлениях этой кометы есть периодичность? Коль это так, то комета обращается вокруг Солнца по очень вытянутому эллипсу, и период ее обращения семьдесят пять с половиной лет.

Неправильности в движении кометы легко объяснить: ведь комета во время пути проходит мимо Юпитера и Сатурна; эти огромные планеты своим притяжением производят возмущения в движениях кометы.

«Если мои рассуждения верны, — думал Галлей, — то эта комета должна вновь показаться в 1758 году».

Свои исследования Галлей напечатал, и о них узнали другие астрономы.

Эдмунд Галлей прожил долгую и полезную жизнь, наполненную научными трудами. Он умер восьмидесяти шести лет — в 1742 году, не дожив до предсказанного им возвращения кометы шестнадцать лет. Но комета появилась в назначенное время.

Так Галлей первым доказал периодичность комет. Стало ясно, что кометы тоже члены Солнечной системы.

В честь Галлея комете дали его имя. С тех пор она называется кометой Галлея.

Кометам не дают собственных имен, как планетам. Если комета периодична, ее называют по имени астронома, который ее открыл или определил ее путь. А если периодичность кометы не доказана, ее называют кометой того года, когда она появилась близ Земли, — например, комета 1811 года.

Пути комет

Много хлопот причинило астрономам изучение кометных орбит, то есть путей, по которым движутся в мировом пространстве кометы.

С тех пор как люди стали записывать появление на небе комет, их насчитали около полутора тысяч. Правда, не всякое появление кометы заносили в летопись, а самое главное — большая часть летописей погибла во время войн и пожаров.

Пути, по которым движутся кометы, в большинстве очень сильно вытянуты.

Известно довольно много комет, период обращения которых вокруг Солнца невелик.

Но в небесных пространствах найдены и такие кометы, год которых далеко превосходит длинные года Урана, Нептуна и Плутона.

Яркая комета 1858 года удаляется от Солнца на 150 астрономических единиц, то есть на 22,5 миллиарда километров: это в четыре раза дальше от Солнца, чем Плутон. С такого расстояния Солнце покажется небольшой звездочкой, хотя все же будет светить раз в двадцать ярче полной Луны.

В такой дали от Солнца комета движется немногим быстрее пешехода. Но зато чем ближе она подходит к Солнцу, чем сильнее солнечное притяжение, тем быстрее мчится комета.

Вид одной из ярких комет.

Вблизи Солнца многие кометы несутся со скоростью 400–500 километров в секунду.

И только эта колоссальная быстрота движения спасает комету от падения на Солнце: центробежная сила ее движения по орбите противодействует солнечному притяжению.

Ученые вычислили, что комета 1858 года совершает один оборот вокруг Солнца в две тысячи лет.

Таким образом, она должна в следующий раз появиться близ Земли в 3858 году.

И она появится, если на ее пути не случится какое-либо «происшествие».

Скажем, она может встретиться с астероидом, и они разобьются друг о друга. Или комета пройдет слишком близко от гигантов Юпитера или Сатурна, и те своим притяжением изменят ее орбиту.

Комета 1858 года не самая удивительная в семье комет. Открыты кометы с периодом обращения в десятки, сотни тысяч и даже миллионы лет. Такие кометы уходят в неизмеримые глубины мирового пространства, но все-таки возвращаются оттуда, повинуясь могучей силе солнечного притяжения.

Строение комет

Как устроена комета?

У нее различают три части: ядро, голову и хвост.

Специалисты по изучению комет наблюдают небесный свод каждую ночь: не появится ли где новая комета. И если окажется в поле зрения телескопа круглое туманное пятнышко, которого раньше не было на этом участке неба, астроном сразу заявляет: «Это комета!»

Комета не имеет таких резких очертаний, как планета, края у нее туманные. И это объясняется строением кометы: у нее внутри твердое ядро и оно окружено газообразной оболочкой. Эта газообразная оболочка называется головой кометы. По последней теории, твердое ядро кометы состоит из различных льдов с примесью нелетучих веществ. В составе льдов имеются замороженные газы, углерод, циан, окись углерода, азот и другие. В эту ледяную глыбу, как изюминки в торт, вкраплены крупные и мелкие камни, бесчисленные пылинки.

Головы комет иногда бывают огромны. Комета Галлея, которая появлялась в последний раз в 1910 году (автору этой книги удалось тогда наблюдать ее), имела голову в 370 тысяч километров в поперечнике — это втрое больше, чем поперечник гиганта Сатурна. А бывают и такие кометы, у которых поперечник больше, чем у Солнца.

Газообразная Комета Галлея.

Ты скажешь:

— Так это великаны в Солнечной системе!

Нет. Твердым телом кометы является ядро, в котором и сосредоточена основная ее масса. Поперечные размеры кометных ядер бывают от 0,5 километра до 50 километров, а эти размеры не превышают размеров астероидов, да притом из числа самых маленьких.

Вокруг маленьких ядер и образуются головы и хвосты комет, похожие на туман.

Самой главной видимой частью кометы является ее хвост.

Из-за своего хвоста, так поражающего взоры, кометы были с давних пор страшилищем для многих людей. Откуда берется у кометы хвост? Это вопрос сложный.

Что такое комета? | Космическое пространство НАСА — Наука НАСА для детей

Краткий ответ:

Кометы — это большие объекты из пыли и льда, вращающиеся вокруг Солнца. Эти древние объекты, наиболее известные своими длинными струящимися хвостами, являются остатками формирования Солнечной системы 4,6 миллиарда лет назад.


Считается, что кометы

, такие как изображенная здесь комета ISON, содержат материал того времени, когда формировались Солнце и планеты.Они подобны гигантским застывшим капсулам времени в нашей Солнечной системе. Авторы и права: НАСА/MSFC/Аарон Кингери


Откуда берутся кометы?

Кометы в основном находятся за пределами Солнечной системы. Некоторые из них существуют в широком диске за пределами орбиты Нептуна, называемом поясом Койпера. Мы называем эти короткопериодических кометы . Им требуется менее 200 лет, чтобы совершить оборот вокруг Солнца.

Другие кометы живут в Облаке Оорта, сферической внешней окраине Солнечной системы, которая примерно в 50 раз дальше от Солнца, чем пояс Койпера.Их называют долгопериодическими кометами , потому что им требуется гораздо больше времени для обращения вокруг Солнца. Комете с самой длинной из известных орбит требуется более 250 000 лет, чтобы совершить всего один оборот вокруг Солнца!

Пояс Койпера находится за орбитами планет нашей Солнечной системы. Облако Оорта находится далеко за поясом Койпера. Авторы и права: NASA/JPL-Caltech


Что приближает кометы к Земле, чтобы мы могли их видеть?

Гравитация планеты или звезды может вытягивать кометы из их домов в поясе Койпера или Облаке Оорта.Этот буксир может перенаправить комету к Солнцу. Пути этих перенаправленных комет выглядят как длинные вытянутые овалы.

По мере того, как комета все быстрее и быстрее притягивается к Солнцу, она поворачивается за Солнцем, а затем возвращается туда, откуда пришла. Некоторые кометы ныряют прямо в Солнце, и их больше никогда не увидишь. Когда комета находится внутри Солнечной системы, приближается или уходит, именно тогда мы можем увидеть ее на нашем небе.

Эта анимация представляет 76-летнюю эллиптическую орбиту кометы Галлея (белая точка) на фоне более круговых орбит планет.Авторы и права: NASA/JPL-Caltech


Из каких частей состоит комета?

В центре каждой кометы находится твердое замороженное ядро, называемое ядром . Этот шар из пыли и льда обычно не превышает 10 миль (16 километров) в поперечнике — размером с небольшой город. Когда кометы находятся в поясе Койпера или в облаке Оорта, ученые считают, что это почти все, что у них есть, — просто замороженные ядра.

Но когда комета приближается к Солнцу, она начинает нагреваться.В конце концов, лед начинает превращаться в газ. Это также может привести к тому, что из кометы вырвутся струи газа, принеся с собой пыль. Газ и пыль создают огромное размытое облако вокруг ядра, называемое комой .

На этой диаграмме показано строение кометы. Авторы и права: NASA/JPL-Caltech


Почему у комет есть хвосты?

По мере того, как пыль и газы удаляются от ядра, солнечный свет и частицы, исходящие от Солнца, выталкивают их в яркий хвост, который тянется за кометой на миллионы миль.

Если присмотреться, то астрономы обнаружат, что кометы на самом деле имеют два отдельных хвоста. Один выглядит белым и сделан из пыли. Этот пылевой хвост прослеживает широкий, плавно изгибающийся путь позади кометы. Другой хвост голубоватый и состоит из электрически заряженных молекул газа или ионов. Ионный хвост всегда направлен прямо от Солнца.

У кометы есть два хвоста, которые становятся длиннее по мере приближения к Солнцу. Оба хвоста всегда направлены от Солнца.Ионный хвост (синий) всегда указывает прямо от Солнца, а пылевой хвост (желтый) направлен от Солнца немного в другом направлении, чем ионный хвост. Авторы и права: NASA/JPL-Caltech


Откуда мы узнаем о кометах?

Люди интересовались кометами тысячи лет. Но хорошо рассмотреть ядро ​​кометы с Земли не удалось, так как оно окутано газом и пылью комы. Однако в последние годы несколько космических аппаратов получили возможность близко изучить кометы.

Миссия НАСА «Звездная пыль» собрала образцы кометы Wild 2 (произносится как «Вилт два») и доставила их на Землю. Ученые обнаружили, что эти частицы богаты углеводородами, химическими веществами, которые мы считаем «кирпичиками» жизни.

Rosetta, миссия Европейского космического агентства с несколькими приборами НАСА на борту, изучала комету 67P Чурюмова-Герасименко. Розетта сбросила посадочный модуль на ядро, а затем два года вращалась вокруг кометы.Розетта также обнаружила строительные блоки жизни на этой комете. И изображения показали, что комета 67P представляет собой прочный объект с высокой активностью, формирующей ее поверхность.

Rosetta сделала невероятные снимки кометы 67P в форме резиновой уточки. Предоставлено: ESA/Rosetta/NavCam – CC BY-SA IGO 3.0

Благодаря этим и другим подобным миссиям мы теперь знаем намного больше о структуре комет и типах химических веществ, обнаруженных на них и вокруг них. Мы даже узнали немного больше о формировании нашей Солнечной системы!

Морфология двулопастной кометы и внутренняя структура, контролируемая сдвиговой деформацией

  • Дункан, М., Левисон, Х. и Донес, Л. в Comets II 193–204 (Univ. Arizona Press, Tucson, 2004).

  • Саншайн, Дж. М., Томас, Н., Эль-Марри, М. Р. и Фарнхэм, Т. Л. Доказательства геологических процессов на кометах. Ж. Геофиз. Рез. Планеты 121 , 2194–2210 (2016).

    Артикул Google ученый

  • Massironi, M. et al. Две независимые и примитивные оболочки двулопастного ядра кометы 67P. Природа 526 , 402–405 (2015).

    Артикул Google ученый

  • Davidsson, B.J.R. et al. Первичное ядро ​​кометы 67P/Чурюмова-Герасименко. Астрон. Астрофиз. 592 , А63 (2016).

  • Hirabayashi, M. et al. Деление и реконфигурация двулопастных комет по данным 67P/Чурюмова-Герасименко. Природа 534 , 352–355 (2016).

    Артикул Google ученый

  • Ютци, М. и Бенц, В. Формирование двухлопастных форм в результате субкатастрофических столкновений. Позднее происхождение структуры кометы 67P. Астрон. Астрофис . 597 , А62 (2017).

  • Keller, H. U. et al. OSIRIS — система научных камер на борту Rosetta. Космические науки. 128 , 433–506 (2007).

    Артикул Google ученый

  • Эль-Маарри, М. Р. и др. Разломы кометы 67P/Чурюмова-Герасименко, наблюдаемые Rosetta/OSIRIS. Геофиз. Рез. лат. 42 , 5170–5178 (2015).

    Артикул Google ученый

  • Томас, Н. и другие. Морфологическое разнообразие кометы 67P/Чурюмова-Герасименко. Наука 347 , aaa0440 (2015).

    Артикул Google ученый

  • Auger, A. T. et al. Полигоны метровых трещин теплового сжатия на ядре кометы 67P/Чурюмова-Герасименко. Икар 301 , 173–188 (2017).

  • Этри, Н. и др. Термическое разрушение комет. Астрон. Астрофиз. 610 , А76 (2018).

  • Lee, J.C. et al. Геоморфологическое картирование кометы 67P/Чурюмова-Герасименко Южное полушарие. Пн. Нет. Р. Астрон. соц. 462 , S573–S592 (2016).

    Артикул Google ученый

  • Penasa, L. et al. Трехмерное моделирование слоистой структуры кометы 67P/Чурюмова-Герасименко. Пн. Нет. Р. Астрон. соц. 469 , S741–S754 (2017).

  • Steno, N. De Solido Intra Solidum Naturaliter Contento dissertationis prodromus Vol. 78 (Академия делла Круска, Флоренции, 1669 г.).

  • Twiss, R.J. & Moores, E.M. Structural Geology (W.Х. Фриман и компания, Нью-Йорк, 1992).

  • Рао Г. и др. Косейсмические сдвиговые конструкции Риделя производства M 2010 г. w Землетрясение Юйшу силой 6,9 баллов, Центральное Тибетское нагорье, Китай. Тектонофизика 507 , 86–94 (2011).

    Артикул Google ученый

  • Matonti, C., Lamarche, J., Guglielmi, Y. & Marié, L. Структурная и петрофизическая характеристика зон смешанных водоводов/покрышек в карбонатных породах: пример разлома Castellas (юго-восток Франции). Дж. Структура. геол. 39 , 103–121 (2012).

    Артикул Google ученый

  • Пикок, Д.К.П., Никсон, К.В., Ротеватн, А., Сандерсон, Д.Дж. и Зулуага, Л.Ф. Глоссарий разломов и других сетей разломов. Дж. Структура. геол. 92 , 12–29 (2016).

    Артикул Google ученый

  • Мукерджи, С. Атлас структурной геологии (Elsevier Science, Амстердам, 2015 г.).

  • Митчелл, Т. М. и Фолкнер, Д. Р. Природа и происхождение повреждений вне разломов, окружающих зоны сдвиговых разломов с широким диапазоном смещений: полевое исследование системы разломов Атакама, север Чили. Дж. Структура. геол. 31 , 802–816 (2009).

    Артикул Google ученый

  • Солива, Р. и Шульц, Р. А. Распределенные и локальные разломы в условиях растяжения: анализ переходной зоны Северо-Эфиопский рифт-Афар. Тектоника 27 , TC2003 (2008).

    Артикул Google ученый

  • Cladouhos, T. T. & Marrett, R. Соответствуют ли модели роста и сцепления разломов степенному закону распределения длин разломов? Дж. Структура. геол. 18 , 281–293 (1996).

    Артикул Google ученый

  • Preusker, F. et al. Глобальная метровая модель формы кометы 67P/Чурюмова-Герасименко. Астрон. Астрофиз. 607 , Л1 (2017).

    Артикул Google ученый

  • Riedel, W. Zur Mechanik Geologischer Brucherscheinunger. Центральный бл. Минеральная. геол. Палеонтол. 8 , 354–368 (1929).

    Google ученый

  • Бартлетт, В. Л., Фридман, М. и Логан, Дж. М. Экспериментальная складчатость и разломы горных пород под ограничивающим давлением. 9. Разломы вывихов в известняковых пластах. Тектонофизика 79 , 255–277 (1981).

    Артикул Google ученый

  • Альгрен, С. Г. Зарождение и эволюция зон сдвига Риделя в виде полос деформации в пористом песчанике. Дж. Структура. геол. 23 , 1203–1214 (2001).

    Артикул Google ученый

  • Груссен О.и другие. Гравитационные наклоны, геоморфология и прочность вещества ядра кометы 67P/Чурюмова-Герасименко по наблюдениям OSIRIS. Астрон. Астрофис . 583 , А32 (2015).

  • Vincent, J.B. et al. Ограничения на эволюцию поверхности кометы, полученные на основе статистического анализа топографии 67P. Пн. Нет. Р. Астрон. соц. 469 , С329–С338 (2017).

    Артикул Google ученый

  • Хвиид, С. и др. Скрипящая и трескающаяся комета. В Тезисы собрания AAS/Отделения планетарных наук Vol. 48, 211.05 (ААС, 2016).

  • Этри, Н. и др. Прочность на растяжение материала ядра 67П/Чурюмова–Герасименко от выступов. Астрон. Астрофиз. 611 , А33 (2018).

  • Базилевский А.Т. и др. Оценка прочности материала ядра кометы 67P Чурюмова–Герасименко. Солнечная система. Рез. 50 , 225–234 (2016).

    Артикул Google ученый

  • Хукер, Дж. Н., Лаубах, С. Э. и Марретт, Р. Размер апертуры трещины — частота, пространственное распределение и процессы роста в разломах, ограниченных и не ограниченных пластами, кембрийская группа Мезон, северо-запад Аргентины. Дж. Структура. геол. 54 , 54–71 (2013).

    Артикул Google ученый

  • Дурда, Д. Д. и Стерн, С. А. Частота столкновений в современных регионах пояса Койпера и кентавров: приложения к активации и модификации поверхности комет, объектов пояса Койпера, кентавров и Плутона-Харона. Икар 145 , 220–229 (2000).

    Артикул Google ученый

  • Вайсман, П.R. & Levison, HF in The Population of the Trans-Neptunian Region: The Pluto-Charon Environment 559 (Univ. Arizona Press, Tucson, 1997).

  • Скоров Ю.В., Резак Л., Хартог П., Базилевский А.Т. и Келлер Х.У. Модель кратковременных выбросов на 67P из трещиноватой местности. Астрон Астрофиз. 593 , А76 (2016).

    Артикул Google ученый

  • Лай, И. Л. и др. Истечение газа и транспорт пыли кометы 67P/Чурюмова-Герасименко. Пн. Нет. Р. Астрон. соц. 462 , S533–S546 (2016).

    Артикул Google ученый

  • Келлер, Х.У. и др. Инсоляция, эрозия и морфология кометы 67P/Чурюмова-Герасименко. Астрон. Астрофиз. 583 , А34 (2015).

    Артикул Google ученый

  • Boehnhardt, H. in Comets II 301–316 (Univ. Arizona Press, Tucson, 2004).

  • Секанина З., Ларсон С. М., Эно О., Сметте А. и Вест Р. М. Крупный всплеск периодической кометы Галлея на гелиоцентрическом расстоянии 14 а. е. Астрон. Астрофиз. 263 , 367–386 (1992).

    Google ученый

  • Gaskell, R. W. et al. Характеристика и навигация малых тел с данными изображений. Метеорит. Планета. науч. 43 , 1049–1061 (2008).

    Артикул Google ученый

  • Bonnet, E. et al. Масштабирование систем трещин в геологических средах. Ред.Геофиз. 39 , 347–383 (2001).

    Артикул Google ученый

  • Создание головы и хвоста структуры кометы

    Комета представляет собой слипшуюся смесь льда, замороженных газов (таких как лед из окиси углерода и двуокиси углерода) и твердых частиц — пыли или «грязи», показанной здесь . Исторически астрономы описывали кометы как имеющие голову и хвост или хвосты, но благодаря дополнительным исследованиям они смогли прояснить природу структуры кометы. Комета на самом деле просто грязный ледяной шар.

    Ядро

    Первоначально астрономы назвали яркую светящуюся точку в голове кометы ядром . Сегодня мы знаем, что ядром является настоящая комета — так называемый грязный ледяной шар. Другие особенности кометы — это просто эманации, исходящие из ядра.

    Далекая от Солнца комета — это только ядро; у него нет ни головы, ни хвоста. Ледяной шар может быть диаметром в десятки миль или всего в милю или две. Этот размер довольно мал по астрономическим меркам, а поскольку ядро ​​светится только отраженным светом Солнца, далекая комета тусклая и ее трудно найти.

    Изображения ядра Галлея, сделанные зондом Европейского космического агентства, который прошел очень близко к нему в 1986 году, показывают, что комковатый, вращающийся ледяной шар имеет темную корку, как десерт тартуфо (шарики ванильного мороженого, покрытые шоколадом), который подается в фантазии рестораны. Кометы не такие уж и вкусные, но они радуют глаз. Кое-где на ядре Галлея зонд сфотографировал шлейфы газа и пыли из гейзероподобных жерл или дыр, разбрызгивающихся в космос из областей, где солнце нагревало поверхность.Какая-то корочка! А в 2004 году зонд НАСА «Звездная пыль» получил изображения ядра кометы Уайлда-2 крупным планом. Это ядро, по-видимому, имеет ударные кратеры и отмечено чем-то, что может быть пиками изо льда. Это холодные факты.

    Однако не все ядра комет имеют форму ядра Галлея. В августе 2014 года космический аппарат «Розетта» достиг кометы 67P/Чурюмова–Герасименко, известной своим друзьям (как и мне) как 67P. Розетта вращалась вокруг ядра кометы, а комета вращалась вокруг Солнца до конца миссии Европейского космического агентства в сентябре 2016 года.На его фотографиях было видно ядро, по форме напоминающее гантель с двумя неравными весами. Астрономы назвали «весом» две доли кометы, соединенные более тонкой структурой, которую они назвали шейкой . Некоторые астрономы подставили голову, предполагая, что ядро ​​странной формы образовалось в результате низкоскоростного столкновения двух более ранних объектов.

    Кома

    По мере того, как комета приближается к Солнцу, солнечное тепло испаряет больше замороженного газа, и он выбрасывается в космос, выбрасывая также немного пыли.Газ и пыль образуют туманное блестящее облако вокруг ядра, называемое комой (термин происходит от латинского слова «волосы», а не общепринятого слова для бессознательного состояния). Почти все путают кому с головой кометы, но голова, собственно говоря, состоит и из комы, и из ядра.

    Свечение кометы — это частично свет Солнца, отраженный от миллионов мельчайших частиц пыли, и частично излучение слабого света атомов и молекул в коме.

    Сказка о двух хвостах

    Пыль и газ в коме кометы подвержены возмущающим силам, которые могут привести к образованию хвоста (ов) кометы: пылевого хвоста и плазменного хвоста. (Иногда, когда вы смотрите на комету, вы видите только один вид хвоста, но если вам повезет, вы увидите оба.)

    Давление солнечного света толкает частицы пыли в направлении, противоположном Солнцу, образуя пылевой хвост кометы. . Пылевой хвост светится отраженным светом Солнца и имеет следующие характеристики:

    • Гладкая, иногда слегка изогнутая поверхность
    • Бледно-желтый цвет
    Хвост кометы направлен в сторону от Солнца.

    Другой тип кометного хвоста — это плазменный хвост (также называемый ионным хвостом или газовым хвостом). Часть газа в коме становится ионизированной, или электрически заряженной под воздействием ультрафиолетового света Солнца. В этом состоянии газы подвержены давлению солнечного ветра, невидимого потока электронов и протонов, изливающегося в космос от Солнца. Солнечный ветер выталкивает наэлектризованный кометный газ в направлении, примерно противоположном Солнцу, образуя плазменный хвост кометы.Плазменный хвост подобен ветровому носку в аэропорту: он показывает астрономам, наблюдающим за кометой на расстоянии, в какую сторону дует солнечный ветер в точке кометы в космосе.

    В отличие от пылевого хвоста, плазменный хвост кометы имеет следующие особенности:

    • Вязкий, иногда скрученный или даже сломанный вид
    • Синий цвет
    Время от времени от кометы отрывается отрезок плазменного хвоста и улетает в космос. Затем комета образует новый плазменный хвост, как у ящерицы, у которой отрастает новый хвост, когда она теряет свой первый.Хвосты кометы могут иметь длину от миллионов до сотен миллионов миль.

    Когда комета движется внутрь к Солнцу, ее хвост или хвосты устремляются за ней. Когда комета вращается вокруг Солнца и направляется обратно к внешней части Солнечной системы, ее хвост по-прежнему направлен в сторону от Солнца, поэтому теперь комета следует за своим хвостом. Комета ведет себя по отношению к Солнцу, как старинный придворный по отношению к своему императору: никогда не поворачивается спиной к своему господину. Показанная комета может двигаться по часовой стрелке или против часовой стрелки, но в любом случае хвост всегда направлен в сторону от Солнца.

    Кома и хвосты кометы — это просто исчезновение. Газ и пыль, сбрасываемые ядром для образования комы и хвостов, теряются для кометы навсегда — их просто сдувает. К тому времени, когда комета уходит далеко за пределы орбиты Юпитера, откуда приходит большинство комет, она снова состоит только из голого ядра. А ядро ​​немного меньше из-за газа и пыли, которые оно испускает. Пыль, которую теряет комета, может когда-нибудь вызвать метеоритный дождь, если она пересечет орбиту Земли.

    Комета Галлея — хороший пример процесса истощения.Ядро Галлея уменьшается как минимум на метр (39,37 дюйма, или чуть больше ярда) каждые 75–77 лет, когда оно проходит вблизи Солнца. Прямо сейчас диаметр ядра составляет всего около 10 километров (10 000 метров или 6,2 мили), поэтому комета Галлея проживет еще около 1000 оборотов, или около 75 000 лет. Пыль, испускаемая знаменитой кометой, вызывает два сильнейших ежегодных метеорных потока: Эта-Аквариды и Ориониды.

    Хвосты комет — обзор

    Введение

    Задолго до того, как стало известно, что кометы — это большие тела, путешествующие по Солнечной системе, их боялись как дурные предзнаменования, а изменение погоды считалось одним из их возможных последствий.Открытие истинной природы комет в 1600-х годах вскоре привело к драматическим теориям Земли, включающим кометы и их катастрофические последствия для климата. Например, в своей «Новой теории Земли» (1696 г.) Уильям Уистон предложил космогению, в которой наша планета возникла, когда комета превратилась в идеальный мир с круговой орбитой, без наклона или вращения. Позже Бог послал к Земле еще одну комету, и ее столкновение изменило орбиту планеты и заставило ее вращаться.Удар расколол земную кору, высвободив воды Потопа, а пары хвоста кометы сконденсировались в проливной дождь. К 18 веку расчеты показали, что большие кометы могут часто пересекать путь Земли, а научные отчеты о возможных катастрофических климатических последствиях столкновений комет или близких к ним столкновений вызывали панику среди населения в целом (Хойер, 1953).

    В униформистском взгляде на геологическую летопись, предложенном Джеймсом Хаттоном и систематизированном Чарльзом Лайеллом в его «Принципах геологии» (1830–1833), использование таких экстраординарных событий для объяснения геологических изменений было отвергнуто.Прошлые климатические колебания Лайель приписывал постепенным геологическим процессам, таким как изменения в распределении суши и моря в результате эрозии и поднятия. Лайель специально утверждал, что резкие изменения климата могут происходить «без помощи кометы или каких-либо астрономических изменений» (цит. по Marvin, 1990).

    Теперь мы знаем, что столкновение внеземных тел с Землей представляет собой естественный процесс, который можно наблюдать при падении метеорита и взрыве в воздухе (Chapman and Morrison, 1994).Распределение размеров комет и астероидов, которые движутся через Солнечную систему по орбитам, пересекающим Землю, и записи ударных кратеров на планетах земной группы могут быть использованы для определения средних интервалов между столкновениями различных размеров. Как и многие подобные естественные процессы, удары следуют обратному степенному закону распределения, и ожидается, что крупные тела диаметром ∼5–10 км будут сталкиваться с Землей примерно каждые 20–100 миллионов лет (Barlow, 1990; Shoemaker et al., 1990). ).

    Хотя в ряде современных исследований, проведенных до 1980 года, обсуждались возможные климатические, биологические и геологические последствия крупного планетозимального столкновения (т. грамм. ДеЛаубенфельс, 1956 год; Юри, 1973 год; Napier and Clube, 1979), этой работе уделялось мало внимания до публикации геохимических данных о столкновении крупного астероида или кометы в конце мелового периода (∼65 миллионов лет назад) группой Альвареса в Беркли (Alvarez et al. al., 1980) и др. (Smit, Hertogen, 1980; Ganapathy, 1980). Основная геологическая граница между меловым и последующим третичным периодами (так называемая граница К/Т) отмечена массовым вымиранием около 75% видов морских организмов (Raup, 1992), в том числе более 95% морских организмов. планктон и явно внезапное вымирание динозавров (Sheehan et al., 1991) и других наземных животных и растений (Johnson, 1992а).

    Обнаружение аномальных концентраций иридия и других элементов-примесей в тонком глобально распределенном глинистом слое, встречающемся в геологических разрезах, совпадающих с границей К/Т (рис. 1), сопровождалось сообщениями о микросферах различного состава, диагностическим шоком -деформированные минералы, стекловидные микротектиты и ударно-волновые отложения (например, Alvarez, 1986; Alvarez and Asaro, 1990; Sigurdsson, 1990; Smit, 1990; Smit et al. , 1992). В настоящее время имеются неопровержимые доказательства того, что базальные несколько миллиметров глинистого слоя представляют собой выбросы от удара большого астероида или кометы о Землю (например, Glen, 1990). Большой (>200 км в диаметре) кратер-кандидат, ударная структура Чиксулуб на севере Юкатана (Hildebrand et al., 1991), датируется возрастом 65,2 ± 0,4 млн лет (Sharpton et al., 1992).

    Рис. 1. Измерения иридия на границе K/T в Губбио, Италия (Glen, 1990, по Alvarez et al., 1980). Показанный 4-метровый разрез представляет примерно 750 000 лет.

    Очевидное совпадение удара (или ударов) с внезапным вымиранием, в том числе динозавров, и возможность того, что изменения климата и окружающей среды, вызванные ударом, привели к вымиранию, возродили интерес к физическим последствиям крупных ударов. Хотя большое внимание уделялось относительно краткосрочным (непосредственно до нескольких сотен тысяч лет) последствиям воздействий на окружающую среду, существует также вероятность того, что ударные возмущения могут вызвать или привести в движение более долгосрочные экологические и геологические изменения, такие как оледенение. возраст (т.грамм. Kyte et al., 1988) или импульсы вулканической и/или тектонической активности, которые сами по себе могут влиять на долгосрочный глобальный климат (Urey, 1973; Napier and Clube, 1979; Rampino and Stothers, 1984a,b, 1988; Rampino и Калдейра, 1993).

    Возможная связь между климатическими изменениями и массовыми вымираниями была широко обсуждаемой темой, при этом некоторые утверждали, что вымирания обычно связаны с похолоданием климата (например, Stanley, 1984, 1988), в то время как другие связывали потепление с массовыми вымираниями. сценарии (т.грамм. Маклин, 1978). К оценкам климатических и экологических изменений, которые могут быть вызваны ударами крупных внеземных тел, подходили двумя основными способами: теоретические исследования, которые пытаются оценить виды и масштабы климатических и геологических изменений, которые могут быть вызваны столкновениями различных масштабов, и изучение косвенные индикаторы окружающей среды и климата в геологической летописи во время задокументированных или предполагаемых столкновений крупных тел и связанных с ними массовых вымираний.

    Внешние планеты: кометы



    РЕЗЮМЕ: Кометы — это ледяные планетезимали, которые образовались во внешних регионах Солнечной системы и собрались в двух разных регионах: поясе Койпера и облаке Оорта.Кометы довольно малы по сравнению с планетами и лунами. Кометы, которые посещают внутреннюю Солнечную систему, имеют размер не более 20 км — размер города!

    Яркая жизнь комет


    Комета Хиякутаке
    . Фотография Питера Цераволо.

    Большинство комет остаются необнаруженными ледяными шарами во внешних пределах нашей Солнечной системы. Те немногие, которые время от времени отваживаются заглянуть внутрь, нагреваются по мере приближения к Солнцу и отращивают длинные хвосты, которые мы обычно видим, когда они вспыхивают в небе.Комета Хиякутаке (справа) в марте 1996 года приблизилась к Земле на расстояние 9,3 миллиона миль.

    Кометы полностью замерзают, когда находятся далеко от Солнца, и большинство из них имеют диаметр всего несколько километров. Внешний вид кометы меняется по мере ее приближения к Солнцу. Солнечное тепло нагревает комету, придавая ей следующую анатомию:


    • Ядро кометы — это грязный снежный ком , который представляет собой всю комету, когда она заморожена и находится далеко от Солнца.
    • Кома представляет собой большую пыльную атмосферу, окружающую ядро, состоящую из сублимированного газа, смешанного с пылью.
    • Хвост состоит из газа и пыли, которые могут простираться на сотни миллионов километров от комы. Большинство комет на самом деле имеют 2 хвоста: плазменный хвост , состоящий из ионизированного газа, и пылевой хвост , состоящий из мелких твердых частиц. Хвост кометы находится на расстоянии от Солнца .

    Диаграмма кометы
    (нажмите, чтобы увеличить)

    Сублимация и кома

    По мере того, как комета ускоряется к Солнцу, температура ее поверхности повышается, и льды начинают сублимировать в газообразную форму. К тому времени, когда комета приблизится к Солнцу примерно на 5 астрономических единиц, сублимация сформировала заметную атмосферу, которая легко ускользает от слабой гравитации кометы. Кома образуется, когда выходящая атмосфера уносит частицы пыли, смешанные с сублимирующим льдом. По мере приближения кометы к Солнцу все больше льда превращается в газ.

    Хвост кометы

    Хвосты комет — это расширения комы. Хвосты комет направлены от Солнца, независимо от направления, в котором движется комета.У комет есть два хвоста, потому что улетучивающийся газ и пыль подвергаются влиянию Солнца немного по-разному, и хвосты указывают в несколько разных направлениях.

    Газы, выходящие из кометы, ионизируются ультрафиолетовыми фотонами Солнца. Как только они ионизированы, солнечный ветер уносит их прямо от Солнца. Эти газы образуют плазменный хвост.


    Комета Хейла-Боппа над Боулдером, Колорадо

    Это изображение кометы Хейла-Боппа было сфотографировано над Боулдером, штат Колорадо, во время ее появления в 1997 году.

    Частицы размером с пыль, вылетающие из кометы, испытывают гораздо более слабый толчок от Солнца, вызванный давлением самого солнечного света (так называемое радиационное давление), а не заряженными частицами солнечного ветра. Хотя пылевой хвост также направлен в сторону от Солнца, он имеет небольшой изгиб назад в направлении, откуда пришла комета.

    На картинке ниже показана эволюция кометы на ее орбитальном пути.

     


    Эволюция кометы на ее орбитальном пути
    (нажмите, чтобы увеличить)

    Симулятор орбиты

    Чтобы увидеть комету в действии, откройте симулятор орбиты.Этот симулятор показывает движение планет и других объектов вокруг Солнца.
    Симулятор орбиты
    (нажмите для запуска)

    Солнечная аэродинамическая труба

    Узнайте, как солнце влияет на кометы и другие тела, находящиеся на орбите.
    Солнечная аэродинамическая труба
    (нажмите для запуска)

    Происхождение комет


    Пояс Койпера в сравнении с облаком Оорта
    (нажмите, чтобы увеличить) Кометы прилетают из областей внешней части Солнечной системы, известных как пояс Койпера и облако Оорта.

    кометы пояса Койпера:

    • Около миллиарда комет более 10 км в поперечнике
    • Около 100 000 комет на расстоянии более 100 км
    • комет пояса Койпера вращаются вокруг Солнца в том же направлении (против часовой стрелки), что и планеты
    • Кометы пояса Койпера лежат близко к плоскости планетарных объектов

    Кометы облака Оорта:
    • Около триллиона комет
    • Каждая комета обычно отделена от следующей более чем на 1 миллиард км
    • Кометы из облака Оорта не вращаются вокруг Солнца в том же направлении, что и планеты, и их орбиты могут быть направлены в любом направлении
    • Орбиты могут охватывать до 50 000 а.е.

    Считается, что облако Оорта образовалось вблизи юпитерианских планет, где кометы были выброшены на свои большие случайные орбиты в результате гравитационных столкновений с этими планетами.

    Миссии к кометам

    Что такого особенного в этих случайных шарах льда и пыли? Кометы состоят из самого примитивного материала в Солнечной системе. То есть их состав очень мало изменился за последние 4 миллиарда лет. Лучшее понимание их состава и происхождения дает ученым подсказки о происхождении нашей Солнечной системы и помогает проверить теории, которые мы построили о нашей эволюции.

    Это составное изображение с короткой выдержкой, сделанное для выявления деталей поверхности, наложенное на изображение с длинной выдержкой, на котором видны струи, исходящие из чрезвычайно активной поверхности
    (щелкните, чтобы увеличить)

    Звездная пыль

    Космический корабль Stardust был запущен 7 февраля 1999 года и благополучно вернулся на Землю 15 января 2006 года.Это была первая миссия, полностью посвященная исследованию кометы, и первая миссия по возвращению материала за пределы орбиты Луны. Миссия включала облет астероида Аннефранк, где космический корабль сделал снимки и измерения скалы размером с гору. После гравитационной помощи с Земли и почти 4 лет космического путешествия космический корабль Stardust достиг своей основной цели, кометы Wild-2. Цель миссии состояла в том, чтобы собрать и хранить образцы пыли и углерода во время полета к комете.

    15 января 2006 года Stardust выпустила свою капсулу для возврата образцов (SRC) в атмосферу Земли, чтобы спуститься над испытательным полигоном ВВС США в штате Юта. К сожалению, из-за отказа парашюта капсула упала на дно пустыни, и многие, хотя и не все данные были потеряны. Посетите официальный сайт, чтобы узнать о последних научных результатах.

     

    Это изображение кометы Tempel 1 было получено основным космическим кораблем Deep Impact всего через минуту после того, как меньший космический корабль врезался в ее поверхность
    (щелкните, чтобы увеличить)

    Глубокий удар

    2 июля 2005 года основной космический корабль миссии Deep Impact НАСА запустил 370-килограммовый «импактор» на траекторию движения кометы Tempel 1.Главный космический корабль пролетел мимо, изучая импактор и кратер, который образовался, когда он врезался в комету примерно через 24 часа. Ученые надеялись лучше понять кометы, изучив, как образуются кратеры и какие изменения оказывает влияние на другие материалы, которые естественным образом выделяются газом. Они также измерили размер кратера, состав внутренней части кратера и выброшенного материала.

    Узнать больше о миссии Deep Impact можно на официальном сайте.

    ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ

    Домашняя страница кометы Дэйва Джуитта




    Back to top

    Земное небо | Хвост кометы NEOWISE

    Этот конгломерат из 40 изображений, обработанных в цифровом виде, был сделан 19 июля 2020 года в темном небе пустыни Гоби во Внутренней Монголии, Китай.Авторы и права на изображение: Zixuan Lin (Beijing Normal U.)/APOD. Ежегодная краудфандинговая кампания

    EarthSky продолжается. В 2020 году мы жертвуем 8,5% благотворительной организации No Kids Hungry. Пожалуйста, пожертвуйте, чтобы помочь нам продолжать работу и помочь накормить ребенка!

    Astronomy Picture of the Day (APOD) первоначально опубликовал этот пост 22 июля 2020 г. Перепечатано здесь с разрешения.

    Что создает структуру в хвостах кометы NEOWISE?

    Из двух очевидных хвостов синий ионный хвост слева направлен прямо в сторону от Солнца и выталкивается текущим и заряженным солнечным ветром.Структура ионного хвоста обусловлена ​​разной скоростью испускания светящихся голубым цветом ионов из ядра кометы, а также всегда сложной и постоянно меняющейся структурой солнечного ветра.

    Самым необычным для кометы C/2020 F3 (NEOWISE) является волнистая структура ее пылевого хвоста. Этот пылевой хвост выталкивается солнечным светом, но изгибается, поскольку более тяжелые частицы пыли лучше сопротивляются давлению света и продолжают движение по солнечной орбите.

    Впечатляющие полосы пылевого хвоста кометы

    NEOWISE до конца еще не изучены, но, вероятно, связаны с вращающимися потоками отражающего солнце песка, высвобождаемого при таянии льда на ее ядре шириной 3 мили (5 км).

    Комета

    NEOWISE пролетит ближе всего к Земле сегодня (23 июля 2020 г. ), удаляясь от Солнца. Комета, уже исчезающая, но все еще видимая невооруженным глазом, должна исчезать быстрее по мере удаления от Земли.

    Орбита кометы, показывающая разные направления газовых и пылевых хвостов, когда комета проходит мимо Солнца. Изображение предоставлено Сергеем Прокудиным-Горским/Юкатан/Википедия.

    Итог: информация о структуре двух хвостов кометы NEOWISE.

    Голоса Земного Неба
    Просмотр статей
    Об авторе:

    Члены сообщества EarthSky, включая ученых, а также писателей о науке и природе со всего мира, высказывают свое мнение о том, что для них важно.

    пыльные останки кометы ATLAS — ScienceDaily

    Случайный пролет хвоста распавшейся кометы предоставил ученым уникальную возможность изучить эти замечательные структуры в новом исследовании, представленном сегодня на Национальном астрономическом собрании 2021 года.

    Комета

    ATLAS распалась незадолго до своего максимального сближения с Солнцем в прошлом году, оставив свой прежний хвост в виде тонких облаков пыли и заряженных частиц.Распад наблюдался космическим телескопом Хаббла в апреле 2020 года, но совсем недавно космический корабль ЕКА Solar Orbiter пролетел близко к остаткам хвоста в ходе своей текущей миссии.

    Эта удачная встреча предоставила исследователям уникальную возможность исследовать структуру изолированного кометного хвоста. Используя комбинированные измерения всех инструментов Solar Orbiter на месте, ученые реконструировали столкновение с хвостом ATLAS. Полученная модель показывает, что окружающее межпланетное магнитное поле, переносимое солнечным ветром, «обволакивает» комету и окружает центральную область хвоста с более слабым магнитным полем.

    Кометы

    обычно имеют два отдельных хвоста; один — хорошо известный яркий изогнутый пылевой хвост, другой — обычно более тусклый — ионный хвост. Ионный хвост возникает в результате взаимодействия кометного газа с окружающим солнечным ветром, горячим газом заряженных частиц, который постоянно дует с Солнца и пронизывает всю Солнечную систему.

    Когда солнечный ветер взаимодействует с твердым препятствием, таким как комета, считается, что его магнитное поле изгибается и «обволакивает» его.Одновременное присутствие магнитного поля и кометных ионов, высвобождаемых при таянии ледяного ядра, создает характерный второй ионный хвост, который может простираться на большие расстояния вниз по потоку от ядра кометы.

    Лоренцо Маттейни, физик-солнечник из Имперского колледжа Лондона и руководитель работы, говорит: «Это совершенно уникальное событие и захватывающая возможность для нас изучить состав и структуру хвостов комет в беспрецедентных деталях. Надеюсь, с Паркером Solar Probe и Solar Orbiter теперь вращаются вокруг Солнца ближе, чем когда-либо прежде, и в будущем эти события могут стать гораздо более частыми!»

    Это первое обнаружение хвоста кометы, обнаруженное так близко к Солнцу — далеко внутри орбиты Венеры.Это также один из очень немногих случаев, когда ученым удалось провести прямые измерения фрагментированной кометы.