Солнечный фотон с ультрафиолетовым излучением попадает на молекулу воды в коме и ионизирует ее, выбрасывая высокоэнергетический электрон. Затем он приземляется на другую молекулу воды в коме и расщепляет ее на два атома водорода и один атом кислорода, активируя их.
Кома кометы
Кома кометы — это облако пыли и газа, окружающее ядро кометы. Изучите описание структуры кометы на фотографии, состав и химические элементы комы, размер, исследования и наблюдения.
Кома — это туманная оболочка вокруг ядра кометы, которая образуется, когда небесное тело приближается к Солнцу по высокоэллиптической орбите. При нагревании некоторые детали начинают выходить из строя. Из-за этого гребень кометы выглядит «размытым» и отличается от звезд. Слово «кома» происходит от греческого слова «волос».
Кометы в Солнечной системе состоят из льда и пыли. Около 90% всего летучего вещества, которое выделяется из ядра кометы, когда комета приближается к Солнцу на расстояние от 3 до 4 км/ч, составляет вода. H2O распадается путем фотодиссоциации и фотоионизации. Более крупные частицы движутся по своим орбитам, а более мелкие отталкиваются от Солнца под действием давления в хвосте.
11 августа 2014 года исследователи использовали ALMA для первого изучения HCN, HNC, H2CO и пыль внутри комет C/2012 F6 и C/2012 S1. Спектрограф Rosetta обнаружил на 67P/Чурюмова-Герасименко электроны, образовавшиеся в результате фотоионизации водных молекул.
Размер комы кометы
Обычно кома растет по мере приближения кометы к Солнцу. Она может достигать диаметра Юпитера, но имеет низкую плотность. После месячной вспышки в 2007 году комета 17P/Холмс ненадолго обрела слабую пылевую атмосферу, превышающую атмосферу Солнца. Однако размер кометы может уменьшиться, когда объект будет проходить через орбиту Марса (1,5 а.е.). На этом расстоянии солнечный ветер становится достаточно сильным, чтобы выбросить газ и пыль из комы и увеличить хвост.
Рентгеновские лучи и кома кометы
Храм 1 на рентгеновском экране Чандры
В 1996 году было замечено, что кометы производят рентгеновское излучение. Это было удивительно, так как обычно это происходит при очень высоких температурах. Считается, что рентгеновское излучение образуется между кометой и звездным ветром: заряженные ионы проникают в атмосферный слой кометы, сталкиваются с атомами и кометой и выбрасывают электроны.
Раньше кометы считались плохим предзнаменованием, предсказывая войны и всевозможные бедствия, но благодаря астрономам человечество сегодня отказалось от этого предрассудка. Однако ученые еще не все знают об этих космических телах.
Почему кометы называются кометами?
Из-за своей внешней формы и хвоста кометы получили свое название, ведь «comet, komḗtēs» с древнегреческого переводится как «uraeus», «волосатый», «волосатый».
Интересный факт: Хвост кометы всегда направлен в одну сторону. Воображение может нарисовать эти тела так, чтобы их хвосты были направлены в противоположную сторону движения. Но в действительности он всегда направлен в сторону от Солнца.
Ученые считают, что в Солнечной системе циркулирует множество комет. По данным официального сайта НАСА, на сегодняшний день астрономы зафиксировали 3595 комет.
История изучения комет
В древние времена люди, приписывающие каждому явлению мифологический и божественный характер, были не чужды странных ярких полос на небе, которые иногда проскальзывали в ночи. Некоторые называли их духами умерших.
Но время шло, и научная мысль развивалась дальше. Аристотель был первым, кто утверждал, что кометы — это светящиеся газы. За ним последовал Сенека, который предположил, что эти загадочные небесные объекты имеют свои собственные орбиты.
Кометы находятся на орбите, поэтому они постоянно возвращаются в поле зрения астрономов. Существовали теории вытянутых эллиптических орбит, но они не были общепризнанными и получили признание лишь в XVIII в. Первая такая гипотеза была выдвинута в 1681 г. немецким ученым Георгом Дерфелем. Исаак Ньютон, спустя всего 6 лет после публикации работы своего предшественника, попытался объяснить ее, представив миру разумные законы гравитации. Ньютон также отметил, что кометы — это скалистые объекты, содержащие лед, который испаряется при приближении к Солнцу, образуя хвост.
Эдмунд Галлей
В 1705 году Эдмунд Галлей изучил все зарегистрированные наблюдения комет и попытался определить параметры их орбит с помощью ньютоновской физики. Это привело его к теории, что кометы 1531, 1607 и 1682 годов были одним и тем же объектом, который появится вновь через 75 лет после своего последнего появления. Галлей первым успешно предсказал возвращение кометы — она появилась точно в соответствии с его расчетами в 1759 году, откуда и получила свое название — комета Галлея.
Комета Галлея — орбита
Связь между метеорными потоками и кометами была доказана в конце XIX века, когда итальянский астроном Джованни Скиапарелли сформулировал свою гипотезу о метеорном потоке Персеиды, который виден невооруженным глазом каждый август. Его систематическое появление вызвано прохождением Земли через облако обломков, оставшихся после кометы Свифта-Туттля. Эта теория привела научный мир к выводу, что кометы имеют твердую поверхность, покрытую слоем льда.
В 1950-х годах американский астроном Фред Лоуренс Уиппл предположил, что кометы на самом деле состоят больше изо льда, чем из камня, и содержат ледяную воду, углекислый газ и аммиак. Теория Уиппла была подтверждена наблюдениями с космических аппаратов, запущенных во второй половине века.
Интересный факт: В течение многих лет кометы интерпретировались как знаки надвигающейся гибели или как талисманы удачи. Римский император Нерон верил, что комета предсказала его убийство, и поэтому убил всех своих живых преемников. Папа Калликст III пытался отлучить комету Галлея от церкви, считая ее устройством дьявола. Вильгельм Завоеватель счел комету хорошим предзнаменованием перед своим вторжением в Англию в 1066 году.
Строение и состав комет
Структура и состав комет
Сегодня мы знаем, что ядра комет состоят в основном изо льда, который испаряется по мере приближения кометы к Солнцу. Это создает атмосферу светящегося пара, состоящую из заряженных частиц, называемых ионами, и частиц пыли, которые могут быть силикатами, углеводородами и льдом. Такая атмосфера называется комой. Длина ядер наблюдаемых комет варьируется от нескольких десятков метров до примерно 60 километров. Кома образует вокруг ядра оболочку, ширина которой может достигать миллионов километров, и окружена еще большей оболочкой из водорода.
От астероидов их отличает состав и размер. Астероиды состоят из твердых тел, таких как металлы и силикаты, а кометы — в основном из газов и небольшого количества пыли. Размер астероидов может составлять сотни километров, в то время как для комет этот параметр не превышает нескольких десятков, а астероиды не имеют хвостов.
Орбиты и семейства
Астероиды также не имеют хвостов. Астероиды вращаются вокруг Солнца по чрезвычайно вытянутым, эллиптическим орбитам. Эти орбиты нельзя считать идеальными, поскольку на них влияет гравитационное притяжение планет, которые проходят мимо них.
Существуют две категории комет, основанные на периодичности их орбит вокруг нашей звезды: короткоживущие и долгоживущие кометы. К первой категории относятся объекты с периодичностью менее 200 лет, а ко второй — объекты, вращающиеся по орбите в течение более длительных периодов времени. Известно около 700 долгопериодических комет. Из них 30 имеют настолько короткие перигелийные расстояния, что их называют «царапинами» на Солнце. Около одной шестой части обнаруженных объектов считаются новыми, поскольку они появлялись только один раз. По отношению к плоскости эклиптики орбиты комет имеют произвольное наклонение. Существует более 200 короткопериодических комет. Их орбиты проходят близко к плоскости эклиптики, а сами они принадлежат к разным семействам кометных планет.
- Семья Юпитера. Это самое большое семейство, включающее около 150 комет. Их периодичность колеблется от 3,3 до 20 лет. Наиболее часто наблюдаемые кометы — Энке, Фаджа, Темпель 2, Понса-Виннеке.
- Семейство Сатурна. Это сообщество гораздо более умеренное. Это почти 20 комет, включая Таттла, Ван Бисбрюка, Неймин-1, Гейла. Их орбитальный период составляет от 10 до 20 лет.
- Семейство Урана. Орбитальные периоды членов этого семейства составляют от 28 до 40 лет. Их несколько, и самые важные из них — Кроммелин и Темпл-Таттл.
- Семья Нептуна. Представители этого семейства имеют наибольшую периодичность, значения которой варьируются от 58 до 120 лет. Их около десятка, но выделяются следующие кометы: Комета Галлея, Понсе-Брукс, Ольбертс.
Считается, что короткопериодические кометы когда-то имели большой период, но планеты-гиганты оказывали на них гравитационное влияние. Это привело к изменению их орбит и слиянию с орбитами некоторых планет.
Наиболее известные кометы
- Комета Галлея. Она наблюдается уже 2200 лет. Его размеры и активность превышают аналогичные параметры других периодических комет.
- Комета Хейл-Бопп. Один из самых ярких, диаметр которого составляет 90 км. Он вращается вокруг Солнца в течение 2380 лет.
- Комета Шумейкер-Леви. Столкнувшись с поверхностью Юпитера, он смог создать великолепное зрелище.
- Комета Биела. Перед тем как исчезнуть, он разделился на две части, каждая из которых пролетела на расстоянии 2 миллионов километров друг от друга по одной орбите. Он связан с метеорным потоком, который происходит в ноябре и зарождается в созвездии Андромеды.
Многие аппараты сближались с кометами и проходили через их хвосты. Самое удивительное событие произошло 12 ноября 2014 года, когда модуль Philae отделился от космического аппарата Rosetta и пристыковался к комете Чурюмова-Герасименко.
История изучения
С древних времен кометы считались предвестниками гибели, а древние греки изображали небесных гостей в виде отрубленных голов с развевающимися волосами.
Он сделал это в 1577 году, а Эдмунд Галлей убедительно доказал, что комета, приближавшаяся к Земле в 1682 году, двигалась по эллиптической орбите. Галлей зафиксировал появление 24 комет в течение 300 лет. Он также обнаружил, что три кометы — 1531, 1607 и 1682 годов — были одним и тем же объектом с периодичностью 75,5 лет. Следующий визит космического гостя был предсказан в 1758 году. Это произошло в 1759 году и одновременно подтвердило закон всемирного тяготения, который лег в основу расчета параметров орбит.
Семейство Крейца является самым крупным и включает в себя более 80% всех комет, обращающихся вокруг Солнца. Считается, что его члены являются частями большой кометы, распавшейся несколько веков назад. Существует два типа комет, в зависимости от количества прохождений перигелия:
