Типи та рух комет

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступ

комета небесний земля орбіта

На нічному небі, серед звичних фігур сузір'їв раптом з'являється яскрава нова зірка, оточена туманною оболонкою і прикрашена довгим сріблястим хвостом. Від ночі до ночі вона повільно рухається, змінює свій зовнішній вигляд. Просяявши, кілька тижнів або днів, слабшає і пропадає серед зірок або зникає в променях Сонця.

Це звичайно не зірка, а яскрава комета. Люди помічали їх з незапам'ятних часів - літописи, історичні хроніки, усні оповіді донесли до нас відомості про їх появу на небі в самих різних країнах світу. Яскраві комети - це рідкісна подія - вони з'являються три-чотири рази на століття.

Стародавні літописці передають лише стан жаху, яке охоплювало наших далеких пращурів перед незрозумілим явищем. Спокійніші і детальні описи комет, навіть деякі вимірювання їх дійшли до нас у записах древніх і середньовічних астрономів. Але там немає ніяких пояснень природи цього явища. Передбачалося, що комети з'являлися неспроста, вони передували різним небезпеки, які нападали на людей: війнам, голоду, повеней, посухи тощо. П. Оскільки в людській історії такі випробування не були рідкістю, то найчастіше, дійсно на рік, коли з'являлася яка - небудь комета, відбувалися пам'ятні події. Це ще більше зміцнювало в людях переконання, що комети проходять досить близько від місця лиха.

Сучасні астрономи і навіть любителі астрономії, що займаються дослідженням цих небесних тіл, можуть розповісти про природу й поведінці комет вже досить багато: звідки з'являються комети, чим пояснюється їх незвичайний вигляд і навіть передбачать, коли і де можна буде спостерігати яку-небудь з них.

1. Ядро і хвіст комети

На відміну від мерехтливих зірок і чітко окреслених планет комета виглядає як туманне світиться цятка. Це плямочка називають головою комети. Якщо комети дуже яскраві і їх без зусиль можна спостерігати неозброєним оком, то вони завжди мають світяться довгі хвости. Саме тому їх назвали «комети», що в перекладі з грецької мови означає «хвостаті зірки».

Як виглядають слабкі комети, ледь помітні оком або практично невидимі, можна встановити, аналізуючи їх фотографії, отримані за допомогою великих телескопів. Ці комети також мають ледь помітні короткі хвостики. Однак все комети, і яскраві, і слабкі, коли йдуть дуже далеко від Сонця, виглядають як ледь помітні туманні цятки з розмитими краями. Хвости на таких величезних відстанях не вдається розрізнити навіть на фотографіях.

Голова або, як ще називають, кома - найяскравіша частина комети. Усередині її передбачається тверде ядро.

«Основа» будь комети - її ядро - величезний кому космічного пилу, каменів, замерзлих газів і складних хімічних сполук, дуже міцно спаяних космічним холодом. Його розміри за космічними масштабами просто мізерні - кілометри або десятки кілометрів. Маси комет невеликі: вони не перевищують однієї мільйонної частки маси Землі.

Передбачається, що на великих відстанях від Сонця, комети являють собою голі ядра, тобто брили твердого речовини, що складається з звичайного водяного льоду і льоду з метану й аміаку. В лід вморожени кам'яні та металеві порошинки і піщинки. При наближенні до Сонця цей дуже брудний лід починає випаровуватися, створюючи навколо ядра величезну газопилового оболонку. Під дією тиску сонячного світла частина газів оболонки відштовхується в сторону, протилежну Сонцю, утворюючи хвіст. У деяких комет ці процеси протікають настільки інтенсивно, що оболонка і хвіст досягають жахливих розмірів. Так, наприклад, діаметр оболонки понад гігантської комети Холмса в 1882 році дорівнював 1,5 мільйона кілометрів, а довжина її хвоста сягала 300 мільйонів кілометрів!

Щільність і коми, і особливо хвоста, надзвичайно мала. Хвіст у комети буває прямий або вигнутий і направлений від ядра в сторону, протилежну Сонцю. Тому коли комета з міжпланетного простору наближається до нашого світила, то рухається вона головою вперед, як кожне створіння має голову і хвіст. А от коли, обігнувши Сонце, комета віддаляється від нього, то хвіст рухається попереду голови. Голова і хвіст комети світяться: пилові частинки просто відбивають світло Сонця, а атоми молекул і газів переизлучают поглинені ними кванти сонячного світла. Кометної ядро «перетворюється» на доступну для спостережень комету.

Форма і протяжність хвостів різні. У комети 1843 хвіст мав довжину не менше 300 млн. Км. (діаметр голови її становив 1,5 млн. км., т.е. дещо перевищував діаметр Сонця). У великої комети 1744 було шість яскравих хвостів. Неодноразово спостерігалися комети, у яких хвіст навіть не розвинувся з наближенням їх до Сонця. Наприклад, «безхвостий» була досить дивна комета, відкрита в 1881 році англійським астрономом Деннинг. Вона виглядала як дископодібне плямочка з світяться точками в центрі. Наблизившись до Юпітера на 24 млн., До Марса на 9 млн., І до Землі на 6 млн. Км., Комета підійшла на 3 млн. Км. до орбіти Венери, а потім повернула назад, йдучи до кордонів Сонячної системи. Комета 1807 мала два хвости: один вузький і прямий, спрямований у протилежний бік від Сонця, а другий - дедалі ширший віялоподібний і вигнутий в початковій частині.

Класифікацію кометних хвостів запропонував у XIX в. чудовий російський астроном Ф.А. Бредихин. Хвости I типу - прямі, спрямовані від Сонця. За сучасними уявленнями вони утворені іонізованими молекулами кометної атмосфери, які сонячним вітром несуться геть від ядра. Хвости II типу зігнуті і по відношенню до орбіти комети відхиляються назад. Утворюються вони безперервно стікаючи з ядра частинками пилу. Хвости III типу - короткі, майже прямі, помітно відхиляються від лінії «Сонце - ядро комети». Такі хвости утворюються при одноразових «виверженнях» з ядра цілого хмари порошинок різних розмірів, розтягуються тому в смужку під дією світлового тиску.

Іноді в хвостах I типу спостерігаються «хмарні освіти» блакитного кольору, що залишають ядро комети зі швидкістю близько 200 км / с. Бувають «аномальні хвости», спрямовані в бік Сонця. Особливо цікава в цьому відношенні неперіодична комета Оренда - Ролана 1957: після проходження через перигелій у неї з'явився вузький і довгий «аномальний хвіст» діаметром близько 13 тис. Км. і довжиною в мільйони кілометрів. З нього виходило радіовипромінювання на хвилі близько 11 м., Центр якого знаходився в декількох мільйонах кілометрів від ядра комети. Коли по видаленні від Сонця хвости стали зменшуватися, джерело радіовипромінювання «зійшов» з кометної орбіти і став рухатися радіально від Сонця. Цей що викликав великі суперечки «антихвостом» або «викид до Сонця», комети Оренда - Ролана був пояснений як видимий із ребра широкий віяло пилових частинок, стікали з голови комети.

Інтерес вчених до комет пов'язаний головним чином з бажанням вивчити їх склад. Багато хто вважає, що це - своєрідний «будівельне сміття», що залишився після утворення планет Сонячної системи з початкового газо-пилової хмари.

Спостереження комет може дати уявлення про первинну матерії, з якої сформувалися їх тіла, причому ця матерія дійшла до нас в «законсервованому» вигляді, зберігається без змін, можливо, близько 10 мілліардров років! Завдяки космічному експерименту вчені вперше побачили кометної ядро, яке виявилося дуже схожим на супутники Марса Фобос і Деймос, а також на малі супутники Сатурна і Урана. А це свідчить про те, що на зорі формування Сонячної системи кометні ядра могли утворюватися в порівняльній близькості від Сонця приблизно в районі між орбітами планет-гігантів Юпітера і Нептуна. Надалі ядра майбутніх комет могли бути викинуті гравітаційним полем планет на околиці Сонячної системи.

Радянська астрофізична станція «Астрон» вела космічні спостереження комети Галлея (комета названа по імені англійського астронома, дипломата і перекладача Едмунда Галлея) майже вісім місяців з грудня 1985 року по липень 1986 року. Був досліджений газовий склад голови комети, сфотографовано кілька спектрів, була отримана відповідь на питання, як швидко втрачає свою масу кометної ядро ??в залежності від відстані до Сонця. Виявилося, що кожен раз, коли комета зближується з Сонцем (через кожні 75 років), ядро комети втрачає 370 мільйонів тонн своєї маси. Це не так вже й багато, якщо врахувати, що за сучасними оцінками маса ядра комети Галлея становить приблизно 10 мільярдів тонн.

Однак через кілька десятків зближень комети з Сонцем її ядро повністю втратить запас льоду і перетвориться на «висохлу комету», схожу на астероїд. Тоді ядро вже не матиме світиться голови і хвоста, а буде виглядати як дуже слабенька зірочка, знайти яку на небі можна буде в дуже потужний телескоп.

Комету Веста відкрили в 1975 році, коли вона була надзвичайно слабка і абсолютно не уявляла інтересу для астрономів-любителів. Її просто не було видно. А коли до березня наступного вона «розгорілася» майже до яскравості Венери, з'ясувалося, що всюдисущі засоби масової інформації просто «прохлопали» такий ласий шматочок.

Головними винуватцями виявилися, звичайно, астрономи, що не дали своєчасно «їжі для пера» журналістам, який вміє оповістити світ про дійсних і мнимих чудесах.

Якщо тріумф комети Веста пройшов так сказати в тіні громадської думки, то однією з її попередниць дісталися і вогонь, і вода, і мідні труби, правда, в зворотному порядку.

Йдеться про комету Когоутека (1973 рік). Передбачалося, що при підході до Сонця вона по яскравості конкуруватиме з кометою Галлея зразка 1910 року. Широка реклама, що передувала появі комети, дала імпульс до пожвавлення аматорських спостережень в багатьох країнах.

Але головним було припущення, що комета Когоутека повинна зіткнутися з Сонцем, На жаль, багато чого з того, що очікувалося, не підтвердилося в дійсності. Зіткнення не відбулося, хоча комета зблизилася з Сонцем на дуже небезпечне для себе відстань, та й прогнози про яскравість виявилися занадто оптимістичними. Серед астрономів-аматорів і просто людей, збуджених розмовами про комету Когоутека, спостерігалося цілковите розчарування.

Однак з точки зору професійних астрономів комета дала неоціненні відомості. Це відбулося, насамперед, завдяки тому, що вперше комету досліджували не тільки за допомогою наземних засобів, але і з залученням космічних методів. Була відкрита величезна зовнішня оболонка комети, що складається з нейтрального водню, розміри якої перевищували діаметр Сонця! Важко собі уявити, що крихітне кометної ядро здатне сформувати таку величезну атмосферу, проте абсолютно невидиму з поверхні Землі. Поперечники кометних ядер не перевищують десятка кілометрів, а поперечник Сонця становить 1400 000 кілометрів!

Розташування комети Когоутека в просторі було таке, що видна вона була лише поблизу горизонту, та й то дуже швидко ховалася з поля зору. Вирішено було спостерігати її по ланцюжку: кожна більш західна обсерваторія вела спостереження слідом за своєю східною сусідкою. Абсолютно ясно, що такий ланцюжок була б неповною, тому програма носила міжнародний характер. У підсумку результати послідовних одиничнихспостережень були змонтовані в одну кінострічку, перегляд якої виявив динамічну картину «взаємин» голови і хвоста комети.

2. Походження комет

За найближче минуле людства було відкрито багато комет. Кожна з них має свої особливості. На перших порах серйозного вивчення комет нікому не приходила в голову думка, що вони належать Сонячній системі.

Раніше передбачалося, що таємничі небесні Мандрівниця приходять до нас з далеких невідомих глибин міжзоряного простору, здійснюючи дивовижне «паломництво». Вони підходять до Сонця на відстань у кілька десятків або сотень мільйонів кілометрів, «вітають» його і потім пускаються в зворотний шлях. При цьому, чим далі комети уникали Сонця, тим сильніше слабшав їх блиск, поки зовсім не пропадав. Так закінчувався кожен вояж.

Куди прямували таємничі візитери: чи шукати інші сонця, або поверталися в якийсь давно обжитий «будинок», прихований від нашого погляду далекими кілометрами космічних відстаней? Довгий час це залишалося загадкою. Більшість астрономів припускали, що кожна комета приходить до Сонця лише один раз і потім назавжди залишає його околиці.

Однак ця думка утвердилася НЕ сазу. Ще Аристотель - могутній авторитет серед наукового світу, замислюючись про природу комет, висунув гіпотезу, що комети мають земне походження. Вони, нібито, породжуються в атмосфері Землі, «висять» на порівняно невеликій висоті, повільно пропливаючи по небу.

Дивно, що точка зору Арістотеля панувала близько двох тисячоліть, і ніякі спроби похитнути її не давали позитивного результату. Хоча деякі вчені схильні були думати, що комети все-таки приходять з якихось далеких, невідомих нам глибин космічного простору. Тільки в кінці XVI століття ідея Аристотеля була спростована.

Наприкінці XVI століття астрономи спостерігали яскраву комету з двох спостережних пунктів, дуже віддалених один від одного. Якби комета перебувала в атмосфері, тобто недалеко від спостерігачів, то мав би спостерігатися паралакс: з одного пункту комета повинна бути видна на тлі одних зірок, а з іншого - на тлі інших. Проте спостереження показали, що ніякого параллакса не було, і, значить, комета була набагато далі, ніж Місяць. Земна природа комет була спростована, що зробило їх ще більш таємничими. Одна таємниця змінилася іншою, ще більш привабливою і недоступною.

У багатьох астрономів склалася думка, що комети приходять до нас з міжзоряних глибин, тобто не є членами Сонячної системи. У якийсь момент навіть передбачалося, що комети приходять до Сонця по прямолінійним траєкторіям і за такими ж прямолінійним траєкторіях йдуть від нього.

Важко сказати, скільки часу тривало б таке положення, коли б не одна найважливіша подія в історії людства.

Геніальний натураліст, великий фізик і математик Ісаак Ньютон завершив видатний науковий працю, пов'язану з аналізом руху планет навколо Сонця, і сформулював закон всесвітнього тяжіння: сила взаємного тяжіння між двома тілами прямо пропорційна добутку їх мас і обернено пропорційна квадрату між ними.

Згідно з цим законом природи всі планети рухаються навколо Сонця не довільним чином, а строго по певних орбітах. Орбіти ці являють собою замкнуті лінії.

Галлей звернувся до Ньютона з пропозицією розглянути, як повинні рухатися комети відповідно до законів всесвітнього тяжіння.

Навіть зараз обробка даних, отриманих в результаті космічного експерименту і наземних спостережень, триває.

Комети, які нам вдається спостерігати, приходять до нас з далеких околиць Сонячної системи. За сьогоднішніми уявленнями більше 100 мільярдів кометних ядер населяють ці околиці, які відстоять від Землі в 10 тисяч разів далі, ніж Сонце.

Є припущення, що кометні ядра утворилися в один час з усією Сонячною системою і тому можуть являти собою зразки того первинної речовини, з якого згодом утворилися планети і їх супутники. Свої первозданні властивості ядра могли зберегти завдяки своєму «постійному місця» далеко від Сонця і великих планет, що роблять величезний вплив на найближче оточення.

Гіпотези Захоплення комет з міжзоряного простору і їх вулканічного походження вельми немирно співіснували поруч, не бажаючи поступитися один одному пальму першості. Однак в 1950 році вони були сильно потіснені одній старій ідеєю в новому оформленні.

Ще в 1932 році один з видатних астрономів, Ернст Епік, висловив ідею про можливу концентрації великої кількості хмар кометних і метеоритних тіл, «підкоряються» Сонцю, незважаючи на те, що розміщувалися вони на відстані чотирьох світлових днів від нього.

У 1950 році голландський астроном Ян Оорт, досліджуючи ряд долгоперіодіческіх комет, виявив, що їх афелії (найбільш віддалені від Сонця точки орбіт) концентруються поблизу кордону Сонячної системи. Можна було б порахувати цей результат малопримітним, тим більше, що кількість комет було зовсім невеликим - 19. Однак Оорт побачив за цим явище великого масштабу. Він відродив до життя ідею Епіка про сховище кометних ядер на «задвірках» Сонячної системи. З його досліджень випливало, що зона, окупована кометами, простирається в поясі від 30 до 100 тис. А. о. від Сонця.

Сам Оорт вважав на перших порах, що комети утворилися в процесі вибуху Фаетона.

Література

1. Гетман В.С. Внуки солнца: Астероиды, кометы, метеоритные тела. - М.: Наука, 1989.

2. Емельяненко В.В. Движение почти параболических комет под воздействием малых кометных возмущений // Письма в Астрономический журнал. - 1990. Т.16, №8.

3. Каймаков Е.А. и др. Кометы на Земле. - Л.: «Знание» РСФСР, 1986.

4. Ковшун И.Н. И отторгались звезды от неба и падали на землю… - Киев: Наука, 1990.

5. Кометы и происхождение жизни: сб. статей под ред. С. Понпамперумы; Пер.с англ. Д.Б. Кирпонина, В.В. Рябина - М.: Мир, 1984.

6. Марочник Л.С. Свидание с кометой. - М.: Наука, 1985.

7. Мороз О.П. Свидание с кометой. - М.: Сов. Россия, 1983.

8. Наука и жизнь. - М.: «Пресса», №9, 1992.

9. Воронцов-Вельяминов Б.А. Очерки о вселенной. - М.:» Наука», 1980

Размещено на Allbest.ru