Кометы

О кометах, «хвостатых звездах», было известно с давних времен. Первые китайские записи о кометах относятся к третьему тысячелетию до н. э. Вдали от Солнца комета выглядит слабым туманным объектом. По мере приближения к Солнцу она становится ярче, увеличивается в размерах, у нее появляется хвост, направленный в противоположную от Солнца сторону. Неожиданное появление яркой кометы, нарушающей небесную гармонию, всегда привлекало внимание людей и внушало им суеверный ужас. Комета считалась предвестницей войн, эпидемий и других несчастий.

За историю человечества уже наблюдалось около 3500 комет. Зарегистрированы в каталогах около 1000 таких малых тел Солнечной системы и определены элементы их орбит. Почти все кометы движутся по вытянутым орбитам с большим эксцентриситетом, близким к единице. Кометы подразделяются на кометы короткопериодические (с периодом обращения меньше 200 лет) и долгопериодические. Первую периодическую комету обнаружил английский астроном Эдмунд Галлей. Он вычислил орбиты 24 ярких комет. Анализируя свой кометный каталог, Галлей заметил сходство элементов орбит комет 1531, 1607 и 1682 годов и предположил, что это последовательное возвращение одной и той же кометы, которая движется по сильно вытянутой эллиптической орбите с периодом почти 76 лет. В полном соответствии с предсказанием Галлея ее обнаружили в 1758 г. За этой кометой закрепилось название «комета Галлея». Она движется по орбите с большей полуосью \(a\) = 17,94 а. е. в направлении, противоположном движению Земли.

В строении кометы выделяются следующие составные элементы: ядро, голова и хвост.

Ядро кометы - это небольшое твердое ледяное тело, включающее тугоплавкие частички и органические соединения. До 80 % ядра кометы состоит из водяного льда, а также из замерзшего углекислого газа, угарного газа, метана, аммиака и вкрапленных в лед металлических частиц. Есть в кометных льдах и более сложные вещества, вплоть до аминокислот. По результатам исследований, выполненных космическими аппаратами, например, ядро кометы Галлея представляет собой монолитное тело неправильной формы размерами 16×8 км, массой 3 · 1014 кг и малой плотностью порядка 600 кг/м3.

При приближении к Солнцу, на расстоянии нескольких а. е., у кометы образуется голова. Она возникает в результате нагрева ядра, испарения и выделения с его поверхности газов и пыли. Видимые поперечники голов комет с приближением к Солнцу достигают размеров 104 - 106 км. Под действием давления солнечного излучения на газы, окружающие голову кометы, образуется хвост. Хвосты ярких комет тянутся на сотни миллионов километров. Например, хвост кометы Хиякутаки тянется примерно на 300 млн км. Плотность частиц в хвостах комет очень низкая, ее можно сравнить с межпланетной средой.

В зависимости от своей формы кометные хвосты подразделяются на несколько типов:

  1. Хвост образуется при ускорении солнечным ветром кометных ионов и направлен в сторону, противоположную Солнцу.
  2. Хвост несколько изогнут, состоит из пылинок, имеющих размер от долей до десятков микрометров.
  3. Хвост, состоящий из более крупной пыли, сильно изогнут под воздействием магнитного поля.
  4. «Антихвост» - выброс из головы кометы направлен прямо к Солнцу.

Каждое возвращение кометы к Солнцу не проходит бесследно. Ядро кометы теряет около \(\frac{1}{1000}\) своей массы. Поэтому, например, время существования кометы Галлея оценивается в 20 тыс. лет. Но кометы могут существовать и меньше времени, так как они подвергаются разрушениям вследствие внутренних напряжений, возникающих из-за нагрева их Солнцем или приливного воздействия Солнца и Юпитера. Погибают кометы также при столкновении с планетами и метеоритными телами. Документально зарегистрировано более 30 комет, распавшихся на отдельные компоненты на глазах наблюдателей. Так, в 1992 г. комета Шумейкеров-Леви сблизилась с Юпитером. В результате мощного гравитационного воздействия она раздробилась на 22 осколка. Спустя два года, обогнув по орбите Юпитер, осколки вошли в атмосферу планеты со скоростью 60 км/с. В результате возникли гигантские вихревые темные образования, сравнимые по размерам с размерами Земли. Существует и вероятность столкновения ядер комет с Землей.

Читать далее