Что такое комета? — Хочу знать!

Содержание

Что такое кометы?

Кометы это большие космические объекты состоящие из замороженных газов, камней и пыли, которые вместе с остальными небесными телами Солнечной системы вращаются вокруг звезды. Они образовались после сложных процессов, во время которых зарождались планеты и Солнце. В своем изначальном состоянии кометы довольно крупны и могут быть размером с целые города. Но в процессе их жизненного цикла, когда они находятся на орбите Солнца, кометы постепенно нагреваются по мере приближения к источнику тепла, теряя тем самым свою массу.

Солнце мало того, что нагревает их, оно еще и притягивает частицы, из-за чего и появляются огромные хвосты, простирающиеся на многие миллионы километров, озаряя темноту космоса. То, что удерживает комету в движении и направляет ее путь, это гравитация со всех планет и звезд, вблизи которых она проходит. Когда комета приближается к Солнцу, она движется все быстрее и быстрее, потому что чем ближе объект к источнику гравитации, тем сильнее она на него действует. Хвост кометы не только будет быстрее двигаться, но еще становиться длиннее, так как большее количество веществ будет испаряться.

Почему кометы называются кометами?

Благодаря своему внешнему виду и хвосту, кометы и получили свое название, ведь “κομήτης, komḗtēs” с древнего греческого переводится “хвостатый”,“волосатый”,“косматый”.

Интересный факт: хвост кометы всегда будет направлен в одну сторону. Воображение может рисовать эти тела с хвостами, направленными в противоположную движению сторону. Но на самом деле он будет всегда будет направлен от Солнца.

Ученые считают, что в Солнечной системе циркулируют очень много комет. На сегодняшний день, согласно официальному сайту НАСА, астрономами зарегистрировано 3595 комет.

История изучения комет

В древности люди, привыкшие любым явлениями придавать мифологический и божественный характер не прошли стороной и странные светящиеся полосы в небе, иногда проскальзывающие в ночи. Некоторые называли их душами умерших.

Но время шло и ученая мысль развивалась. Первым, кто заявил, что кометы это светящийся газ, был Аристотель. За ним уже Сенека предположил, что эти загадочные небесные объекты имеют свои орбиты.

Кометы движутся по орбите, поэтому возвращаются вновь и вновь в поле зрения астрономов. Выдвигались теории о вытянутых эллиптических орбитах, но эти теории не находили всеобщего признания и подтверждения вплоть до 18 века. Первая же такая гипотеза была выдвинута немецким ученым Георгом Дерффелем в 1681 году. Исаак Ньютон же спустя всего 6 лет после публикации работы своего предшественника, попробовал объяснить ее, представив всему миру свои гениальные законы гравитации. Ньютон также заявил, что кометы представляют из себя каменистые объекты, содержащие лед, испаряющийся по мере приближения к Солнцу, создавая тем самым хвост.

Эдмунд Галлей

В 1705 году Эдмунд Галлей изучил все задокументированные появления комет и попытался определить параметры их орбит, используя ньютоновскую физику. Это привело его к теории о том, что кометы 1531, 1607 и 1682 годов были фактически одним и тем же объектом, который появится через 75 лет после его последнего появления. Галлей стал первым человеком, который смог успешно предсказать возвращение кометы — она появилась, точно согласно его вычислениям, в 1759 году. Тогда же она и получила название — комета Галлея.

Комета Галлея – траектория

Связь же между метеоритными дождями и кометами была доказана в конце 19-го века, когда итальянский астроном Джованни Скиапарелли выдвинул свою гипотезу относительно метеоритного потока Персеид, заметного невооруженным глазом каждый август. Его систематическое появление вызвано тем, что Земля проходит через облако обломков, которые оставила после себя комета Свифта-Таттла. Эта теория позволила ученому миру заключить, что кометы имеют твердую поверхность, которая покрыта слоем льда.

В 1950-х американский астроном Фред Лоуренс Уиппл предположил, что кометы на самом деле состоят из большего количества льда, чем камня, и содержат замороженную воду, углекислый газ и аммиак. Теория Уиппла была подтверждена наблюдениями космических аппаратов, запущенных во второй половине века.

Интересный факт: на протяжении многих лет кометы интерпретировались как признаки надвигающейся гибели или предвестники удачи. Римский император Нерон думал, что комета предвещает его убийство, и поэтому он убил всех своих живых преемников. Папа Калликст III фактически пытался отлучить от церкви комету Галлея, полагая, что это агент дьявола. Уильям Завоеватель считал комету хорошим предзнаменованием перед его вторжением в Англию в 1066 году.

Строение и состав комет

Теперь мы знаем, что ядра комет в основном состоят из льда, который испаряется, когда комета близка к Солнцу. Это создает яркую атмосферу из пара, состоящую из заряженных частиц, называемых ионами и пылевыми частицами, которые могут состоять из силикатов, углеводородов и льда. Эта атмосфера получила название кома. Ядра наблюдаемых комет имеют длину от десятков метров до около 60 км. Кома создает оболочку вокруг ядра, которая может иметь ширину в миллионы километров, и окружена еще большей оболочкой, состоящей из водорода.

Направление хвоста комет

Пыль и пар создают два отдельных хвоста, но направлены они обычно примерно в одну сторону. Оба хвоста всегда направлены в сторону от Солнца, но заряженные частицы сильнее реагируют на магнитное поле и солнечный ветер, что делает его направленным точно в обратную сторону от звезды. Частицы пыли меньше подвержены подобному влиянию, поэтому направление пылевого хвоста искривляется в зависимости от орбиты кометы.

Интересный факт: в 2009 году космический зонд НАСА взял образец из кометы Вильда-2 и ученые обнаружили, что он содержит аминокислоту глицин — важнейший элемент для зарождения жизни. Недавнее исследование показало, что на Землю могла упасть комета, принеся до 9 триллионов органических материалов, обеспечив тем самым необходимую энергию и материалы для синтеза более серьезных молекул, впоследствии создавшие жизнь.

Чем отличаются кометы друг от друга?

Кометы отличаются друг от друга в первую очередь массой и размерами. Они могут сильно варьироваться в своих размерах, но кометы все равно остаются малыми небесными телами, учитывая размеры других космических объектов. Но если у вас был любительский телескоп и вы наблюдали за кометами в ночном небе, то могли заметить, что они также отличаются яркостью свечения и формой. Эти параметры в первую очередь зависят от химического состава кометы.

Происхождение комет

Происхождение комет можно определить по их орбитальным параметрам. Считается, что кометы, которые вращаются вокруг Солнца менее чем на 200 лет, происходят из пояса Койпера. Пояс Койпера находится за пределами орбиты Нептуна и был выдвинут гипотезой голландско-американского астронома Джерарда Койпера в 1951 году. В настоящее время считается, что пояс содержит около 1000 миллиардов комет.

Пояс Койпера и облако Оорта

Считается, что кометы с периодами более 200 лет происходят из Облака Оорта. Облако Оорта — это сферическое облако, которое вращается вокруг Солнца на расстоянии более 1,5 световых лет от края пояса Койпера. Это треть расстояния до ближайшей ближайшей звезды Проксима Центавра.

Эстонский астроном Эрнст Эпик впервые предположил, что кометы с длительными периодами вращения могут зарождаться из Облака Оорта в 1932 году, и эта идея продолжила свое развитие в трудах Яна Оорта в 1950 году. Считается, что Облако Оорта содержит сотни миллиардов комет, а некоторые из них могут иметь такое количество льда, которое превышает массу всей воды на Земле в несколько раз.

Чем кометы отличаются от астероидов и метеоритов?

Отличие кометы от метеорита и астероида

Метеоры связаны с яркими вспышками в небе, которые часто называются “падающими звездами”. Метеороиды — это объекты в космосе, размеры которых варьируются от зерен пыли до мелких астероидов. По сути это просто камни, летающие по космосу. Когда метеороиды попадают в атмосферу Земли (или другой планеты, например, Марса) на высокой скорости и сгорают, огненные шары или “падающие звезды” называются метеорами. Когда метеороид переживает путешествие через атмосферу и падает на землю, его называют метеоритом. Все это зависит от размера космического тела.

Астероид, иногда называющиеся малыми планетами, являются каменными крупными осколками без атмосферы, которые остались после первых ступеней формирования нашей Солнечной системы около 4,6 миллиардов лет назад. Большая часть находится между Марсом и Юпитером. Размеры астероидов сильно варьируются — они могут достигать в диаметре 530 километров или же быть совсем маленькими и достигать всего 10 метров. Главным отличием астероида и кометы является их химический состав.

Интересный факт: общая масса всех астероидов в Солнечной системе меньше массы Луны.

Как кометы получают свое название?

История наблюдения комет насчитывает более 2000 лет, в течение которых использовалась несколько схем присвоения имен каждой из комет. На сегодняшний день некоторые из комет могут иметь более одного имени.

Самая первая система характеризовалась тем, что кометы получали имя в честь года их обнаружения (например, Великая комета 1680 года). Позже появилось соглашение астрономов о том, что в названиях комет будут использоваться имена людей, связанных с открытием (например, комета Хейла-Боппа) или первого подробного исследования (например, комета Галлея).

Комета C/1995 O1 (Хейла — Боппа)

С 20-го века технологии постоянно развивались и количество открытий росло с каждым годом, поэтому возникла необходимость создания более универсальной системы с использованием специальных чисел.

Изначально кометам присваивались коды в том порядке, в котором кометы проходили перигелий (например, комета 1970 II). Но и эта система не смогла просуществовать долго, потому что и она не могла справиться с числом ежегодных открытий. Так с 1994 года появилась новая система — присваивается код на основе типа орбиты и даты обнаружения (например, C / 2012 S1):

P / обозначает периодическую комету, определенную для этих целей как любая комета с орбитальным периодом менее 200 лет или подтвержденными наблюдениями при более чем одном проходе перигелия;
C / обозначает непериодическую комету, то есть любую комету, которая не является периодической в соответствии с предыдущим пунктом;
X / указывает на комету, для которой невозможно рассчитать орбиту (обычно кометы их исторических наблюдений);
D / указывает на периодическую комету, которая исчезла, разбилась или была потеряна. Примеры включают Комету Лекселла (D / 1770 L1) и Комету Шумейкер-Леви 9 (D / 1993 F2);
A / указывает на объект, который был ошибочно идентифицирован как комета, но на самом деле является малой планетой. Но в течение многих лет это название не использовалось, но в 2017 году ее применили для Оумуамуа (A / 2017 U1), а затем ко всем астероидам на орбитах похожих на кометы;
I / обозначает межзвездный объект. Это обозначение появились совсем недавно, в 2017 году, чтобы дать Оумуамуа (1I / 2017 U1) наиболее правильный и точный статус. По состоянию на 2019 год единственным другим объектом с этой классификацией является комета Борисова (2I / 2019 Q4).

1I/Оумуамуa — первый обнаруженный межзвёздный объект, пролетающий через Солнечную систему (в представлении художника)

Представляют ли кометы угрозу Земле?

С момента своего образования более 4,5 миллиардов лет назад Земля много раз подвергалась столкновением с астероидами и кометами, когда последних их орбита заносила во внутренние рубежи Солнечной системы и проходит в непосредственной близости от Земли. Такие объекты в своей совокупности получили название “околоземные объекты”.

В зависимости от размера воздействующего объекта, такое столкновение может нанести огромный ущерб в локальном и глобальном масштабах. И это неоспоримый факт, что в какой-то момент Земля вновь столкнется с другим небесным телом. Существуют убедительные научные доказательства того, что космические столкновения сыграли главную роль в массовом вымирании, зафиксированное в окаменелостях по всему свету.

Комета и Земля

Околоземные объекты имеют орбиты, которые совпадают по направлению с Землей, поэтому столкновение с ними не столь разрушительно, так как скорость удара сильно уменьшается. Но вот кометы путешествуют вокруг Солнца немного другими путями, которые крайне сложно предсказать, поэтому может произойти и столкновение в лоб, что может привести к катастрофическим результатам, говорят исследователи.

К сожалению, атмосфера Земли не является идеальной защитой от космических катастроф, потому что размеры комет могут достигать нескольких километров. Это настоящие горы из камня и льда. Когда комета выходит в атмосферу Земли, то меньшие ее частицы испаряются и не достигают поверхности, но вот большие все же долетают. Они создают взрыв при ударе, который образует кратер. Некоторые ученые считают, что самые крупные кратеры на Земле был образованы в результате столкновения именно кометами.

Самые известные кометы Солнечной системы

Комета Галлея

Комета Галлея — самая знаменитая из всех комет. Ведь британский ученый Эдмунд Галлей стал первым, кто смог доказать периодичность комет после своих наблюдений и анализа данных астрономов прошлого. Он смог с точностью предсказать возвращение кометы, которая впервые была замечена в 1066 году. Комета Галлея шириной 8 км и длиной 16 км совершает оборот вокруг Солнца каждые 75–76 лет по вытянутой орбите. Последний раз она проходил близко к Земле в феврале 1986 года.

Комета Шумейкеров-Леви 9

Комета Шумейкеров — Леви 9,
представлявшая собой цепочку фрагментов

Комета Шумейкеров-Леви 9 стала знаменита тем, что в 1992 году под воздействием гравитации Юпитера она разорвалась на 21 часть, а затем в 1994 году все части обрушилась на поверхность газового гиганта. Это зрелище наблюдали все астрономы-любители и профессионалы. Утверждается, что удар одного фрагмента — около 3 км в диаметре — привел к взрыву, эквивалентному 6 миллионам мегатонн тротила.

Комета Чурюмова-Герасименко

Запущенный в 2004 году космический зонд Розетта, принадлежащий Европейскому космическому агентству, который должен был приземлиться на комету Чурюмова-Герасименко в 2014 году. Считается, что комета имеет ширину около пяти километров и в настоящее время вращается вокруг Солнца примерно каждые 6,6 лет. Её орбита раньше была намного больше, но взаимодействие с гравитации Юпитера с 1840 года изменило ее на гораздо меньшую. Затем орбитальный аппарат провел почти два рядом с кометой, когда она направилась обратно к Солнцу. Зонд изучил состав кометы, чтобы помочь нам лучше понять историю формирования нашей Солнечной системы.

Комета Хейла-Боппа

В январе 1997 года комета Хейла-Боппа приблизилась к Земле на самое близкое расстояние за 4000 лет. Последний раз этот объект пролетал рядом с нашей планетой еще в бронзовый век, то есть 2000 лет до нашей эры. Комета Хейла-Боппа значительно больше и яре кометы Галлея. Ядро достигает 40 км в диаметре и видна невооруженным глазом. Хейл-Бопп настолько яркий, что его можно было увидеть с Земли в 1995 году, когда она еще находилась за пределами орбиты Юпитера.

Комета Борелли

Ядро кометы Борелли

Это вторая по счету комета после Галлея, которая была сфотографирована крупным планом с помощью космического корабля Deep Space 1, отправленным НАСА в 2001 году. Эта исследовательская миссия дала много данных для ученых, благодаря этому астрономы смогли многое понять о ядрах комет. Снимки показали, что каменистое ядро имеет форму гигантской кегли длиной 8 километров, и вся комета странно изогнута.

В отличие от кометы Галлея, которая сформировалась в Облаке Оорта на внешних границах Солнечной системы, Боррелли, как полагают, происходит из пояса Койпера.

Комета Хякутакэ

C/1996 B2 (Хякутакэ)

Эта комета произвела неизгладимое впечатление на ученых, когда в 1996 году она прошла рядом с нашей планетой, приблизилась к Земле на расстояние всего 15 миллионов километров, что оказалось самым близким расстоянием на которое приближались любые другие кометы. Комета озадачила астрономов, поскольку она излучала радиационные лучи в 100 раз интенсивнее, чем предполагалось.

Космический аппарат “Улисс” прошел через хвост этой кометы в мае 1996 года, показав, что его длина составляет не менее 570 миллионов километров — в два раза больше, чем у любой другой известной кометы.