Коме́ты

Гипотетические объекты облака Оорта

Но, помимо малых тел Солнечной системы, которые можно наблюдать на снимках, существуют версии о наличии в облаке Оорта более массивных тел, которые оказывают свое гравитационное влияния на кометы.

Звезда Немезида

Чтобы найти объяснения периодичности массовых вымираний на планете, ученые выдвинули гипотезу о звезде-спутнике Солнца за пределами облака Оорта.

Предположительно, Немезида – звезда-карлик. Ее орбита лежит на расстоянии 50-100 тыс а.е. или 0,8-1,5 св. лет.

Солнце и Немезида — сравнение размеров

Ее влияние заключается в том, что, двигаясь по вытянутой орбите, Немезида, приближаясь к нашему светилу, оказывает воздействие на орбиты объектов в облаке Оорта и кометы, как дождь, летят на Землю, тем самым вызывая катаклизмы.

В доказательства существования Немезиды, орбита Седны является очень странной и по всем законам она не должна быть такой какая она есть. Такое поведение может быть объяснено только гравитационным влиянием другого массивного объекта за пределами орбиты Седны.

Еще одним аргументом в пользу Немезиды является тот факт, что большинство звезд главной последовательности, к которым относится Солнце, двойные. Поэтому, не исключено, что и у Солнца есть звезда-компаньон.

Орбита Немезиды

Планета Тюхе — пятая планета-гигант

Но моделирование эволюции Солнечной системы показывают, что из протопланетного диска не смогла образоваться звезда-компаньон для Солнца, а образовались планеты-гиганты, включая и планеты-гиганта за пределами орбиты Плутона.

Сравнение размеров Юпитера и Тюхе

На ее возможное наличие в облаке Оорта указывает тот факт, что кометы, что прилетают к Солнцу с окраин Солнечной системы не прилетают из случайных точек. Они все имеют один источник, и их орбиты схожи по наклону к эклиптике. Это говорит о том, что на объекты в облаке Оорта действует гравитация массивного объекта, размер которого в 1,5 раза больше Юпитера. Орбита этой планеты должна находится на расстоянии 30 000 а.е. или 0,5 св. года.

Основываясь на уже полученных данных с телескопов, до 10 000 а.е. от Солнца нет никаких планет-гигантов. А если Тюхе и существует, то находится не ближе, чем 26000 а.е. или 0,4 световых года.

Орбиты объектов облака Оорта

Значение комет для космогонии

Про­ис­хо­ж­де­ние К., ве­ро­ят­но, свя­за­но с гра­ви­тац. вы­бро­сом ле­дя­ных тел из об­ласти об­ра­зо­ва­ния пла­нет-ги­ган­тов (см. в ст. Кос­мо­го­ния). По­это­му ис­сле­до­ва­ния К. спо­соб­ст­ву­ют ре­ше­нию фун­дам. про­бле­мы про­ис­хо­ж­де­ния и эво­лю­ции Сол­нечной сис­те­мы. К. пред­став­ля­ют боль­шой на­уч. ин­те­рес пре­ж­де все­го с точ­ки зре­ния кос­мо­хи­мии, по­сколь­ку со­дер­жат пер­вич­ное ве­ще­ст­во, из ко­то­ро­го об­ра­зо­ва­лась Сол­неч­ная сис­те­ма. Счи­та­ет­ся, что К. и наи­бо­лее при­ми­тив­ный класс ас­те­рои­дов (уг­ли­стые хон­д­ри­ты) со­хра­ни­ли в сво­ём со­ста­ве час­ти­цы про­то­планет­но­го об­ла­ка и га­зо­пы­ле­во­го ак­кре­ци­он­но­го дис­ка. В ка­че­ст­ве ре­лик­тов фор­ми­ро­ва­ния пла­нет (пла­не­те­зи­ма­лей) К. пре­тер­пе­ли наи­мень­шие из­ме­не­ния в про­цес­се эво­лю­ции. По­это­му ин­фор­ма­ция о со­ста­ве К. по­зво­ля­ет на­ло­жить дос­та­точ­но стро­гие ог­ра­ни­че­ния на диа­па­зон па­ра­мет­ров, ис­поль­зуе­мых при раз­ра­бот­ке кос­мо­го­нич. мо­де­лей.

В то же вре­мя, по совр. пред­став­ле­ни­ям, са­ми К. мог­ли сыг­рать важ­ную роль в эво­лю­ции Зем­ли и др. пла­нет зем­ной груп­пы в ка­че­ст­ве ис­точ­ни­ка ле­ту­чих эле­мен­тов и их со­еди­не­ний (в пер­вую оче­редь во­ды). Как по­ка­за­ли ре­зуль­таты ма­те­ма­тич. мо­де­ли­ро­ва­ния, за счёт это­го ис­точ­ни­ка Зем­ля мог­ла по­лучить ко­ли­че­ст­во во­ды, со­пос­та­ви­мое с объ­ё­мом её гид­ро­сфе­ры. При­мер­но та­кие же ко­ли­че­ст­ва во­ды мог­ли по­лу­чить Ве­не­ра и Марс, что го­во­рит в поль­зу ги­по­те­зы о су­ще­ст­во­ва­нии на них древ­них океа­нов, по­те­рян­ных в хо­де по­сле­дую­щей эво­лю­ции. К. рас­смат­ри­ва­ют­ся так­же как воз­мож­ные но­си­те­ли пер­вич­ных форм жиз­ни. Про­бле­ма воз­ник­но­ве­ния жиз­ни на пла­не­тах свя­зы­ва­ет­ся, в ча­стно­сти, с транс­пор­том ве­ще­ст­ва внут­ри и вне пре­де­лов Сол­неч­ной сис­те­мы и ми­гра­ци­он­но-столк­но­ви­тель­ны­ми про­цес­са­ми, клю­че­вую роль в ко­то­рых иг­ра­ют ко­меты.

Облако Оорта может содержать материал других звезд

Принято считать, что Облако Оорта представляет собой остатки протопланетного диска, из которого около 4,6 миллиарда лет назад сформировалась Солнечная система, но новое исследование показало, что молодая Солнечная система когда-то была частью звездного скопления, состоящего из 200-400 звезд. Это указывает на то, что Облако Оорта изначально сформировалось на большом расстоянии от Солнца и не было «раздуто» в ходе миграции газовых гигантов, когда они отдалялись от нашей звезды.

Более того, усовершенствованные методы моделирования показывают, что, поскольку структура Облака Оорта в значительной степени совместима с представлением о том, что другие звезды могли способствовать его формированию, близкие встречи звезд с Облаком Оорта были гораздо более частыми в далеком прошлом, чем в настоящее время. В 2010 году команда ученых, которую возглавил Гарольд Левисон, используя очень сложные компьютерные модели, установила, что около 90% материала современного Облака Оорта было сформировано в протопланетных дисках других звезд, которые были частью скопления, в которое когда-то входило Солнце.

C/2022 E3 (ZTF) ⭐

• Перигелий: 12 января (зв. вел. 6,5)
• Максимальное сближение с Землей: 1 февраля (зв. вел. 4,7)
• Где наблюдать: Комету лучше всего наблюдать, находясь в Северном полушарии. В Южном полушарии ее нельзя будет увидеть до начала февраля.
• Прогноз видимости: Комета может стать одной из самых ярких в году. Наилучшие условия для наблюдения сложатся в конце января — между перигелием и максимальным сближением с Землей. В это время Луна будет близка к фазе новолуния и не помешает наблюдениям. Ожидается, что в это же время хвост кометы достигнет максимальной длины. C/2022 E3 (ZTF), скорее всего, будет видна в бинокль и, возможно, даже невооруженным глазом! 12 февраля у вас также будет возможность увидеть как потускневшая комета пройдет рядом с Марсом, сияющего с нулевой звездной величиной.
• Описание: C/2022 E3 (ZTF) — долгопериодическая комета, открытая 2 марта 2022 года командой проекта Zwicky Transient Facility, США. Первоначально ученые приняли комету C/2022 E3 (ZTF) за астероид, но позже была обнаружена сконденсированная кома, указывающая на кометную природу этого объекта.

Звезды иногда проходят через Облако Оорта

Помимо гравитационных эффектов галактического прилива, еще одним механизмом, который возмущает Облако Оорта в достаточной степени, чтобы отправлять долгопериодические кометы во внутреннюю часть Солнечной системы, является прохождение близлежащих звезд через Облако Оорта. Например, тусклая двойная звезда, носящая обозначение WISE J072003.20-084651.2 (звезда Шольца), прошла через внешние границы Облака Оорта около 70 000 лет назад, но относительно малая масса и высокая скорость движения минимизировали последствия ее пролета. А вот звезда Gliese 710 способна оказать серьезное влияние на Облако Оорта, вытеснив большое количество комет в течение следующих 10 миллионов лет или около того.

Далекий предок человека и везда Шольца в представлении художника / sci-news.com

Орбита

Траектория кометы Хиякутаке через внутреннюю часть Солнечной системы с большим наклоном прошла ближе всего к Земле в конце марта 1996 года, пройдя через северный полюс Земли. Это было в перигелии 1 мая.

Когда первые расчеты кометы орбита были сделаны, ученые поняли, что 25 марта он пройдет всего в 0,1 а.е. от Земли. Только четыре кометы в прошлом веке прошли ближе.Комета Хейла – Боппа уже обсуждался как возможный «великая комета «; астрономическое сообщество в конце концов поняло, что Хиякутакэ может стать впечатляющим из-за его близкого подхода.

Более того, орбита кометы Хиякутаке означала, что она в последний раз побывала на внутренней Солнечная система примерно 17000 лет назад. Поскольку он, вероятно, несколько раз проходил близко к Солнцу, подход в 1996 году не был бы первым прибытием из Облако Оорта, место, откуда происходят кометы с периодом обращения в миллионы лет. Кометы, впервые попадающие во внутренние области Солнечной системы, могут быстро стать ярче, прежде чем исчезнуть, когда они приблизятся к Солнцу, потому что слой легколетучих веществ испаряется. Так было с Комета Кохоутек в 1973 г .; Первоначально он рекламировался как потенциально впечатляющий, но выглядел только умеренно ярким. Более старые кометы показывают более стабильную картину яркости. Таким образом, все указывает на то, что комета Хиякутаке будет яркой.[нужна цитата ]

Помимо приближения к Земле, комета также будет видна в течение ночи. Северное полушарие наблюдатели на самом близком приближении из-за его пути, проходящего очень близко к Полярная звезда. Это было бы необычным явлением, потому что большинство комет находятся близко к Солнцу в небе, когда кометы наиболее яркие, что приводит к тому, что кометы появляются на небе не совсем темным.[нужна цитата ]

Какую массу имеет Облако Оорта?

Популярная и всем известная комета Галлея — короткопериодическая комета. Один оборот вокруг Солнца она делает за 72 года. Но, возможно, изначально это была долгопериодическая комета. В этом случае она должна быть родом из облака Оорта. Если мы предположим, что комета Галлея является типичным объектом, который мы можем найти во внешней части Облака Оорта, то можно предположить, что масса облака составляет 3 x 10 25 кг. То есть в 5 раз больше массы Земли. Если предположить, что комета Галлея — это типичный объект облака. Что, конечно же лишь допущение.

Комета Галлея, наблюдаемая 8 марта 1986 г.Фото: NASA / W. Лиллер — Фотогалерея NSSDC (НАСА)

После анализа состава комет, которые наблюдались в последнее время, ученые сделали вывод, что большинство объектов Облака Оорта состоят в основном из летучих соединений. Это вода, метан, этан, окись углерода, синильная кислота и аммиак. Также в космосе наблюдались некоторые астероиды, которые тоже в теории могли прибыть из этого региона. Возможно, что астероиды составляют 1 или 2% от общего количества объектов, присутствующих в облаке.

Что касается массы внутреннего диска Облака Оорта, то таких оценок пока нет. Вполне возможно, что этот регион является остатком протопланетного диска, из которого 4,6 миллиарда лет назад родилась Солнечная система. Не исключено, что находящиеся в нем объекты изначально были намного ближе к нашей звезде. И гравитационное взаимодействие с планетами-гигантами привело к тому, что они были выброшены на свои текущие орбиты. Которые гораздо более далекие и более эллиптические.

Транснептуновые объекты (Эрида, Плутон)

Для карликовых планет, которые были открыты после Плутона, и которые находятся дальше Плутона, ввели термин «транснептуновые объекты».  Сюда отнесли большую группу планет-карликов, от которых расстояние до Солнца больше, чем расстояние от Нептуна до Солнца. Планетную группу ТНО образуют: собственно Плутон, объекты Церера, Макемаке, Эрида, Седна, Хаумеа и другие. Всего группу транснептуновых объектов, по последним данным составляют более 1400 объектов.

Карликовой планетой принято считать объект, который обладает сферической формой (то есть, обладает достаточной силой гравитации, чтобы иметь эту форму), вращается вокруг Солнца и сам не является спутником какой-либо другой планеты.

Группа ТНО объединяет:

• Объекты пояса Койпера (область от орбиты Нептуна и дальше в направлении от Солнца). В эту группу входят Плутон, Макемаке, Хаумеа и спутники Нептуна и Сатурна.
• Объекты рассеянного диска (удаленный «уголок» Солнечной системы, в котором, в основном, ледяные глыбы)
• Объекты облака Оорта (удаленная область СС, в существовании которой до сих пор сомневаются мировые ученые. В этой области, как полагают, рождаются долгопериодические кометы).
• Обособленные ТНО (планеты и иные тела, удаленные от Солнца настолько, что не испытывают гравитационного притяжения со стороны Нептуна).

История изучения

С древних времен кометы считались предвестниками бедствий, а древние греки изображали своих небесных гостей в виде покрытых волосами голов.

Он сделал это в 1577 году, а Эдмунд Хейли представил самое первое доказательство того, что комета, приближавшаяся к Земле в 1682 году, двигалась по эллиптической орбите. Хейли зафиксировал 24 кометы, появившиеся за 300 лет. Он также обнаружил, что три кометы (1531, 1607 и 1682) были идентичными объектами. Следующий визит светских гостей был предусмотрен в 1758 году. Так и произошло в 1759 году, подтвердив закон всемирного тяготения, который лег в основу расчета параметров орбиты.

Перигелий и впоследствии

После близкого сближения с Землей комета исчезла примерно до 2-й величины. Это достигло перигелий 1 мая 1996 года, снова прояснившись и обнаружив пылевой хвост в дополнение к газовому хвосту, наблюдаемому при прохождении над Землей. К этому времени, однако, оно было близко к Солнцу, и его было не так легко увидеть. Наблюдалось прохождение перигелия по SOHO Наблюдение за солнцем спутниковое, который также записал большой выброс корональной массы формируются одновременно. Его расстояние от Солнца в перигелии составляло 0,23 а. Е., То есть внутри орбиты Меркурий.

После прохождения перигелия Хиякутакэ быстро исчез и к концу мая исчез из поля зрения невооруженного глаза. Его орбитальный путь быстро унес его в южное небо, но после перигелия его стало гораздо меньше контролировать. Последнее известное наблюдение кометы произошло 2 ноября.

Хиякутаке прошел через внутреннюю часть Солнечной системы приблизительно 17 000 лет назад; гравитационное взаимодействие с газовые гиганты во время своего пролета в 1996 году значительно расширила свою орбиту, и барицентрические соответствия орбите кометы предсказать, что она не вернется во внутреннюю Солнечная система снова примерно за 70 000 лет.

Облако Оорта определяет границы Солнечной системы

Считается, что внешний край Облака Оорта как бы очерчивает границы Солнечной системы и определяет предел сферы Хилла для Солнца. Проще говоря, предел сферы Хилла для Солнца (назван в честь американского астронома Джорджа Уильяма Хилла, определившего этот предел) представляет собой точку, в которой гравитация Солнца больше не доминирует перед лицом гравитационных эффектов более массивных тел. В данном случае этими телами будет либо галактика Млечный Путь, либо гравитационные эффекты звездных скоплений, проходящих на относительно небольшом расстоянии от предела сферы Хилла для Солнца.

Короткопериодические кометы

Кометы типа Галлея

Кометы с периодом от 20 до 200 лет, названные в честь первого идентифицированного члена, Комета Галлея. Эти кометы вращаются по орбите между орбитами Юпитер и Плутон, и считаются долгопериодическими кометами, которые медленно мигрировали внутрь, или кометами семейства Юпитера, которые были выброшены наружу гравитацией Юпитера.

Ненумерованные кометы семейства Юпитера

В то время как кометы семейства Юпитера официально определены как (2 Т_Юпитер возмущенный, из-за чего они не могут быть найдены в ожидаемом месте в небе и впоследствии потеряны.

D / 1993 F2 (Шумейкер – Леви 9)

Одна такая комета семейства Юпитера, Комета Шумейкера – Леви 9, приблизился достаточно близко к Юпитеру где-то между концом 1960-х и началом 1970-х годов и был захвачен на его орбиту. К открытию кометы чрезвычайно близкое сближение с Юпитером годом ранее разбило комету на множество частей, прежде чем она столкнулась с Юпитером в период с 16 по 22 июля 1994 года. Фрагменты перечислены здесь отдельно, в эпоху 1994/05/08.

Чем отличается комета от астероида

В первую очередь, разница между кометой и астероидом в их составе. Собственно говоря, астероиды это каменные тела, в то время как кометы в основном состоят изо льда (поэтому их называют ледяными).

Также важное отличие, которое имеет комета от астероида, это практически неизменное состояние её вещества. Считается, что эти объекты образовались на заре формирования Солнечной системы

С тех пор они пребывают в замороженном виде. Причём почти не подвержены никаким воздействиям. Вероятно, из того же вещества возникла наша звёздная система.

По данным учёных, астероидный состав, наоборот, со временем изменялся в результате нагрева, плавления, дифференциации и т.д. Например, установлено, что в области планет земной группы их вещество подвергалось подобному влиянию.

Орбиты астероидов

В общем, кометное тело представляет собой взаимосвязанные частицы пыли, льда и камня. Его ядро пористое, имеет небольшой размер и состоит в основном из водяного льда и замороженного углекислого газа.

В отличие от них астероидные объекты каменные с примесью металлов, что делает их отличным источником добычи ценных элементов.

Происхождение

Кометы являются остатками образования планет. Предполагается, что они прилетают из облака Оорта – области за поясом Койпера, достигающего межзвездного пространства до 40-150 тыс. а.е. Миллиарды этих космических тел или только их ядра могут там находиться. Из-за гравитационных возмущений звезд ядра иногда выбрасываются внутрь Солнечной системы.

Из-за испарения под влиянием Солнца с поверхности, кометы теряют массу, чем ближе к звезде – тем сильнее. Средняя продолжительность жизни типичного объекта составляет около 100 циклов, пока он окончательно не распадется. Некоторые метеорные потоки можно считать распадающимися «хвостатыми звездами».