Почему у комет есть хвосты?

Видео

И в завершение интересный документальный фильм, про самые легендарные кометы, обитающие в нашей Солнечной системе.

Астрономия и чудеса космоса, кажется, сбивают нас с ног каждый день. Это, конечно, имеет смысл, потому что чем больше мы узнаем о небесных объектах, тем более увлекательными они становятся. Самое приятное в этой области науки заключается в том, что у нас никогда не хватает ресурсов для исследований. Есть бесчисленное множество вещей, которые мы не знаем или полностью не понимаем, что держит нас готовыми и жаждущими большего.

Например,вы никогда не задумывались, что это за мерцающие хвосты за кометами? Ну, ты вот-вот это узнаешь!

Когда комета пролетает близко от солнца, ультрафиолетовое излучение Солнца заставляет газ ионизироваться с поверхности кометы в форме хвоста. Интересно, что комета не обязательно имеет только один хвост. Это явление можно объяснить тем фактом, что поверхность кометы не ровная, как у планет. Из-за этой неровной поверхности ионизация может привести к откачке множества струй великолепных трасс.

Газовый и пылевой хвост кометы

С появлением фотографии стало ясно, что часто у комет формируется два хвоста. Он представлен ионизированным газом и диммером из пылевых частичек. Ионный всегда указывает на Солнце. Мы понимаем, почему хвост кометы направлен от звезды, ведь фактически он отталкивается от кометы звездным ветром.

Сейчас мы знаем, что ионный хвост располагает летучими веществами, вроде воды, метана, аммиака и двуокиси углерода. Они замораживаются возле кометной поверхности и с приближением к Солнцу прогреваются и переходят в газообразное состояние. Это заставляет пыль на поверхностном слое течь. Нагрев происходит неравномерно.

Неправильная форма и кометное вращение также приводят к тому, что некоторые части прогреваются, а другие остаются затененными. В некоторых случаях это и вызывает несколько хвостов.

22 декабря 2011 года космическая станция зафиксировал прибытие кометы Лавджоя с зелеными слоями кислорода и натрия

Ионные хвосты могут быть масштабными, а некоторые в 4 раза превышают дистанцию Земля-Солнце. Но они размытые. Если сгустить их, то количество не заполнило бы и стандартный бассейн.

Нет также четкой разделительной линии между кометой и астероидом. Это не тот вариант, где первые – грязные снежки, а вторые – сухие скалы. Иногда астероиды способны получить пыльный или газообразный хвост.

Хвост кометы — вытянутый шлейф из пыли и газа кометного вещества, образующийся при приближении кометы к Солнцу и видимый благодаря рассеянию на нём Солнечного света. Обычно направлен от Солнца.

При приближении кометы к Солнцу с поверхности её ядра начинают сублимироваться летучие вещества с малой температурой кипения, такие как вода, моноксид, оксид углерода, метан, азот и, возможно, другие замёрзшие газы . Этот процесс приводит к образованию комы, которая может в поперечнике достигать 100 000 км . Испарение этого грязного льда высвобождает пылевые частицы, которые относятся газом от ядра. Молекулы газов в коме поглощают солнечный свет и переизлучают его затем на разных длинах волн (это явление называется флуоресценцией), а пылевые частицы рассеивают солнечный свет в различных направлениях без изменения длины волны. Оба эти процесса приводят к тому, что кома становится видимой для стороннего наблюдателя .

Действие солнечного излучения на кому приводит к образованию хвоста кометы. Но и здесь пыль и газ ведут себя по-разному. Ультрафиолетовое излучение солнца ионизирует часть молекул газов , и давление солнечного ветра, представляющего собой поток испускаемых Солнцем заряженных частиц, толкает ионы, вытягивая кому в длинный хвост, который может иметь протяжённость более чем 100 миллионов километров . Изменения в потоке солнечного ветра могут приводить к наблюдаемым быстрым изменениям вида хвоста и даже полному или частичному обрыву. Ионы разгоняются солнечным ветром до скоростей в десятки и сотни километров в секунду, много больших, чем скорость орбитального движения кометы. Поэтому их движение направлено почти точно в направлении от Солнца, как и формируемый ими хвост I типа. Ионные хвосты имеют обусловленное флуоресценцией голубоватое свечение. На кометную пыль солнечный ветер почти не действует, её выталкивает из комы давление солнечного света. Пыль разгоняется светом гораздо слабее чем ионы солнечным ветром, поэтому её движение определяется начальной орбитальной скоростью движения и ускорением под действием давления света. Пыль отстаёт от ионного хвоста и формирует изогнутые в направлении орбиты хвосты II или III типа. Хвосты II типа формируются равномерным потоком пыли с поверхности. Хвосты III типа являются результатом кратковременного выброса большого облака пыли. Вследствие разброса ускорений, приобретаемых пылинками разного размера под действием силы давления света, начальное облако также растягивается в хвост, обычно изогнутый ещё сильнее, чем хвост II типа. Пылевые хвосты светятся рассеянным красноватым светом.

С древнейших времен люди с восхищением и удивлением наблюдали за звездным небом, стремясь познать его тайны. На протяжении всей человеческой истории, астрономы шаг за шагом, по крупицам собирали сведения о космосе, и в том числе об весьма интересных космических объектах – кометах, о которых наша сегодняшняя статья.

Изучение комет

Люди всегда проявляли особый интерес к кометам. Их необычный вид и неожиданность появления служили в течение многих веков источником всевозможных суеверий. Древние связывали появление в небе этих космических тел со светящимся хвостом с предстоящими бедами и наступлением тяжёлых времён.

Исчерпывающее представление о кометах астрономы получили благодаря успешным «визитам» в 1986 г. к комете Галлея космических аппаратов «Вега-1» и «Вега-2» и европейского «Джотто». Многочисленные приборы, установленные на этих аппаратах, передали на Землю изображения ядра кометы и разнообразные сведения о её оболочке. Оказалось, что ядро кометы Галлея состоит в основном из обычного льда (с небольшими включениями углекислых и метановых льдов), а также пылевых частиц. Именно они образуют оболочку кометы, а с приближением её к Солнцу часть из них — под давлением солнечных лучей и солнечного ветра — переходит в хвост.

Размеры ядра кометы Галлея, как правильно рассчитали учёные, равны нескольким километрам: 14 — в длину, 7,5 — в поперечном направлении.

Ядро кометы Галлея имеет неправильную форму и вращается вокруг оси, которая, как предполагал ещё немецкий астроном Фридрих Бессель (1784—1846), почти перпендикулярна плоскости орбиты кометы. Период вращения оказался равен 53 часам — что опять-таки хорошо согласовалось с вычислениями астрономов.

Орбита и особенности движения

Период обращения кометы Галлея составляет 75 или 76 лет, иногда между ее визитами проходило 74 или 79 лет. Причина такой нестабильности – влияние гравитации планет Солнечной системы, около которых она пролетает. Орбита кометы Галлея – сильно вытянутый эллипс с эксцентриситетом 0,967, наклон к плоскости эклиптики – 162,5°. Ее большая полуось – 2,66795 млрд км или 17,83414 а. е.

Во время своего последнего прилета в 1986 году в перигелии она находилась в 0,587 а. е. от Солнца. В афелии расстояние до нашего светила составляло 35 а. е. На небе регулярно появляются долгопериодические кометы даже с большей яркостью, но комета Галлея является единственной короткопериодической кометой, хорошо видимой невооруженным взглядом.

Фото ядра кометы Галлея

Считается, что комета происходит из пояса Койпера, находящегося на расстоянии от 30 а. е. до 50 а. е. Ученые полагают, что на нынешней орбите она пребывает от 16 000 до 200 000 лет. Назвать более точный возраст сложно из-за регулярного воздействия гравитационных сил. Есть теория, что ранее комета была долгопериодичной, в этом случае ее «родина» — облако Оорта – таинственная сфера, окружающая нашу звездную систему.

Болезни

У питомцев возникают проблемы со здоровьем от неправильного содержания, ухода. К болезням приводит недостаток жизненного пространства, неподходящее оборудование. В результате, в аквариуме меняется состав воды, увеличивается концентрация вредных нитратов, аммиака, нитритов.

Вторая по распространённости причина ослабленного иммунитета рыбок — стресс от соседей.

Кометы чаще страдают от следующих заболеваний:

Асцит


У рыбки взъерошивается чешуя, увеличивается живот, развивается пучеглазие. На теле появляются язвочки, снижается активность. Болезнь поддаётся лечению только на начальном этапе.

Рыбку отсаживают, на 40 л воды добавляют 1 ч. л. английской соли, которая оттягивает лишнюю жидкость. Помогают ванночки из бледно-розового раствора марганцовки. Больную комету запускают в ёмкость на 10 минут, затем помещают обратно в отсадник.

Ихтиофтириоз


Грибковую инфекцию по-другому называют манкой из-за белых пустул, напоминающих манную крупу, разбросанную по телу, плавникам.

Лечат болезнь, постепенно повышая температуру до 30°С, добавляя соль (1 ст. л на 10 л воды). Комет лечат в общем аквариуме малахитовым зелёным (0,1 мг на 1 л), йодом (10 капель на 50 л), фуразолидоном (150 мг на 50 л). Последний препарат токсичен для растений, будьте внимательны!

Плавниковая гниль


Тяжёлое заболевание, часто заканчивающееся гибелью питомца. Бледно-голубой слизистый налёт покрывает плавники, затем инфекция переходит на туловище, покрывая кожу рыбки язвами. Комету отсаживают в отдельную ёмкость. Вместе с ежедневной подменой воды в аквариум добавляют Левомицетин (0,5 таблетки на 10 л), Бициллин-5 (десятую часть флакона на 10 л) или стрептоцид (15 г на 100 л).

Перевёртыш


Комета зависает у поверхности кверху брюшком, на дне или передвигается боком. Причина — нарушение функций плавательного пузыря из-за большого объёма съеденного корма. Рыбок лечат диетой. В течение двух недель дают только растительную пищу в ограниченном количестве.

Магнитосфера

Наблюдение за антителами внесло значительный вклад в открытие Солнечный ветер. Ионный хвост является результатом ультрафиолетовый излучение, выбрасывающее электроны из частиц в коме. После ионизации частицы образуют плазму, которая, в свою очередь, вызывает магнитосфера вокруг кометы. Комета и ее индуцированное магнитное поле создают препятствие для движущихся наружу частиц солнечного ветра. Комета сверхзвуковая относительно солнечного ветра, поэтому ударная волна формируется перед кометой (то есть обращенной к Солнцу) в направлении потока солнечного ветра. В этом ударном толчке большие концентрации кометных ионов (так называемые «захватывающие ионы») собираются и действуют, «нагружая» солнечное магнитное поле энергией. плазма. Силовые линии «драпируются» вокруг кометы, образуя ионный хвост. (Это похоже на формирование планетарных магнитосфер.)

Кометы в истории

Будучи загадочным объектом в ранней истории человечества, кометы часто рассматривались как предзнаменования. На протяжении веков астрономы вели обширные записи, включая описания характерных типов комет, их появления и времени исчезновения, а также их небесных местоположений. Эти записи оказались бесценными для более поздних астрономов.

1070-1080: Комета, позже названная кометой Хейли, изображена на гобелене из Байе, битва при Гастингсе в 1066 году.

1449-1450: астрономы предпринимают одну из первых известных попыток зафиксировать орбиты комет на ночном небе.

1705: Эдмунд Галлей считает, что кометы 1531, 1607 и 1682 годов — это один и тот же объект, и предлагает его возвращение в 1758 году.

1986: Международная флотилия из пяти космических аппаратов сближается с кометой Хейли, совершающей свой обычный пролет из внутренней части Солнечной системы (примерно каждые 76 лет).

Исследование показало, что его ядро имеет размеры примерно 16 x 8 x 8 км, а фотографии демонстрируют выход газа, поскольку лед в ядре тает и испаряется из-за солнечного нагрева.

1994: В первом наблюдаемом планетарном конфликте комет ученые видят, как фрагменты сапожника кометы падают в атмосферу Зевса.

2004: Космический аппарат НАСА Stardust собирает образцы пыли с кометы Wild 2 и фотографирует ее ядро.

2006: капсула Stardust приземляется в штате Юта с частицами комет и межзвездной пыли.

2009: ученые объявляют, что аминокислота глицин, структурный элемент жизни, была собрана космическим аппаратом Stardust с кометы Wild 2.

Исследователи из Университета Аризоны, наблюдая за околоземными объектами, обнаружили, что кометы составляют одну или несколько 52% всех околоземных объектов.

Программа Catalina Sky Survey, финансируемая НАСА программа Лунной и планетарной мастерской ОА в Тусоне, штат Аризона, ведет список всех околоземных объектов. Среди них — потенциально опасные астероиды (PHA), представляющие опасность для земли и ее обитателей.

Эту статью можно обсудить на форуме. Нажмите на кнопку ниже.

Знаменитые кометы

Если появляется возможность наблюдать прохождение
космического объекта с Земли невооруженным глазом, то часто это захватывающее
зрелище.

Виртанена

Она открыта американским астрономом К. Виртаненом в 1948
году. Классификация – короткопериодическая, каждые 5,5 лет она возвращается.
Другое название – Изумрудная, так ее прозвали из-за характерного зеленого
свечения. Окрестили ее и Рождественской в 2018 году. При очередном возвращении
яркость небесного тела увеличивалась до середины декабря. Ее можно было
наблюдать в Северном полушарии около Плеяд без увеличительных приборов до
начала января. Это самая эффектная «хвостатая звезда» последних лет.

Чурюмова Герасименко

Открыта 23.10 1969 К. Чурюмовым в Киеве в результате изучения фотопластинок другого объекта, снятого С. Герасименко. В августе 2014 года к комете подошел космический аппарат «Розетта», для сопровождения ее к Солнцу. 12.11 на ядро спустили аппарат «Фила» для изучения химического состава. Миссия Rosetta является проектом Европейского космического агентства. Изучение космического тела поможет объяснить эволюцию Солнечной системы и возникновение воды на Земле.

Галлея

Благодаря успешной миссии Rosetta, Чуржумов-Герасименко
теперь самая известная комета. Ранее это была Галлея. Она появляется каждые 76
лет уже более 20 веков.

Ее возвращение предсказал астроном Эдмон Галлей в 18 веке.
Комета была первой, к которой запустили космический зонд «Джотто». Он пролетел
мимо космического тела в 1986 году на расстоянии 600 км.

В 2061 году Галлея снова появится в Солнечной системе — и
будет сиять в небе великолепным хвостом.

Хейла Боппа

1 апреля 1997 года комета Хейла-Боппа достигла наибольшей
яркости. Она выглядела как очень яркая звезда на небе, исключая Сириус. Она
оставалась видимой невооруженным глазом в течение 18 месяцев, вдвое дольше, чем
предыдущий рекордсмен — Великая 1811 года.

Уэста

Эта комета была ошеломляющим зрелищем на предрассветном мартовском
небе 1976 года, яркой, с высоким и широким пылевым хвостом. Она была обнаружена
05.11.1975 г. датским астрономом Ричардом Мартином Вестом на фотографических
пластинах. Уже в декабре 1975 года выяснилось, что космический объект выглядел
ярче, чем первоначально ожидалось. Это была самая красивая комета ХХ  века.

Шумейкера-Леви

Печально известное космическое тело, разорванное Юпитером на 21 осколок, затем полностью им поглощенное. Подробнее см. материал сайта «Газовые гиганты»

Почему у кометы есть хвост?

В центре кометы — ледяное ядро, диаметр которого может достигать
нескольких десятков километров. Как только комета приближается к Солнцу на расстояние,
примерно равное орбите Юпитера, ядро разогревается и начинает испаряться,
выбрасывая в окружающее пространство газообразное вещество с пылинками. Хвост может
растягиваться на десятки миллионов километров.

На самом деле у кометы всегда минимум два хвоста — свет отталкивает от кометы частицы пыли, в результаты образуется пылевой хвост,
одновременно солнечный ветер воздействует на газ, рождая красиво светящийся ионный
хвост. Обычно хвост кометы «смотрит» в противоположном Солнцу направлении.

Испаряются только легкоплавкие компоненты, железные и
силикатные пылинки остаются в ядре, что замедляет разрушение комет. Как только
небесное тело удалится от Солнца, ядро остынет и хвост исчезнет. Несмотря на
это, рано или поздно любая комета с периодической орбитой «погибнет», полностью
распавшись из-за воздействия Солнца.

Однако кометы никогда не исчезнут с неба над Землей — их
ряды постоянно пополняются из гипотетического облака Оорта. Гравитационное
воздействие массивных планет — Юпитера и Сатурна — вызывает перемещение ледяных
глыб из внешнего космоса, в итоге они «присваиваются» Солнечной системой и
начинают свое путешествие вокруг светила.

Интересные факты

Согласно определению, комета — это одновременно небесное тело и астрономический объект. Эти термины часто воспринимаются как синонимы, но это не всегда так. Обычно тело — это обособленная единица (планета или звезда). Объект — образование из нескольких структур (галактика).

Казалось бы, комета — это единое физическое тело, но её можно обозначить и как объект, если воспринимать ядро, кому и хвост в виде самостоятельных структур. Одним из доказательств такой самостоятельности отдельных частей является тот факт, что иногда под действием магнитных полей в солнечном ветре хвост отделяется от ядра, как это случилось в 2009 году с кометой Лулинь.

Необычными также являются орбиты, по которым движутся эти небесные тела. Если планеты прокладывают путь в космосе по практически правильному кругу, то траектория комет настолько вытянута, что похожа на параболу. Так происходит, поскольку их ядра вступают в гравитационное взаимодействие с сильно отличающимися от них по массе планетами. При этом скорость движения увеличивается, и орбита становится вытянутой.

Смотрите это видео на YouTube

Другой интересный факт о кометах касается их хвоста и заключается в том, что на деле за небесным телом тянется целых два шлейфа, один из которых по направлению перпендикулярен Солнцу, а другой искривлён к орбите. Первый состоит из светящихся голубоватым цветом газов, второй — из космической пыли.

Кометы и Земля

Массы комет ничтожны — примерно в миллиард раз меньше массы Земли, а плотность вещества из их хвостов практически равна нулю. Поэтому «небесные гостьи» никак не влияют на планеты Солнечной системы. В мае 1910 года Земля, например, проходила сквозь хвост кометы Галлея, но никаких изменений в движении нашей планеты не произошло.

С другой стороны, столкновение крупной кометы с планетой может вызвать крупномасштабные последствия в атмосфере и магнитосфере планеты. Хорошим и довольно качественно исследованным примером такого столкновения было столкновение обломков кометы Шумейкеров — Леви 9 с Юпитером в июле 1994 года.

Диаметр ядра, км Средний интервал между столкновениями, млн лет
0,5—1 1,3
1—2 5,6
2—4 24
4—8 110
8—17 450
> 17 1500

Семейства и виды

Кометы вращаются вокруг Солнца по орбитам. Ближайшая к этой звезде точка на орбите называется перигелием. Если она находится на малом расстоянии от Солнца, тогда комета входит в группу околосолнечных. В этой группе насчитывается несколько семейств:

  • Крейца;
  • Крахта;
  • Марсдена;
  • Майера.

Семейство Крейца является самым крупным и включает в себя более 80% всех околосолнечных комет. Его представители считаются частями одной большой кометы, распавшейся несколько столетий назад. В зависимости от количества прохождений перигелия выделяют два вида комет:

  • короткопериодические (проходят более одного раза или имеют период меньше 200 лет);
  • долгопериодические (не более одного прохождения перигелия и период больше 200 лет).

Также примерно раз в десятилетие появляется великая (другое название — большая) комета. Она отличается от всех остальных яркостью, к тому же имеет большое ядро и подлетает близко к Солнцу. Чаще всего она бывает долгопериодической, поскольку яркость свечения снижается при частых приближениях к Солнцу, но встречаются и короткопериодические великие кометы.

Одна из наиболее известных больших комет носит имя открывшего её в 2006 году астронома Макнота. Она была самой яркой за последние четыре десятилетия.

Кроме того, существуют небесные тела, имеющие характеристики и особенности как комет, так и астероидов, и попадающие в списки и тех и других. Одним из семи таких тел является Хирон, открытый в 1977 году. Его название прекрасно отражает двойственную природу космического объекта, ведь Хирон, согласно фессалийской мифологии, являлся кентавром — получеловеком и полуконём.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Editor
Editor/ автор статьи

Давно интересуюсь темой. Мне нравится писать о том, в чём разбираюсь.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
ДружТайм
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: