Комети

Комети разом з астероїдами, метеороїдами та метеорним пилом відносяться до малих тіл Сонячної системи. Загальне число комет у Сонячній системі надзвичайно велике, воно оцінюється величиною щонайменше 10 12 . Комети поділяються на 2 основні класи: короткоперіодичні та довгоперіодичні з періодом обігу відповідно менше і більше 200 років. Загальна кількість комет, що спостерігалися в історичний час (у тому числі на параболічних та гіперболічних орбітах), близько 1000. З них відомо близько 100 короткоперіодичних комет, що регулярно зближуються з Сонцем. Орбіти цих комет надійно обчислені. Такі комети називають "старими", на відміну від "нових" довгоперіодичних комет, які, як правило, спостерігалися у внутрішніх областях Сонячної системи лише одного разу. Більшість короткоперіодичних комет входить у т.ч. н. сімейства планет-гігантів, перебуваючи на близьких до них орбітах. Найбільш численним є сімейство Юпітера, що налічує сотні комет, серед яких відомо понад 50 найбільш короткоперіодичних комет із періодом звернення навколо Сонця від 3 до 10 років. Менше спостережуваних комет включають сімейства Сатурна, Урана та Нептуна; до останнього, зокрема, належить знаменита комета Галлея. Основні резервуари, що містять ядра комет, розташовані на периферії Сонячної системи. Це пояс Койпера у формі диска, що знаходиться поблизу площини екліптики безпосередньо за орбітою Нептуна в межах 30-100 астрономічних одиниць (а. е.) від Сонця, і сферична за формою хмара Оорта, розташована приблизно на половині відстані до найближчих зірок (30-60) тис. а.Усередині хмари Оорта виділяють зовнішню хмару сферичної форми, яка простягається від Сонця приблизно на чверть відстані до найближчих зірок (60 тис. а. е.), і внутрішню, що має, подібно до пояса Койпера, форму тора в межах від 2 тис. до 30 тис. а. е. Деякі дослідники вважають, що зовнішня межа хмари досягає 100 тис. - 200 тис. а. е., тобто порядку світлового року, що приблизно відповідає сфері Хілла для Сонця. Основним джерелом короткоперіодичних комет є пояс Койпера. Внаслідок гравітаційних обурень Нептуном об'єктів поясу Койпера відносно невелика частка крижаних тіл, що населяють пояс, постійно мігрує у внутрішні області Сонячної системи. Комети на межі хмари Оорта зазнають періодичних гравітаційних обурень від гігантських міжзоряних газово-пилових хмар та галактичного диска, а також від випадкових зближень із зірками. Деякі комети можуть перетинати цей кордон і йти з хмари в міжзоряне середовище, але в той же час кометні тіла з найближчого галактичного оточення можуть заходити геліосферу. Потрапляючи у внутрішні області Сонячної системи, вони переходять на високоеліптичні орбіти і при зближенні із Сонцем спостерігаються як довгоперіодичні комети. Під впливом гравітаційних збурень із боку планет (насамперед Юпітера та інших планет-гігантів) вони або поповнюють відомі сімейства короткоперіодичних комет, які регулярно повертаються до Сонця, або переходять на параболічні і навіть гіперболічні орбіти, назавжди залишаючи Сонячну систему. Мал. 2. Зображення міжзоряної комети Борисова (2I/Borisov, C/2019 Q4) отримане космічним телескопом «Хаббл». Жовтень 2019. NASA, ESA та D. Jewitt (UCLA). Мал. 2.Зображення міжзоряної комети Борисова (2I/Borisov, C/2019 Q4) отримане космічним телескопом «Хаббл». Жовтень 2019. NASA, ESA та D. Jewitt (UCLA). Комети, що заходять усередину Сонячної системи з міжзоряного середовища, природно розглядати як свого роду «зонди» галактичних областей, що є найбільш близькими до Сонячної системи. Такі тіла містять у своєму складі найціннішу космохімічну інформацію. Відомі дві такі події: у 2017 р. вперше спостерігався міжзоряний об'єкт Оумуамуа (1I/Oumuamua) на гіперболічній орбіті (з ексцентриситетом e ⁣ = ⁣ 1 , ⁣ 19951 e\!=\!1,\!19951 e) , який є скоріше астероїдом, ніж кометою, а в 2019 р. була відкрита комета Борисова , про міжзоряне походження якої ще більш свідчать ексцентриситет її орбіти ( e ⁣ = ⁣ 3 , ⁣ 35 e\!=\!3,\!35 e = 3, 35), швидкість (26,3 км/c) та ряд інших ознак, включаючи наявність дегазації (рис. 2). Обидва об'єкти сильно відрізняються один від одного, що, ймовірно, говорить про різні джерела їхнього походження.

Рух комет по орбіті

Комети рухаються орбітами з великим ексцентриситетом і нахилом до площини екліптики. Рух відбувається і в прямому (як у планет, крім Венери та Урану), і у зворотному напрямку. Комети зазнають сильних приливних обурень при проходженні поблизу планет, що призводить до суттєвої зміни їх орбіт (і, відповідно, складнощів прогнозу рухів комет і точного визначення ефемерид). Внаслідок цих змін орбіт багато комет випадають на Сонце і їх називають Sun grazing - «Сонце, що дряпають». Результати обчислень елементів орбіт комет публікуються у спеціальних каталогах. Наприклад, каталог, складений 1997 р., містить орбіти 936 комет, понад 80 % яких спостерігалися лише один раз.Залежно від становища на орбіті блиск комет змінюється кілька порядків, досягаючи максимуму невдовзі після проходження перигелія і мінімуму в афелії . Абсолютна зоряна величина комет у першому наближенні обернено пропорційна R 4 , R^, R 4 , де R R R – відстань від Сонця. Як правило, короткоперіодичні комети через втрату маси при проходженні поблизу Сонця здійснюють навколо нього не більше кількох сотень обертів. Тому час їхнього життя обмежений і зазвичай не перевищує 100 тис. років. Активна фаза існування комет закінчується, коли вичерпується запас летких речовин у ядрі або поверхня ядра покривається оплавленою пило-крижаною кіркою, що виникає внаслідок багаторазових зближень комет із Сонцем. Після закінчення активної фази ядро ​​комети за своїми фізичними властивостями стає подібним до астероїду, тому різкої межі між астероїдами і кометами немає. Більш того, можливий і зворотний ефект: колишнє ядро ​​комети може почати виявляти ознаки кометної активності при розтріскуванні його поверхневої кірки з тих чи інших причин (наприклад, зіткнення з іншим тілом). Мал. 3. Випадання на Юпітер фрагментів комети Шумейкер - Леві 9 (D/1993 F2). 1994. Мал. 3. Випадання на Юпітер фрагментів комети Шумейкер - Леві 9 (D/1993 F2). 1994. Нерегулярність орбіт комет призводить до ймовірності їх зіткнень з планетами, що погано прогнозується, що додатково ускладнює проблему астероїдно-кометної небезпеки. Зіткненням Землі з уламком ядра комети, можливо, було викликано Тунгуське подія 1908 р. У 1994 р. спостерігалося випадання на Юпітер (рис.3) понад 20 фрагментів комети Шумейкерів - Леві 9 (раніше захопленої Юпітером і розірваної в найближчому околиці планети припливними силами), що призвело до катастрофічних явищ в атмосфері Юпітера.

Будова та склад комет

Значення комет для космогонії

Комети вважаються найдавнішими тілами, реліктами формування зовнішніх газово-крижаних планет. Вони утворюються за сніговою лінією шляхом злипання крижаних кристалів з частинками пилу та поступового зростання до тіл кілометрових і більших розмірів. Походження комет, ймовірно, пов'язане з гравітаційним викидом таких пило-крижаних тіл із зон живлення планет-гігантів, які не увійшли до їх складу. Тому дослідження комет сприяють вирішенню фундаментальних проблем походження та еволюції Сонячної системи. Комети представляють великий науковий інтерес насамперед з погляду космохімії, оскільки містять первинну речовину, з якої утворилася Сонячна система. Вважається, що комети та найбільш примітивний клас астероїдів (вуглисті хондрити) зберегли у своєму складі частинки протопланетної хмари та газово-пилового акреційного диска. Як релікти планетоутворення (планетезималі), комети найменше зазнали змін у процесі еволюції. Тому відомості про склад комет дозволяють накласти досить жорсткі обмеження на діапазон параметрів, що використовуються при розробці космогонічних моделей. У той же час, за сучасними уявленнями, самі комети могли відігравати важливу роль в еволюції Землі та інших планет земної групи як джерело летких елементів і їх сполук (насамперед води).Як показали результати математичного моделювання міграційних процесів, рахунок цього джерела Земля могла отримати кількість води, порівнянна з обсягом її гідросфери. Приблизно такі ж кількості води могли отримати Венера і Марс, що говорить на користь гіпотези про існування ними древніх океанів, втрачених під час наступної еволюції. Комети також сприймаються як можливі носії первинних форм життя. Проблема виникнення життя на планетах пов'язується, зокрема, з перенесенням речовини всередині та поза межами Сонячної системи та міграційно-зіткнувальними процесами, ключову роль у яких відіграють комети. Маров Михайло Якович

Опубліковано 2 серпня 2022 р. о 18:08 (GMT+3). Останнє оновлення 26 липня 2023 р. о 16:03 (GMT+3). Зв'язатися з редакцією

Комета

Комета (від грец. κομήτης , komḗtēs — «волосатий», «косматий») — невеликий астрономічний об'єкт у Сонячній системі, схожий на астероїд, але що складається в основному з льоду (вуглекислого газу, метану та води), пилу, частинок гірських порід та домішок різних мінералів. Звертаються навколо Сонця сильно витягнутими орбітами і різко підвищують свою яскравість при зближенні з Сонцем, під впливом сонячної радіації і сонячного вітру на ядро ​​комети [1] .

Комети зазвичай рухаються сильно ексцентричними еліптичним орбітам, афелій яких часто знаходиться за орбітою Плутона. Вони мають широкий діапазон періодів обігу від кількох років до сотень тисяч років. Ті, що мають малий період, походять з пояса Койпера або пов'язаного з ним тонкого диска, який знаходиться за межами орбіти Нептуна.Ті, у яких період обертання довший, походять з Хмари Оорта, сферичної хмари крижаних тіл у зовнішній частині Сонячної системи, де температура настільки низька, що вода, метан та вуглекислий газ перебувають у твердому стані. Деякі комети після багаторазових проходів через внутрішню частину Сонячної системи втрачають свій зовнішній летючий шар і в деяких відношеннях не відрізняються від астероїдів. Щороку в аматорський телескоп із Землі спостерігається приблизно 10-20 комет [2] .

Рідкісні комети з гіперболічними орбітами проходять через внутрішню частину Сонячної системи один раз, перш ніж викидаються у міжзоряний простір.

Фізичні властивості

Вважається, більшість комет виникають у Хмарі Оорта і входять у внутрішні частини Сонячної системи після гравітаційного на зовнішні об'єкти, такі як сусідні зірки. Коли комета підходить досить близько до Сонця, її зовнішні шари починають випаровуватися під впливом його випромінювання. Потоки газу та пилу утворюють навколо ядра комети гігантську розріджену атмосферу, яку називають комою, яка слабко гравітаційно пов'язана з ядром. Сонячне випромінювання та сонячний вітер породжують хвіст комети. Цей хвіст завжди спрямований у бік від Сонця. Відокремлені гази та пил йдуть по різних траєкторіях, оскільки на гази сильніше впливає сонячний вітер, і вони відносяться прямо від Сонця, на відміну від пилу, який в основному залишається на орбіті комети. Ядро комети рідко буває більше 50 км, але розмір коми можна порівняти з розміром Сонця. Хвіст комети може сягати до 1 астрономічної одиниці. Комету та хвіст можна спостерігати із Землі, коли комета наближається до Сонця та висвітлюється ним. Пил теж світиться за рахунок іонізації.Більшість комет занадто тьмяні, щоб їх можна було побачити, але протягом десятиліття часом з'являються досить великі та яскраві об'єкти, які можна побачити з поверхні Землі без телескопа [3] .

Ядра комет належать до найменш відбивають тіл, відомих у Сонячній системі. Космічний зонд «Джотто» у 1986 році показав, що ядро ​​комети Галлея, яке відображає лише близько 4 % світла, що падає на його поверхню. Для порівняння, асфальт відображає 7% світла. Зонд «Deep Space 1» у 1998 році виявив, що ядро ​​комети 19P/Бореллі відображає лише від 2,4% до 3,0% світла [4] .

Розміри ядер комет коливаються від 100 метрів до 40 кілометрів у діаметрі. Вони складаються з кам'янистих елементів, пилу, льоду та заморожених газів, таких як окис вуглецю, двоокис вуглецю, метан та аміак. Комети також містять безліч органічних сполук - вони можуть включати метанол, ціаністий водень, формальдегід, етанол і етан, а також, можливо, складніші молекули, такі як вуглеводні з довгим ланцюгом та амінокислоти. Через малу масу де вони стають сферичними під впливом своєї сили тяжкості, а мають неправильну форму. Складні органічні сполуки, молекули яких важкі, вважають учені, залишилися лежить на поверхні комет після того, як легші молекули випарувалися під впливом сонячної радіації. Таким чином, ядро ​​комети більше схоже на кулю із сирої нафти або мазуту. Низьке альбедо ядра сприяє випаровування летких елементів. В 1996 були виявлені комети, що випускають рентгенівське випромінювання, можливо, викликане іонізацією атмосфери комети і сонячним вітром [5] .

Орбіти

Комети класифікуються відповідно до їх орбітальних періодів на короткоперіодичні та довгоперіодичні комети. Короткоперіодичні мають орбітальні періоди менше 200 років, а довгоперіодичні - триваліший. Поодинокі комети мають параболічні або гіперболічні траєкторії та через певний час залишають Сонячну систему. Короткоперіодичні комети (наприклад, комета Енке), ймовірно, походять з пояса Койпера, а довгоперіодичні - з хмари Оорта [1] .

Було запропоновано низку механізмів для пояснення того, як комети падають усередину Сонячної системи після гравітаційних зіткнень з іншими тілами, такими як зірки, що сусідять із Сонцем, невідомі планети та коричневі карлики. гігантам, комети часто зазнають гравітаційного впливу, особливо масивного Юпітера. Часто їхні афелії знаходяться на такій відстані від Сонця, як і радіус орбіти однієї з планет через орбітальні резонанси. Велика кількість комет, що спостерігалися у минулому, була втрачена. Вони були викинуті з Сонячної системи під час близького проходу одного з газових гігантів, виснажили свої леткі речовини і не мають коми чи хвоста, або просто їх орбіта не була встановлена ​​вчасно з достатньою точністю, щоб їх можна було відстежити. Іноді деякі з нещодавно відкритих комет були виявлені в минулому, але тимчасово були втрачені, такі як комета 11P/Темпеля - Свіфта - LINEAR, що вперше спостерігалася в 1869 році, але через зіткнення з Юпітером втрачена після 1908 року і знову виявлена ​​системою LINEAR 2001 [6] .

Класифікація

Угода про іменування комет змінювалося кілька разів протягом останніх двох століть. До початку XX століття більшість комет були відомі за назвою року, в якому вони були виявлені, з додаванням прикметників для найяскравіших із них. Наприклад, Ісаак Ньютон у своїй праці «Математичні засади натуральної філософії» описав «Велику комету 1680 року». Едмунд Галлей показав, що кометні явища 1531, 1607 і 1682 років являли собою одне і те ж тіло, і успішно передбачив його появу в 1759 році. Таким чином, ця комета стала відома як комета Галлея. Після таких спостережень комети Енке та Б'єлла названі на честь астрономів, які розраховували їх орбіти, а не їх першовідкривачів [7] .

Згодом комети стали називати в основному іменами першовідкривачів, але комети, що спостерігалися, лише одного разу продовжували називатися за назвою року їхнього єдиного спостереження.

За чинною угодою прийнято, що комета має бути названа на честь першовідкривачів (але не більше трьох осіб). В останні десятиліття багато комет було виявлено за допомогою інструментів та автоматичних систем, керованих великими групами астрономів. У разі комети називають на честь системи чи інструменту, використаного під час відкриття. Наприклад, Комета ІРА-Аракі-Алькок була відкрита незалежно один від одного супутником IRAS та астрономами-аматорами Генічі Аракі та Джорджем Алькоком.

У минулому, коли астроном або група астрономів відкривали більше однієї комети, використовувався порядковий номер, наприклад, комети Шумейкера-Леві (з номерами від 1 до 9). Однак ця норма недоцільна через велику кількість комет, виявлених останніми роками автоматичними системами.Наприклад, обсерваторія SOHO, за даними на квітень 2005 року, виявила понад 940 комет.

До 1994 року кометам давали попередні позначення, включаючи рік відкриття, за яким слідувала мала буква, що позначає порядковий номер відкриття цього року. Наприклад, комета Беннета 1969i була дев'ятою кометою, відкритою 1969 року. Після спостереження комети в перигелії та визначення її орбіти з достатньою точністю кометі було присвоєно офіційне позначення, що містить рік проходження перигелію, за яким слідує римська цифра, що позначає послідовність номеру відповідного транзитного року. Таким чином, комета Беннета 1969i згодом отримала назву Комета Беннета 1970 II (друга нещодавно відкрита комета, що досягла перигелія в 1970) [7] .

У наступні десятиліття збільшення числа новостворених комет зробило цю процедуру громіздкою, і в 1994 році Міжнародний астрономічний союз затвердив нову систему. Згідно з нею, комети позначаються роком відкриття, за яким слідує латинська буква від A до Y (24, по дві на кожен місяць року), що означає половину місяця відкриття та порядковий номер. Таким чином, четверта комета, відкрита у другій половині лютого 2006 року, називатиметься 2006 D4. Можна додати префікси, які уточнюють тип комети, такі як P/ для періодичної комети, C/ для неперіодичної комети, X/ для комети з невідомою орбітою, D/ для комети, яка розпалася або була зруйнована. втрачено, а A/ — мала планета, яку на якийсь час помилково прийняли за комету. Після другого спостереження комети в перигелії періодичної комети надається порядковий номер відкриття. Повне позначення комети Галлея, першої відкритої періодичної комети - P/1682 Q1, а позначення комети Хейла - Боппа - C/1995 O1 [7] .

Примітки

1. ↑ 1,01,1КОМЕТИ • Велика російська енциклопедія - електронна версія(неопр.) . old.bigenc.ru. Дата звернення: 31 березня 2023 року.



2. ↑КОМЕТИ • Велика російська енциклопедія - електронна версія(неопр.) . old.bigenc.ru. Дата звернення: 31 березня 2023 року.



3. ↑Комети та хмара Оорта на сайті Ігоря Гаршина. Кометологія(неопр.) . www.garshin.ru. Дата звернення: 31 березня 2023 року.



4. ↑Комета 19P/Бореллі(рус.)(неопр.)?. spacegid.com (22 листопада 2015 року). Дата звернення: 31 березня 2023 року.



5. ↑Олександр Громов.Дивовижна сонячна система. - Litres, 2012-05-29. - 458 с. - ISBN 978-5-457-08850-4.



6. ↑Н. Ю. Ємельяненко, К. С. Заварухін.Вплив несферичності фігури Юпітера на низькошвидкісні зближення комети // Вісник Південно-Уральського державного університету. Серія: Математика. Механіка. фізика. - 2005. - Вип. 6 . - С. 31-35. - ISSN2075-809X.



7. ↑ 7,07,17,2Іменування комет(неопр.) . alphapedia.ru. Дата звернення: 31 березня 2023 року.

Ця стаття має статус «готової». Це не говорить про якість статті, проте в ній вже достатньо розкрито основну тему. Якщо ви хочете покращити статтю – правте сміливо!