Кометы в основном состоят из. Кометы, особенности их строения и движения вокруг солнца

Кометы Солнечной системы всегда интересовали исследователей космического пространства. Вопрос о том, что из себя представляют данные явления, волнует и людей, далеких от изучения комет. Попробуем разобраться, как выглядит это небесное тело, может ли оно влиять на жизнедеятельность нашей планеты.

Содержание статьи:

Комета - это небесное тело, образовавшееся в Космосе, размеры которого достигают масштаба небольшого населенного пункта. Состав комет (холодные газы, пыль и обломки камней) делает подобное явление поистине уникальным. Хвост кометы оставляет шлейф, который исчисляется миллионами километров. Данное зрелище завораживает своей грандиозностью и оставляет больше вопросов, чем ответов.

Понятие кометы как элемента Солнечной системы

Чтобы разобраться с данным понятием, следует отталкиваться от орбит комет. Немало этих космических тел проходит через Солнечную систему.

Рассмотрим подробно особенности комет:

Кометы - это так называемые снежки, проходящие по своей орбите и имеющие в составе пыльные, скалообразные и газообразные скопления.
Разогревание небесного тела происходит в течение периода приближения к главной звезде Солнечной системы.
У комет отсутствуют спутники, которые характерны для планет.
Системы образований в виде колец также не свойственны для комет.
Размер данных небесных тел определить сложно и порой нереально.
Кометы не поддерживают жизнь. Впрочем, их состав может служить определенным строительным материалом.

Все перечисленное свидетельствует о том, что данное явление изучается. Об этом же говорит наличие двадцати миссий по исследованию объектов. Пока наблюдение ограничивается в основном изучением через сверхмощные телескопы, но перспективы открытий в этой области очень впечатляют.

Особенности строения комет

Описание кометы можно распределить на характеристики ядра, комы и хвостовой части объекта. Это говорит о том, что нельзя назвать изучаемое небесное тело простой конструкцией.

Ядро кометы

Практически вся масса кометы заключена именно в ядре, которое является наиболее сложным объектом для изучения. Причина состоит в том, что ядро скрыто даже от самых мощных телескопов материей светящегося плана.

Существует 3 теории, которые по-разному рассматривают строение ядра комет:

Теория «грязного снежка» . Это предположение наиболее распространено и принадлежит американскому ученому Фреду Лоуренсу Уипплу. По данной теории, твердый участок кометы - не что иное, как соединение льда и фрагментов вещества метеоритного состава. По мнению этого специалиста, различают старые кометы и тела более молодой формации. Структура их различна по причине того, что более зрелые небесные тела неоднократно приближались к Солнцу, что подплавило их изначальный состав.
Ядро состоит из пыльного материала . Теория была озвучена в начале 21 столетия благодаря изучению явления американской космической станцией. Данные этой разведки говорят о том, ядро - это пыльный материал очень рыхлого характера с порами, занимающими большинство его поверхности.
Ядро не может представлять из себя монолитную конструкцию . Далее гипотезы расходятся: подразумевают структуру в виде снежного роя, глыб каменно-ледяного скопления и метеоритного нагромождения вследствие влияния планетарных гравитаций.

Все теории имеют право оспариваться или быть поддержанными учеными, практикующимися в этой области. Наука не стоит на месте, поэтому открытия в изучении строения комет еще долго будут ошеломлять своими неожиданными находками.

Кома кометы

Вместе с ядром голову кометы формирует кома, которая представляет из себя туманообразную оболочку светлого цвета. Шлейф такой составляющей кометы тянется на довольно большое расстояние: от ста тысяч до почти полутора миллионов километров от основы объекта.

Можно обозначить три уровня комы, которые выглядят следующим образом:

Внутренняя часть химического, молекулярного и фотохимического состава . Строение ее определяется тем, что в этой области сосредоточены и наиболее активизируются основные изменения, происходящие с кометой. Реакции химического плана, распад и ионизация нейтрально заряженных частиц - все это характеризует процессы, которые протекают во внутренней коме.
Кома радикалов . Состоит из активных по своей химической природе молекул. В данном участке не наблюдается повышенной активности веществ, которая так характерна для комы внутреннего плана. Впрочем, и здесь продолжается процесс распада и возбуждения описываемых молекул в более спокойном и плавном режиме.
Кома атомного состава . Ее еще называют ультрафиолетовой. Эту область атмосферы кометы наблюдают в водородной линии Лайман-альфа в удаленном ультрафиолетовом спектральном участке.

Изучение всех этих уровней важно для более глубинного исследования такого явления, как кометы Солнечной системы.

Хвост кометы

Хвост кометы - это уникальное по своей красоте и эффектности зрелище. Обычно направляется он от Солнца и выглядит в виде газо-пылевого шлейфа вытянутой формы. Четких границ такие хвосты не имеют, и можно сказать, что их цветовая гамма близка к полной прозрачности.

Федор Бредихин предложил классифицировать сверкающие шлейфы по таким подвидам:

Прямолинейные и узкоформатные хвосты . Данные составляющие кометы имеют направление от главной звезды Солнечной системы.
Немного деформированные и широкоформатные хвосты . Эти шлейфы уклоняются от Солнца.
Короткие и сильно деформированные хвосты . Такое изменение вызвано значительным отклонением от главного светила нашей системы.

Можно разграничить хвосты комет и по причине их образования, что выглядит следующим образом:

Пылевой хвост . Отличительной визуальной чертой данного элемента является то, что свечение его имеет характерный красноватый оттенок. Шлейф подобного формата - однородный по своей структуре, протягивается на миллион, а то и десяток миллионов километров. Образовался он за счет многочисленных пылинок, которые энергия Солнца отбросила на дальнее расстояние. Желтый оттенок хвоста объясняется рассеиванием пылинок солнечным светом.
Хвост плазменной структуры . Этот шлейф гораздо обширнее, чем пылевой, потому что протяженность его исчисляется десятками, а порой и сотнями миллионов километров. Комета вступает во взаимодействие с солнечным ветром, от чего и возникает подобное явление. Как известно, солнечные вихревые потоки пронизаны большим количеством полей магнитной природы образования. Они, в свою очередь, сталкиваются с плазмой кометы, что приводит к созданию пары областей с диаметрально различной полярностью. Временами происходит эффектный обрыв этого хвоста и образование нового, что выглядит очень впечатляюще.
Антихвост . Появляется он по другой схеме. Причина заключается в том, что направляется он в солнечную сторону. Влияние солнечного ветра на подобное явление крайне невелико, потому что в состав шлейфа входят пылевые частицы крупного размера. Наблюдать подобный антихвост реально только при моменте пересечения Землей орбитальной плоскости кометы. Дискообразное образование окружает небесное тело практически со всех сторон.

Осталось немало вопросов касаемо такого понятия, как кометный хвост, что дает возможность более углубленно изучать данное небесное тело.

Основные разновидности комет

Виды комет можно разграничить по времени их обращения вокруг Солнца:

Короткопериодические кометы . Время обращения такой кометы не превышает 200 лет. На максимальной отдаленности от Солнца они не имеют хвостов, а только еле уловимую кому. При периодическом приближении к главному светилу шлейф появляется. Зафиксировано более четырехсот подобных комет, среди которых есть короткопериодичные небесные тела с термином обращения вокруг Солнца 3-10 лет.
Кометы с долгим периодом обращения . Облако Оорта, по мнению ученых, периодически поставляет таких космических гостей. Орбитальный термин данных явлений превышает отметку в двести лет, что делает изучение подобных объектов более проблематичным. Двести пятьдесят таких пришельцев дают основание утверждать, что на самом деле их миллионы. Не все из них настолько приближаются к главной звезде системы, что появляется возможность наблюдать за их деятельностью.

Изучение данного вопроса всегда будет привлекать специалистов, которые хотят постичь тайны бесконечного космического пространства.

Самые известные кометы Солнечной системы

Существует большое количество комет, которые проходят через Солнечную систему. Но есть наиболее известные космические тела, о которых стоит поговорить.

Комета Галлея

Комета Галлея стала известна благодаря наблюдениям за ней известного исследователя, в честь которого она и получила свое название. Отнести ее можно к короткопериодическим телам, потому что возвращение ее к главному светилу исчисляется периодом в 75 лет. Стоит отметить изменение этого показателя в сторону параметров, которые колеблются в пределах 74-79 лет. Знаменитость ее заключается в том, что это первое небесное тело такого типа, орбиту которого удалось рассчитать.

Безусловно, некоторые долгопериодические кометы более эффектны, но 1P/Halley реально наблюдать даже невооруженным глазом. Этот фактор делает подобное явление уникальным и популярным. Практически тридцать зафиксированных появлений этой кометы порадовали сторонних наблюдателей. Периодичность их напрямую зависит от гравитационного влияния крупных планет на жизнедеятельность описанного объекта.

Скорость кометы Галлея по отношению к нашей планете поражает, потому что превышает все показатели деятельности небесных тел Солнечной системы. Сближение земной орбитальной системы с орбитой кометы можно наблюдать в двух точках. Это приводит к двум пыльным образованиям, которые в свою очередь формируют метеоритные потоки под названием Аквариды и Ореаниды.

Если рассматривать структуру подобного тела, то она мало чем отличается от других комет. При приближении к Солнцу наблюдается образование сверкающего шлейфа. Ядро кометы относительно мало, что может свидетельствовать о груде обломков в виде строительного материала для основы объекта.

Насладиться необыкновенным зрелищем прохождения кометы Галлея можно будет летом 2061 года. Обещается лучшая видимость грандиозного явления по сравнению с более чем скромным визитом в 1986 году.

Это достаточно новое открытие, которое было сделано в июле 1995 года. Два исследователя Космоса обнаружили эту комету. Причем, эти ученые вели отдельные друг от друга поиски. Существует множество разных мнений касательно описываемого тела, но специалисты сходятся на версии, что оно является одной из самых ярких комет прошлого столетия.

Феноменальность данного открытия заключается в том, что в конце 90-х годов комету наблюдали без специальных аппаратов в течение десяти месяцев, что само по себе не может не удивлять.

Оболочка твердого ядра небесного тела довольно неоднородна. Обледеневшие участки не перемешанных газов соединены с углеродной окисью и прочими природными элементами. Обнаружение минералов, которые характерны для структуры земной коры, и некоторые метеоритные образования лишний раз подтверждают, что комета Хейла-Бопа возникла в пределах нашей системы.

Влияние комет на жизнедеятельность планеты Земля

Существует много гипотез и предположений относительно этой взаимосвязи. Есть некоторые сравнения, которые носят сенсационный характер.

Исландский вулкан Эйяфьятлайокудль начал свою активную и разрушительную двухгодичную деятельность, которая удивила многих ученых того времени. Случилось это практически сразу после того, как знаменитый император Бонапарт увидел комету. Возможно, это совпадение, но есть и другие факторы, которые заставляют задуматься.

Ранее описываемая комета Галлея странно повлияла на активность таких вулканов, как Руис (Колумбия), Тааль (Филиппины), Катмай (Аляска). Свое воздействие от этой кометы почувствовали люди, проживающие рядом с вулканом Коссуин (Никарагуа), который начал одну из самых разрушительных деятельностей тысячелетия.

Комета Энке стала причиной мощнейшего извержения вулкана Кракатау. Все это может зависеть от солнечной активности и деятельности комет, которые провоцируют при своем приближении к нашей планете некоторые ядерные реакции.

Падение комет является довольно редким. Однако некоторые специалисты считают, что Тунгусский метеорит относится как раз к подобным телам. В качестве аргументов они приводят такие факты:

За пару дней до катастрофы наблюдалось появление зорь, которые своей пестротой свидетельствовали об аномальности.
Возникновение такого явления, как белые ночи, в несвойственных для него местах сразу после падения небесного тела.
Отсутствие такого показателя метеоритности, как наличие твердого вещества данной конфигурации.

Сегодня нет вероятности повторения подобного столкновения, но не стоит забывать, что кометы - это объекты, траектория которых может измениться.

Как выглядит комета - смотрите на видео:

Кометы Солнечной системы - тема увлекательная и требующая дальнейшего изучения. Ученые всего мира, занимающиеся исследованием Космоса, стараются разгадать тайны, которые несут в себе эти небесные тела поразительной красоты и мощи.

Комета представляет собой небесное тело малых размеров, состоящее изо льда с вкраплениями пыли и каменных обломков. При приближении к солнцу лед начинает испаряться, потому за кометой остается хвост, растягивающийся порой на миллионы километров. Хвост кометы состоит из пыли и газа.

Орбита кометы

Как правило, орбита большей части комет представляет собой эллипс. Однако достаточно редко встречаются также круговые и гиперболические траектории, по которым двигаются ледяные тела в космическом пространстве.

Кометы, проходящие через Солнечную систему

Через Солнечную систему проходит немало комет. Остановим внимание на наиболее известных космических странницах.

Комета Аренда-Роланда была впервые обнаружена астрономами в 1957 году.

Комета Галлея проходит недалеко от нашей планеты раз в 75,5 лет. Названа по имени британского астронома Эдмунда Галлея. Первые упоминания об этом небесном теле встречаются в Китайских древних текстах. Пожалуй, наиболее известная комета в истории цивилизации.

Комета Донати была открыта в 1858 году итальянским астрономом Донати.

Комета Икея-Секи была замечена японскими астрономами-любителями в 1965 году. Отличалась яркостью.

Комета Лекселя была обнаружена в 1770 году французским астрономом Шарлем Мессье.

Комета Морхауза была открыта американскими учеными в 1908 году. Примечательно, что в ее изучении впервые использовалась фотография. Отличалась наличием трех хвостов.

Комета Хейла-Боппа была видна в 1997 году невооруженным глазом.

Комета Хиякутаке наблюдалась учеными в 1996 году на небольшом удалении от Земли.

Комета Швассмана-Вахмана впервые была замечена немецкими астрономами в 1927 году.

«Молодые» кометы имеют голубоватый оттенок. Это связано с наличием большого количества льда. По мере вращения кометы вокруг солнца лед тает, и комета приобретает желтоватый оттенок.

Большая часть комет вылетает из пояса Койпера, представляющего собой скопление замороженных тел, которые находятся неподалеку от Нептуна.

Если хвост кометы голубого оттенка и повернут от Солнца – это свидетельство того, что он состоит из газов. Если же хвост желтоватый и повернут к Солнцу, то в нем много пыли и других примесей, притягивающихся к светилу.

Изучение комет

Ученые получают информацию о кометах визуально через мощные телескопы. Однако в ближайшем будущем (в 2014) году запланирован пуск космического аппарата ЕКА «Розетта» для изучения одной из комет. Предполагается, что аппарат будет находиться рядом с кометой на протяжении длительного времени, сопровождая космическую странницу в ее пути вокруг Солнца.

Заметим, что ранее НАСА запустило космический аппарат «Дип Импакт» для столкновения с одной из комет Солнечной системы. В настоящее время аппарат находится в исправном состоянии и используется НАСА для изучения ледяных космических тел.

Комета, небольшое небесное тело (ядро), имеющее протяжённую разреженную оболочку и движущееся по сильно вытянутой орбите, при приближении к Солнцу обильно выделяющее газ. С кометами связаны разнообразные физические процессы, от сублимации (сухое испарение) льда до плазменных явлений. Кометы – это остатки формирования Солнечной системы, переходная ступень к межзвездному веществу. Наблюдение комет и даже их открытие нередко осуществляются любителями астрономии. Иногда кометы бывают столь яркими, что привлекают всеобщее внимание. В прошлом появление ярких комет вызывало у людей страх и служило источником вдохновения для художников и карикатуристов.

Характеристика орбит

Кометы движутся по вытянутым траекториям. Орбита комет характеризуется параметрами, которые описывают размер орбиты, ее положение относительно Солнца: перигелийным расстоянием q (минимальным расстоянием от Солнца) и эксцентриситетом е (степенью вытянутости орбиты), периодом обращения кометы P , большой полуосью орбиты а . Орбита кометы может лежать не в плоскости эклиптики. Поэтому орбита кометы может характеризоваться углом наклона плоскости орбиты кометы i к плоскости эклиптики.

Орбита кометы и изменение направления хвостов кометы Хейла–Боппа

Кометы могут периодически возвращаться к Солнцу. Такие кометы называют периодическими. У периодических комет определены перигелий q (минимальное расстояние от Солнца), афелий Q (максимальное расстояние от Солнца).

Названия комет

Кометы открывают достаточно часто. Названия комет отражают время от открытия.

Многие кометы носят названия NEAT , а далее год открытия и цифры. Так называют кометы, открытые в рамках наблюдений по программе NEAT (Near Earth Asteroid Tracking – программа слежения за астероидами, пролетающими вблизи Земли).

Комета NEAT С 2001 G 4

Обозначения комет расшифровываются так – C/2004 R1: 2004 – текущий год, R – буквенное обозначение полумесяца открытия 1 – номер кометы в данном полумесяце. Буква P ставится впереди, если комета периодическая, например P/2004 R1.

Месяцы	январь	февраль	март	апрель	май	июнь
1–15
16–30(31)
Месяцы	июль	август	сентябрь	октябрь	ноябрь	декабрь
1–15
16–30(31)

Кроме того, кометы могут носить фамилии людей открывших их, например, комета Галлея, комета Мачхолца, комета Шумейкера–Леви 9 или комета Мак-Нота.

Движение и пространственное распределение

Все кометы являются членами Солнечной системы. Они, как и планеты, подчиняются законам тяготения, но движутся весьма своеобразно. Все планеты обращаются вокруг Солнца в одном направлении (которое называют «прямым» в отличие от «обратного») по почти круговым орбитам, лежащим примерно в одной плоскости (эклиптики), а кометы движутся как в прямом, так и обратном направлениях по сильно вытянутым (эксцентричным) орбитам, наклоненным под различными углами к эклиптике. Именно характер движения сразу выдает комету.

Долгопериодические кометы (с орбитальным периодом более 200 лет) прилетают из областей, расположенных в тысячи раз дальше, чем самые удаленные планеты, причем их орбиты бывают наклонены под всевозможными углами. Короткопериодические кометы (период менее 200 лет) приходят из района внешних планет, двигаясь в прямом направлении по орбитам, лежащим недалеко от эклиптики. Вдали от Солнца кометы обычно не имеют «хвостов», но иногда имеют еле видимую «кому», окружающую «ядро»; вместе их называют «головой» кометы. С приближением к Солнцу голова увеличивается и появляется хвост.

Типы хвостов

Типы хвостов комет исследовал русский астроном Ф. А. Бредихин. В конце XIX века от разделил хвосты комет на три типа:

I тип хвостов комет прямой и направлен в сторону от Солнца по радиусу вектору;
II тип хвостов широкий, изогнутый;
III тип хвостов направлен вдоль орбиты кометы. Такие хвосты неширокие.

Довольно редко встречаются кометы, хвосты которых направлены к Солнцу. Это так называемые аномальные хвосты. Под воздействием солнечного ветра пылевые частицы отбрасываются в направлении, противоположном Солнцу, формируя пылевой хвост кометы. Пылевой хвост кометы имеет обычно желтоватый цвет и светится отражённым от Солнца светом.

Структура

В центре комы располагается ядро – твердое тело или конгломерат тел диаметром в несколько километров. Практически вся масса кометы сосредоточена в ее ядре; эта масса в миллиарды раз меньше земной. Согласно модели Ф.Уиппла, ядро кометы состоит из смеси различных льдов, в основном водяного льда с примесью замерзших углекислоты, аммиака и пыли. Эту модель подтверждают как астрономические наблюдения, так и прямые измерения с космических аппаратов вблизи ядер комет Галлея и Джакобини – Циннера в 1985–1986.

Когда комета приближается к Солнцу ее ядро нагревается, и льды сублимируются, т.е. испаряются без плавления. Образовавшийся газ разлетается во все стороны от ядра, унося с собой пылинки и создавая кому. Разрушающиеся под действием солнечного света молекулы воды образуют вокруг ядра кометы огромную водородную корону. Помимо солнечного притяжения на разреженное вещество кометы действуют и отталкивающие силы, благодаря которым образуется хвост. На нейтральные молекулы, атомы и пылинки действует давление солнечного света, а на ионизованные молекулы и атомы сильнее влияет давление солнечного ветра.

У каждой кометы несколько различных составных частей:

Ядро: относительно твердое и стабильное, состоящее в основном изо льда и газа с небольшими добавками пыли и других твердых веществ.
Голова (кома): светящаяся газовая оболочка, возникающая под действием электромагнитного и корпускулярного излучения Солнца. Плотное облако водяного пара, углекислого и других нейтральных газов сублимирующих из ядра.
Пылевой хвост состоит из очень мелких частиц пыли уносимых от ядра потоком газа. Эта часть кометы лучше всего видна невооруженным глазом.
Плазменный (ионный) хвост состоит из плазмы (ионизованных газов), интенсивно взаимодействует с солнечным ветром.

Кометой называют не очень большое небесное тело, которое перемещается в межгалактическом пространстве, а при сближении с Солнцем, выделяет за собой характерные сгустки газа. По сути, кометы – это переходная ступень к межзвездному веществу, так сказать, остатки формирования Солнечной системы. Сухое испарение льда (сублимации), плазменные процессы и другие разнообразные физические явления, неразрывно связаны с кометами. В отличие от остальных многочисленных небесных тел солнечной системы, о кометах узнали задолго до появления специальных оптических приборов для наблюдения за звездным небом. Об этом свидетельствуют записи древних китайцев, в которых говорится о наблюдениях за кометой Галлея в 240 году до нашей эры.

Даже в наши дни любой астроном-любитель в состоянии наблюдать и даже открыть новую комету. Ведь они могут быть настолько яркими, что привлекут всеобщее внимание. А ведь еще несколько веков назад, появление особенно ярких комет, вызывало у обычных людей панику и страх, а у художников вдохновение.

Так чем же, все-таки кометы, так сильно отличаются от множества других небесных тел? Конечно же, своим характерным светящимся следом (хвостом), который остается за кометой. Он образуется по мере приближения кометы к Солнцу. В основной состав и строение комет входят пыль и замороженный лед с газом, который по мере приближения к Солнцу, начитает нагреваться и испаряться с ее поверхности, в результате чего и остается светящийся след.

Наблюдение за кометой, это не только красивое зрелище, которое завораживает своей красотой, но очень познавательное, с точки зрения науки. Дело в том, что поверхность и ядро кометы, состоит из вещества, которое по неизвестным причинам, не смогло на ранних стадиях развития солнечной системы, вовремя сформироваться в полноценную планету. Поэтому, благодаря изучению комет, ученые могут заглянуть в далекое прошлое и подробно понять механизм формирования планет.

Кометы, как и планеты, подчиняются известным законам тяготения, но движутся, по очень своеобразным траекториям. Если планеты вращаются в одном направлении по круговым орбитам, то кометы – как в прямом, так и в обратном направлении по очень эксцентричным (вытянутым) орбитам, которые наклонены к оси эклиптике. Их разделят на короткопериодические кометы (орбитальный период менее 200 лет) и долгопериодические кометы (более 200 лет). Большинство открытых комет имеют период намного больше 200 лет, и появляются они в нашей солнечной системе очень и очень редко, пропадая потом на многие тысячи или даже миллионы лет. Естественно, что такие кометы существую гораздо дольше комет, которые часто пролетают возле Солнца, а следовательно, постепенно испаряются. Не исключено и пересечение траектории полета кометы с орбитой одной из планет солнечной системы, что неизбежно приводит к столкновениям. В результате таких столкновений и появляются кратеры на Меркурии, Марсе, Луне и других планетах.

Самая знаменитая комета, известная на земле – комета Галлея. Ее появление, наблюдалось уже более 30 раз, начиная с 239 до нашей эры. Естественно, что своим названием, она обязана Э.Галлею, который после ее очередного появления в 1682 рассчитав ее орбиту, предсказал возвращение кометы в 1758. Орбитальный период кометы Галлея составляет 76 лет; последний раз ее можно было наблюдать в 1986, следовательно она появится в 2061.

При ее последнем появлении несколько японских, советских и европейских спутников изучали с близкого расстояния. В результате этого выяснилось, что ядро кометы Галлея имеет овальную форму длиной около 15 км и шириной около 8 км, а ее поверхность, возможно, покрыта слоем органических соединений и по цвету чернее угля.

Маленькое ядро кометы является единственной её твёрдой частью, в нём сосредоточена почти вся её масса. Поэтому ядро - первопричина всего остального комплекса кометных явлений. Ядра комет до сих пор всё ещё недоступны телескопическим наблюдениям, так как они вуалируются окружающей их светящейся материей, непрерывно истекающей из ядер. Применяя большие увеличения, можно заглянуть в более глубокие слои светящейся газопылевой оболочки, но и то, что останется, будет по своим размерам всё ещё значительно превышать истинные размеры ядра. Центральное сгущение, видимое в атмосфере кометы визуально и на фотографиях, называется фотометрическим ядром. Считается, что в центре его находится собственно ядро кометы, то есть располагается центр масс. Однако, как показал советский астроном Д.О. Мохнач, центр масс может не совпадать с наиболее яркой областью фотометрического ядра. Это явление носит название эффекта Мохнача.

Туманная атмосфера, окружающая фотометрическое ядро, называется комой. Кома вместе с ядром составляют голову кометы - газовую оболочку, которая образуется в результате прогревания ядра при приближении к Солнцу. Вдали от Солнца голова выглядит симметричной, но с приближением к нему она постепенно становится овальной, затем удлиняется ещё сильнее и в противоположной от Солнца стороне из неё развивается хвост, состоящий из газа и пыли, входящих в состав головы.

Ядро - самая главная часть кометы. Однако до сих пор нет единодушного мнения, что оно представляет собой на самом деле. Ещё во времена Лапласа существовало мнение, что ядро кометы - твёрдое тело, состоящее из легко испаряющихся веществ типа льда или снега, быстро превращающихся в газ под воздействием солнечного тепла. Эта классическая ледяная модель кометного ядра была существенно дополнена в последнее время. Наибольшим признанием пользуется разработанная Уиплом модель ядра - конгломерата из тугоплавких каменистых частиц и замороженной летучей компоненты (метана, углекислого газа, воды и др.). В таком ядре ледяные слои из замороженных газов чередуются с пылевыми слоями. По мере прогревания газы, испаряясь, увлекают за собой облака пыли. Это позволяет объяснить образование газовых и пылевых хвостов у комет, а также способность небольших ядер к газовыделению.

Согласно Уиплу механизм истечения вещества из ядра объясняется следующим образом. У комет, совершивших небольшое число прохождений через перигелий, - так называемых «молодых» комет - поверхностная защитная корка ещё не успела образоваться, и поверхность ядра покрыта льдами, поэтому газовыделение протекает интенсивно путём прямого испарения. В спектре такой кометы преобладает отражённый солнечный свет, что позволяет спектрально отличать «старые» кометы от «молодых». Обычно «молодыми» называются кометы, имеющие большие полуоси орбит, так как предполагается, что они впервые проникают во внутренние области Солнечной системы. «Старые» кометы - это кометы с коротким периодом обращения вокруг Солнца, многократно проходившие свой перигелий. У «старых» комет на поверхности образуется тугоплавкий экран, так как при повторных возвращениях к Солнцу поверхностный лед, подтаивая, «загрязняется». Этот экран хорошо защищает находящийся под ним лёд от воздействия солнечного света.

Модель Уипла объясняет многие кометные явления: обильное газовыделение из маленьких ядер, причину негравитационных сил, отклоняющих комету от расчётного пути. Потоки, истекающие из ядра, создают реактивные силы, которые и приводят к вековым ускорениям или замедлениям в движении короткопериодических комет.

Существуют также другие модели, отрицающие наличие монолитного ядра: одна представляет ядро как рой снежинок, другая - как скопление каменно-ледяных глыб, третья говорит о том, что ядро периодически конденсируется из частиц метеорного роя под действием гравитации планет. Всё же наиболее правдоподобной считается модель Уипла.

Массы ядер комет в настоящее время определяются крайне неуверенно, поэтому можно говорить о вероятном диапазоне масс: от нескольких тонн (микрокометы) до нескольких сотен, а возможно, и тысяч миллиардов тонн (от 10 до 10- 10 тонн).

Кома кометы окружает ядро в виде туманной атмосферы. У большинства комет кома состоит из трёх основных частей, заметно отличающихся своими физическими параметрами:

наиболее близкая, прилегающая к ядру область - внутренняя, молекулярная, химическая и фотохимическая кома,

видимая кома, или кома радикалов,

ультрафиолетовая, или атомная кома.

На расстоянии в 1 а.е. от Солнца средний диаметр внутренней комы D= 10км, видимой D= 10- 10км и ультрафиолетовой D= 10км.

Во внутренней коме происходят наиболее интенсивные физико-химические процессы: химические реакции, диссоциация и ионизация нейтральных молекул. В видимой коме, состоящей в основном из радикалов (химически активных молекул) (CN, OH, NH и др.), процесс диссоциации и возбуждения этих молекул под действием солнечной радиации продолжается, но уже менее интенсивно, чем во внутренней коме.

Л.М. Шульман на основании динамических свойств вещества предложил делить кометную атмосферу на следующие зоны:

пристеночный слой (область испарения и конденсации частиц на ледяной поверхности),

околоядерную область (область газодинамического движения вещества),

переходную область,

область свободномолекулярного разлёта кометных частиц в межпланетное пространство.

Но не для всякой кометы должно быть обязательным наличие всех перечисленных атмосферных областей.

По мере приближения кометы к Солнцу диаметр видимой головы день ото дня растёт, после прохождения перигелия её орбиты голова снова увеличивается и достигает максимальных размеров между орбитами Земли и Марса. В целом для всей совокупности комет диаметры голов заключены в широких пределах: от 6000 км до 1 млн. км.

Головы комет при движении кометы по орбите принимают разнообразные формы. Вдали от Солнца они круглые, но по мере приближения к Солнцу, под воздействием солнечного давления, голова принимает вид параболы или цепной линии.

С.В. Орлов предложил следующую классификацию кометных голов, учитывающую их форму и внутреннюю структуру:

Тип E; - наблюдается у комет с яркими комами, обрамлёнными со стороны Солнца светящимися параболическими оболочками, фокус которых лежит в ядре кометы.

Тип C; - наблюдается у комет, головы которых в четыре раза слабее голов типа E и по внешнему виду напоминают луковицу.

Тип N; - наблюдается у комет, у которых отсутствует и кома и оболочки.

Тип Q; - наблюдается у комет, имеющих слабый выступ в сторону Солнца, то есть аномальный хвост.

Тип h; - наблюдается у комет, в голове которых генерируются равномерно расширяющиеся кольца - галосы с центром в ядре.

Наиболее впечатляющая часть кометы - её хвост. Хвосты почти всегда направлены в противоположную от Солнца сторону. Хвосты состоят из пыли, газа и ионизированных частиц. Поэтому в зависимости от состава частицы хвостов отталкиваются в противоположную от Солнца сторону силами, исходящими из Солнца.

Ф. Бессель, исследуя форму хвоста кометы Галлея, впервые объяснил её действием отталкивающих сил, исходящих из Солнца. Впоследствии Ф.А. Бредихин разработал более совершенную механическую теорию кометных хвостов и предложил разбить их на три обособленные группы, в зависимости от величины отталкивающего ускорения.

Анализ спектра головы и хвоста показал наличие следующих атомов, молекул и пылевых частиц:

Органические C, C, CCH, CN, CO, CS, HCN, CHCN.

Неорганические H, NH, NH, O, OH, HO.

Металлы - Na, Ca, Cr, Co, Mn, Fe, Ni, Cu, V, Si.

Ионы - CO, CO, CH, CN, N, OH, HO.

Пыль - силикаты (в инфракрасной области).

Механизм свечения кометных молекул был расшифрован в 1911 году К. Шварцшильдом и Е. Кроном, которые пришли к выводу, что это механизм флуоресценции, то есть переизлучения солнечного света.

Иногда в кометах наблюдаются достаточно необычные структуры: лучи, выходящие под различными углами из ядра и образующие в совокупности лучистый хвост; галосы - системы расширяющихся концентрических колец; сжимающиеся оболочки - появление нескольких оболочек, постоянно двигающихся к ядру; облачные образования; омегообразные изгибы хвостов, появляющиеся при неоднородностях солнечного ветра.

Также существуют и нестационарные процессы в головах комет: вспышки яркости, связанные с усилением коротковолновой радиации и корпускулярных потоков; разделение ядер на вторичные фрагменты.

Проект «Вега» («Венера - комета Галлея») был одним из самых сложных в истории космических исследований. Он состоял из трёх частей: изучение атмосферы и поверхности Венеры при помощи посадочных аппаратов, изучение динамики атмосферы Венеры при помощи аэростатных зондов, пролёт через кому и плазменную оболочку кометы Галлея.

Автоматическая станция «Вега-1» стартовала с космодрома Байконур 15 декабря 1984 года, через 6 дней за ней последовала «Вега-2». В июне 1985 года они друг за другом прошли вблизи Венеры, успешно проведя исследования, связанные с этой частью проекта.

Но самой интересной была третья часть проекта - исследования кометы Галлея. Космическим аппаратам впервые предстояло «увидеть» ядро кометы, неуловимое для наземных телескопов. Встреча «Веги-1» с кометой произошла 6 марта, а «Веги-2» - 9 марта 1986 года. Они прошли на расстоянии 8900 и 8000 километров от её ядра.

Самой важной задачей в проекте было исследование физических характеристик ядра кометы. Впервые ядро рассматривалось как пространственно разрешённый объект, были определены его строение, размеры, инфракрасная температура, получены оценки его состава и характеристик поверхностного слоя.

В то время ещё не представлялось технической возможности совершить посадку на ядро кометы, так как слишком велика была скорость встречи - в случае с кометой Галлея это 78 км/с. Опасно было даже пролетать на слишком близком расстоянии, так как кометная пыль могла разрушить космический аппарат. Расстояние пролёта было выбрано с учётом количественных характеристик кометы. Использовалось два подхода: дистанционные измерения с помощью оптических приборов и прямые измерения вещества (газа и пыли), покидающего ядро и пересекающего траекторию движения аппарата.

Оптические приборы были размещены на специальной платформе, разработанной и изготовленной совместно с чехословацкими специалистами, которая поворачивалась во время полёта и отслеживала траекторию движения кометы. С ёе помощью проводились три научных эксперимента: телевизионная съёмка ядра, измерение потока инфракрасного излучения от ядра (тем самым определялась температура его поверхности) и спектра инфракрасного излучения внутренних «околоядерных» частей комы на длинах волн от 2,5 до 12 микрометров с целью определения его состава. Исследования ИК излучения проводились при помощи инфракрасного спектрометра ИКС.

Итоги оптических исследований можно сформулировать следующим образом: ядро - вытянутое монолитное тело неправильной формы, размеры большой оси - 14 километров, в поперечнике - около 7 километров. Каждые сутки его покидают несколько миллионов тонн водяного пара. Расчёты показывают, что такое испарение может идти от ледяного тела. Но вместе с тем приборы установили, что поверхность ядра чёрная (отражательная способность менее 5%) и горячая (примерно 100 тысяч градусов Цельсия).

Измерения химического состава пыли, газа и плазмы вдоль траектории полёта показали наличие водяного пара, атомных (водород, кислород, углерод) и молекулярных (угарный газ, диоксид углерода, гидроксил, циан и др.) компонентов, а также металлов с примесью силикатов.

Проект был осуществлён при широкой международной кооперации и с участием научных организаций многих стран. В результате экспедиции «Вега» учёные впервые увидели кометное ядро, получили большой объём данных о его составе и физических характеристиках. Грубая схема была заменена картиной реального природного объекта, ранее никогда не наблюдавшегося.

В настоящее время NASA готовит три больших экспедиции. Первая из них называется «Stardust» («Звёздная пыль»). Она предполагает запуск в 1999 году космического аппарата, который пройдёт в 150 километрах от ядра кометы Wild 2 в январе 2004 года. Основная его задача: собрать для дальнейших исследований кометную пыль с помощью уникальной субстанции, называемой «аэрогель». Второй проект носит название «Contour» («COmet Nucleus TOUR»). Аппарат будет запущен в июле 2002 года. В ноябре 2003 года он встретится с кометой Энке, в январе 2006 года - с кометой Швассмана-Вахмана-3, и, наконец, в августе 2008 года - с кометой d"Arrest. Он будет оснащён совершенным техническим оборудованием, которое позволит получить высококачественные фотографии ядра в различных спектрах, а также собрать кометные газ и пыль. Проект также интересен тем, что космический аппарат при помощи гравитационного поля Земли может быть переориентирован в 2004-2008 году на новую комету. Третий проект - самый интересный и сложный. Он называется «Deep Space 4» и входит в программу исследований под названием «NASA New Millennium Program». В его ходе предполагается посадка на ядро кометы Tempel 1 в декабре 2005 года и возвращение на Землю в 2010 году. Космический аппарат исследует ядро кометы, соберёт и доставит на Землю образцы грунта.

Наиболее интересными событиями за последние несколько лет стали: появление кометы Хейла-Боппа и падение кометы Шумахера-Леви 9 на Юпитер.

Комета Хейла-Боппа появилась на небе весной 1997 года. Её период составляет 5900 лет. С этой кометой связаны некоторые интересные факты. Осенью 1996 года американский астроном-любитель Чак Шрамек передал во всемирную сеть Интернет фотографию кометы, на которой отчётливо был виден яркий белый объект неизвестного происхождения, слегка сплюснутый по горизонтали. Шрамек назвал его «Saturn-like object» (сатурнообразный объект, сокращённо - «SLO»). Размеры объекта в несколько раз превосходили размеры Земли.

Реакция официальных научных представителей была странной. Снимок Шрамека был объявлен подделкой, а сам астроном - мистификатором, но вразумительного объяснения характера SLO не было предложено. Снимок, опубликованный в Интернет, вызвал взрыв оккультизма, распространялось огромное количество рассказов о грядущем конце света, «мёртвой планете древней цивилизации», злобных пришельцах, готовящихся к захвату Земли с помощью кометы, даже выражение: «What the hell is going on?» («Что за чертовщина происходит?») перефразировали в «What the Hale is going on?»… До сих пор не ясно, что это был за объект, какова его природа.

Предварительный анализ показал, что второе «ядро» - звезда на заднем плане, но последующие снимки опровергли это предположение. С течением времени «глаза» опять соединились, и комета приняла первоначальный вид. Этот феномен также не был объяснён ни одним учёным.

Таким образом, комета Хейла-Боппа была не стандартным явлением, она дала учёным новый повод для размышлений.

Другим нашумевшим событием стало падение в июле 1994 года короткопериодической кометы Шумахера-Леви 9 на Юпитер. Ядро кометы в июле 1992 года в результате сближения с Юпитером разделилось на фрагменты, которые впоследствии столкнулись с планетой-гигантом. В связи с тем, что столкновения происходили на ночной стороне Юпитера, земные исследователи могли наблюдать лишь вспышки, отражённые спутниками планеты. Анализ показал, что диаметр фрагментов от одного до нескольких километров. На Юпитер упали 20 кометных осколков.

Учёные утверждают, что распад кометы на части - редкое событие, захват кометы Юпитером - ещё более редкое происшествие, а столкновение большой кометы с планетой - экстраординарное космическое событие.

Недавно в американской лаборатории на одном из самых мощных компьютеров Intel Teraflop с производительностью 1 триллион операций в секунду была просчитана модель падения кометы радиусом 1 километр на Землю. Вычисления заняли 48 часов. Они показали, что такой катаклизм станет смертельным для человечества: в воздух поднимутся сотни тонн пыли, закрыв доступ солнечному свету и теплу, при падении в океан образуется гигантское цунами, произойдут разрушительные землетрясения… По одной из гипотез, динозавры вымерли в результате падения большой кометы или астероида. В штате Аризона существует кратер диаметром 1219 метров, образовавшийся после падения метеорита 60 метров в диаметре. Взрыв был эквивалентен взрыву 15 миллионов тонн тринитротолуола. Предполагается, что знаменитый Тунгусский метеорит 1908 года имел диаметр около 100 метров. Поэтому учёные работают сейчас над созданием системы раннего обнаружения, уничтожения или отклонения крупных космических тел, пролетающих недалеко от нашей планеты.

комета обнаружение уничтожение космический тело