Было время, когда появление комет пугало людей. Они считали кометы дьявольским предзнаменованием, предвестником чумы, войн и смерти. Сегодня мы знаем, что такое кометы.
Кометы - это большие космические объекты, состоящие из замороженного газа, камней и пыли, которые вместе с остальными небесными телами Солнечной системы вращаются вокруг звезды. Они образовались в результате сложных процессов, в ходе которых родились планеты и Солнце. В исходном состоянии кометы довольно большие и могут достигать размеров целых городов. Но в течение своего жизненного цикла, когда они находятся на орбите Солнца, кометы постепенно нагреваются по мере приближения к источнику тепла, теряя при этом свою массу.
Солнце не только нагревает их, но и притягивает частицы, поэтому появляются огромные хвосты, протянувшиеся на миллионы километров, освещающие тьму космоса. Что заставляет комету двигаться и направлять ее путь, так это сила тяжести всех планет и звезд, мимо которых она проходит. По мере приближения кометы к Солнцу она движется все быстрее и быстрее, потому что чем ближе объект к источнику гравитации, тем сильнее он действует на него. Хвост кометы не только будет двигаться быстрее, но и удлиняться по мере испарения вещества.
История изучения комет
В древности люди привыкли придавать любому явлению мифологический и божественный характер, не проходя через странные сияющие полосы неба, иногда скользящие в ночи. Некоторые называли их душами умерших.
Но прошло время, и научная мысль развивалась. Первым, кто объявил кометы раскаленными газами, был Аристотель. Позади него Сенека предположил, что у этих загадочных небесных объектов есть свои орбиты.
Кометы движутся по орбите, поэтому они снова и снова возвращаются в поле зрения астрономов. Выдвигались теории вытянутых эллиптических орбит, но они не нашли всеобщего признания и подтверждения до 18 века. Первую такую гипотезу выдвинул немецкий ученый Георг Дерффель в 1681 году. Исаак Ньютон, всего через 6 лет после публикации работы своего предшественника, попытался объяснить ее, представив миру свои гениальные законы закона. сила тяжести. Ньютон также сказал, что кометы - это скалистые объекты, содержащие лед, которые испаряются при приближении Солнца, образуя хвост.
В 1705 году Эдмунд Галлей изучил все задокументированные появления комет и попытался определить параметры их орбит, используя ньютоновскую физику. Это привело его к предположению, что кометы 1531, 1607 и 1682 годов на самом деле были тем же объектом, который появился через 75 лет после их последнего появления. Галлей был первым, кто успешно предсказал возвращение кометы - оно оказалось точно по его расчетам в 1759 году. Затем она получила имя - Комета Галлея.
Связь между метеоритными потоками и кометами была доказана в конце 19 века, когда итальянский астроном Джованни Скиапарелли представил свою гипотезу о метеорном потоке Персеиды, видимом невооруженным глазом каждый август. Его систематическое появление вызвано тем, что Земля проходит через облако обломков, оставленное кометой Свифта-Таттля. Эта теория позволила научному миру сделать вывод, что кометы имеют твердую поверхность, покрытую слоем льда.
В 1950-х годах американский астроном Фред Лоуренс Уиппл предположил, что кометы на самом деле состоят из льда, а не из камня и содержат замороженную воду, углекислый газ и аммиак. Теория Уиппла была подтверждена наблюдениями за космическими кораблями, запущенными во второй половине века.
Забавный факт: на протяжении многих лет кометы интерпретировались как знаки надвигающейся гибели или посланцы удачи. Римский император Нерон думал, что комета предвещает его убийство, и таким образом убил всех его живых преемников. Папа Калликст III на самом деле пытался отлучить комету Галлея от церкви, считая ее агентом дьявола. Перед вторжением в Англию в 1066 году Вильгельм Завоеватель считал комету хорошим предзнаменованием.
Строение и состав комет
Теперь мы знаем, что ядра комет в основном состоят из льда, который испаряется при приближении кометы к Солнцу. Это создает яркую парообразную атмосферу, состоящую из заряженных частиц, называемых ионами, и частиц пыли, которые могут состоять из силикатов, углеводородов и льда. Эта атмосфера называется комой. Длина ядер наблюдаемых комет колеблется от нескольких десятков метров до примерно 60 км. Кома образует оболочку вокруг ядра, ширина которой может достигать миллионов километров, и она окружена еще большей оболочкой из водорода.
Направление хвоста комет
Пыль и пар образуют два отдельных хвоста, но обычно они направлены примерно в одном направлении. Оба хвоста всегда направлены от Солнца, но заряженные частицы сильнее реагируют на магнитное поле и солнечный ветер, что заставляет их быть направленными точно в противоположном по отношению к звезде направлении. Частицы пыли менее восприимчивы к этому эффекту, поэтому направление пылевого хвоста искривлено в зависимости от орбиты кометы.
Интересное: в 2009 году космический зонд НАСА взял образец кометы Wild 2, и ученые обнаружили, что он содержит аминокислоту глицин, незаменимый элемент для происхождения жизни. Недавнее исследование показало, что комета могла поразить Землю, доставив до 9 триллионов органических материалов, предоставив энергию и материалы, необходимые для синтеза самых серьезных молекул, которые позже создадут жизнь.
Чем отличаются кометы друг от друга?
Кометы отличаются друг от друга в первую очередь массой и размерами. Они могут сильно варьироваться в своих размерах, но кометы все равно остаются малыми небесными телами, учитывая размеры других космических объектов. Но если у вас был любительский телескоп и вы наблюдали за кометами в ночном небе, то могли заметить, что они также отличаются яркостью свечения и формой. Эти параметры в первую очередь зависят от химического состава кометы.
Происхождение комет
Происхождение комет можно определить по их орбитальным параметрам. Считается, что кометы, которые вращаются вокруг Солнца менее чем на 200 лет, происходят из пояса Койпера. Пояс Койпера находится за пределами орбиты Нептуна и был выдвинут гипотезой голландско-американского астронома Джерарда Койпера в 1951 году. В настоящее время считается, что пояс содержит около 1000 миллиардов комет.
Считается, что кометы с периодами более 200 лет происходят из Облака Оорта. Облако Оорта — это сферическое облако, которое вращается вокруг Солнца на расстоянии более 1,5 световых лет от края пояса Койпера. Это треть расстояния до ближайшей ближайшей звезды Проксима Центавра.
Эстонский астроном Эрнст Эпик впервые предположил, что кометы с длительными периодами вращения могут зарождаться из Облака Оорта в 1932 году, и эта идея продолжила свое развитие в трудах Яна Оорта в 1950 году. Считается, что Облако Оорта содержит сотни миллиардов комет, а некоторые из них могут иметь такое количество льда, которое превышает массу всей воды на Земле в несколько раз.
Представляют ли кометы угрозу Земле?
С момента своего образования более 4,5 миллиардов лет назад Земля подвергалась многочисленным столкновениям с астероидами и кометами, поскольку последние вышли на свою орбиту во внутренние границы Солнечной системы и прошли поблизости. сразу с Земли. Все эти объекты называются «околоземными объектами».
В зависимости от размера поражающего объекта такое столкновение может нанести огромный ущерб как локально, так и глобально. И это неоспоримый факт, что в какой-то момент Земля снова столкнется с другим небесным телом. Существуют убедительные научные доказательства того, что космические столкновения сыграли важную роль в массовом вымирании, зафиксированном в окаменелостях по всему миру.
Объекты, близкие к Земле, имеют орбиты, совпадающие по направлению с Землей, поэтому столкновения с ними не столь разрушительны, поскольку скорость удара значительно снижается. Но кометы перемещаются вокруг Солнца немного по-разному, что чрезвычайно трудно предсказать, поэтому может произойти лобовое столкновение, которое может привести к катастрофическим результатам, говорят исследователи.
К сожалению, атмосфера Земли не является идеальной защитой от космических катастроф, потому что кометы могут достигать размеров в несколько километров. Это настоящие горы из камня и льда. Когда комета входит в атмосферу Земли, более мелкие частицы испаряются и не достигают поверхности, в отличие от более крупных. При ударе они создают взрыв, в результате чего образуется кратер. Некоторые ученые считают, что самые большие кратеры на Земле образовались в результате столкновения с кометами.
Самые известные кометы Солнечной системы
Комета Галлея
Комета Галлея - самая известная из всех комет. В конце концов, британский ученый Эдмунд Галлей был первым, кто доказал периодичность комет после своих наблюдений и анализа данных прошлых астрономов. Он смог точно предсказать возвращение кометы, которое было впервые замечено в 1066 году. Комета Галлея, шириной 8 км и длиной 16 км, обращается вокруг Солнца каждые 75–76 лет по вытянутой орбите. В последний раз он приближался к Земле в феврале 1986 года.
Комета Шумейкеров-Леви 9
Комета Шумейкера-Леви 9 прославилась тем, что в 1992 году под действием гравитации Юпитера она взорвалась на 21 часть, затем в 1994 году все части рухнули на поверхность газового гиганта. . Это зрелище наблюдали все астрономы-любители и профессиональные астрономы. Удар одного осколка - около 3 км в диаметре - вызвал бы взрыв, эквивалентный 6 миллионам мегатонн в тротиловом эквиваленте.
Комета Чурюмова-Герасименко
Космический зонд Европейского космического агентства Rosetta, запущенный в 2004 году, должен был приземлиться на комету Чурюмова-Герасименко в 2014 году. Считается, что комета имеет ширину около пяти километров и в настоящее время обращается вокруг Солнца примерно каждые 6,6 лет. Его орбита когда-то была намного больше, но взаимодействие с гравитацией Юпитера с 1840 года сделало ее намного меньше. Затем орбитальный аппарат провел около двух человек около кометы, возвращаясь к Солнцу. Зонд изучил состав кометы, чтобы помочь нам лучше понять историю формирования нашей Солнечной системы.
Комета Хейла-Боппа
В январе 1997 года комета Хейла-Боппа приблизилась к Земле на самое близкое расстояние за 4000 лет. Последний раз этот объект пролетал рядом с нашей планетой еще в бронзовый век, то есть 2000 лет до нашей эры. Комета Хейла-Боппа значительно больше и яре кометы Галлея. Ядро достигает 40 км в диаметре и видна невооруженным глазом. Хейл-Бопп настолько яркий, что его можно было увидеть с Земли в 1995 году, когда она еще находилась за пределами орбиты Юпитера.
Комета Борелли
Это вторая по счету комета после Галлея, которая была сфотографирована крупным планом с помощью космического корабля Deep Space 1, отправленным НАСА в 2001 году. Эта исследовательская миссия дала много данных для ученых, благодаря этому астрономы смогли многое понять о ядрах комет. Снимки показали, что каменистое ядро имеет форму гигантской кегли длиной 8 километров, и вся комета странно изогнута.
В отличие от кометы Галлея, которая сформировалась в Облаке Оорта на внешних границах Солнечной системы, Боррелли, как полагают, происходит из пояса Койпера.
Комета Хякутакэ
Эта комета произвела неизгладимое впечатление на ученых, когда в 1996 году она прошла рядом с нашей планетой, приблизилась к Земле на расстояние всего 15 миллионов километров, что оказалось самым близким расстоянием на которое приближались любые другие кометы. Комета озадачила астрономов, поскольку она излучала радиационные лучи в 100 раз интенсивнее, чем предполагалось.
Космический аппарат “Улисс” прошел через хвост этой кометы в мае 1996 года, показав, что его длина составляет не менее 570 миллионов километров — в два раза больше, чем у любой другой известной кометы.