Кометы

Разберем ниже устройство комет, их появление в нашей Солнечной системе, виды и основные заблуждения в изучении.

 

Содержание

  1. Зафиксированные появления комет
  2. Изучение и восприятие комет
  3. Строение и виды комет
  4. Космический корабль и кометы

 

Комета Хейла — Боппа

Комета Хейла — Боппа.

 

Зафиксированные появления комет

  • Комета цезаря: 44 год до н. э.
  • Большая комета 1577: 1577 год
  • Большая комета 1744: 1744 год
  • Большая мартовская комета: 1843 год
  • Большая сентябрьская комета: 1882 год
  • Комета Веста: 1976 год
  • Комета Галлея: 1986 год
  • Комета Хиякутаке: 1996 год
  • Комета Хейла — Боппа: 1997 год
  • Комета Макнота: 2007 год

 

Изучение и восприятие комет

Кометы всегда были проблемой. С древних времен их появление в небе приписывалось людьми действиям «темных сил». Так было, например, в 1066 году, когда во время вторжения норманнов в Англию в небе наблюдалась комета. (Возможно, комета и наводила ужас на саксов, но она, безусловно, принесла удачу норманнам.) Кометы также были проблемой и в просвещенном XVII веке, когда Исаак Ньютон описывал часовой механизм Вселенной, в котором упорядоченное движение планет уподоблялось часовым стрелкам, а рациональные законы природы выступали в качестве силы, управлявшей ими. В такой Вселенной не было места для тел, которые появлялись непредсказуемо, ненадолго задерживались на небосклоне, а потом исчезали.

 

Современное понимание комет пришло во время обеда с участием Ньютона и его друга Эдмонда Галлея (1656-1742), который в конечном итоге станет королевским астрономом. Галлей, по всей видимости, спросил у Ньютона, какими бы были орбиты комет, если бы те являлись материальными объектами, движение которых подчиняется ньютоновским законам всемирного тяготения.

 

Ньютон нашел ответ на эти вопросы, но не озаботился публикацией результатов. Он сказал Галлею, что кометы будут двигаться в Солнечной системе по эллиптическим орбитам. Вооруженный этим опытом, Галлей изучил данные наблюдений 26 комет. К своему удивлению, он обнаружил, что три из них двигались по одному и тому же эллипсу. Вывод был очевиден: это были не три разные кометы, а одна, возвращавшаяся на один и тот же маршрут три раза. Галлей установил, что некоторые кометы движутся по вытянутым орбитам и это вынуждает их периодически возвращаться в окрестности Земли. Он предсказал, что та особая комета, которая сегодня носит его имя, вернется в 1758 году. Когда немецкий любитель астрономии заметил ее в канун Рождества того года, это был большой триумф предсказуемой ньютоновской Вселенной.

 

С тех пор историки нашли упоминания о возвращении кометы Галлея в китайских и вавилонских записях вплоть до 240 года до н. э. Последний раз комета посещала окрестности Земли в 1986 году и ожидается снова в 2061 году.

 

Строение и виды комет

Лучшее на сегодняшний день описание кометы составил американский астроном Фред Уиппл (1906-2004) в начале 1950-х годов. Он предложил модель ядра кометы - смеси льда с вкрапленными в него частицами метеорного вещества. Она получила название «теория грязного снежка».

 

Центральная часть кометы, диаметр которой колеблется от нескольких сотен метров до десятка километров, называется ядром. Большинство исследованных ядер состоят из пыли и минеральных частиц, вкрапленных в водяной лед наряду со следами, например, метана, аммиака и других веществ, в некоторых случаях комплексных, в том числе аминокислот.

 

Если комета располагается далеко от Солнца, ее ядро основательно проморожено космическим холодом. Когда же она приближается к нашей звезде, то нагревается и летучие вещества в ее ядре начинают испаряться.

 

Это приводит к образованию двух структур: тонкой атмосферы, окружающей ядро (комы), и хвоста - того, что мы напрямую ассоциируем с кометой. В действительности каждая комета имеет два хвоста. Один состоит из газов, которые вскипают в ядре. Солнечный ветер - частицы, испускаемые Солнцем, оказывают давление на этот газ, отчего «вырастает» хвост, всегда направленный от Солнца. Другой хвост - это дорожка из пыли, которая высвобождается с поверхности кометного ядра. Эта пыль очень точно выявляет траекторию движения кометы, как это делает грязный след на паркете, оставленный перепачканной собакой.

 

Кометы обычно поразделяют на коротко- и долгопериодические. Короткопериодические кометы совершают один полный оборот вокруг Солнца менее чем за 200 лет. Местом их обитания предположительно является область за орбитой Нептуна, именуемая поясом Койпера. Долгопериодические кометы (а мы знаем о нескольких, которым требуются тысячи лет, чтобы совершить один полный оборот вокруг Солнца) по всей видимости, прибывают из еще более далекой области: места скопления ледяных объектов, облака Оорта.

 

Астрономы каталогизировали тысячи комет, и приблизительно раз в год одна из них подходит к Земле настолько близко, что ее можно наблюдать невооруженным глазом. Большинство же, однако, слабые и ничем не примечательные. Чтобы стать видимой для нас, комета должна подойти близко к Земле после того, как яркость ее хвоста достигла максимума - не слишком простой набор условий.

 

Космический корабль и кометы

В самом конце XX века космические аппараты стали направлять к кометам. Сначала они пролетали рядом или производили забор вещества из хвоста кометы. Состоялись около дюжины таких встреч, но мы говорим о двух: миссии «Дип Импакт» и «Стардаст».

 

В 2005 году автоматическая межпланетная станция (АМС) «Дип Импакт» (позже переименованная в EPOXI) сбросила на комету Темпеля-1 зонд, который протаранил ее поверхность. Изучая добытый таким образом материал, ученые смогли установить, что большая часть водяного льда расположена под слоем пыли на поверхности.

 

Космический аппарат НАСА «Дип Импакт» (Deep Impact) сбрасывает зонд на комету Темпеля-1.

Космический аппарат НАСА «Дип Импакт» (Deep Impact) сбрасывает зонд на комету Темпеля-1.

 

АМС «Стардаст» была запущена в 1999 году и пролетела сквозь хвост кометы Вильда-2 в 2004 году. Вещество из хвоста было абсорбировано в специальные материалы и возвращено на Землю в капсуле в 2006 году. Результаты этой миссии вызвали переполох среди астрономов: они показали, что кометное вещество содержит частицы, которые могли сформироваться только при высоких температурах. Это обстоятельство стало аргументом в поддержку той гипотезы, что образование Солнечной системы проходило куда более бурно, чем полагали ранее.

 

Некоторые ученые думают, что кометы, отличающиеся высоким содержанием воды и несущие сложные органические молекулы, могли играть важную роль на ранних этапах формирования Земли. Некоторые предполагают, что кометы принесли воду для земных океанов и, быть может, занесли молекулы, из которых зародилась жизнь.

 

Наиболее драматичная встреча с кометой прошла в ходе миссии Европейского космического агентства «Розетта». Своим названием оно обязано Розеттскому камню, позволившему расшифровать древнеегипетские иероглифы. АМС была запущена в 2004 году и прибыла к комете 67P Чурюмова-Герасименко в 2014 году. После согласования скоростей с кометой, которая двигалась в направлении Солнца (некоторые сравнили это с корреляцией скорости с нарезной пулей) космический аппарат сбросил зонд «Фила» (лат. Philae) на поверхность кометы. Из-за неисправности зонд несколько раз подпрыгнул до того, как отправился на базу. Так как солнечные панели зонда затенились в результате инцидента, он смог передавать данные всего пару дней, затем его батареи разрядились.

 

Комета 67Р Чурюмова-Герасименко

Комета 67Р Чурюмова-Герасименко. Изображение получено автоматической станцией Европейского космического агентства «Розетта» с расстояния всего порядка 85 км от ее поверхности. По форме она напоминает гантель, что довольно необычно.