Кометы, астероиды, метеориты

Алан-э-Дейл       26.07.2022 г.

Как устроены кометы

Кометы – ледяные тела, выделяющие в пространство газ и пыль. Они состоят из ядра, комы (атмосферы) и хвоста. Последние два элемента формируются в период приближения планеты к Солнцу. На значительном удалении от Солнца комета скорее похожа на огромную каменную глыбу. Ядра имеют низкую отражательную способность и вдали от Солнца не видны.

Ядра имеют небольшой (в космических масштабах) размер – около нескольких десятков километров. По мере приближения к Солнцу ядро разогревается и за счёт сублимации веществ ядра и выноса пыли с поверхности образуется кома, туманная атмосфера которой окружает ядро. Ядро и кома образуют «голову» кометы. Под действием солнечного излучения из комы постепенно формируется хвост кометы, который состоит из пыли и газа кометного вещества. Протяжённость хвоста может достигать 100 тыс. километров.

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.

Появление кометы Галлея в 1066 году. Фрагмент ковра из Байё, ок. 1070 г.

В эпоху Возрождения в немалой степени благодаря Тихо Браге кометы получили статус небесных тел.

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.

В 2005 космический аппарат НАСА «Дип Импакт» сбросил на комету Темпеля 1 зонд и передал изображения её поверхности.

В России

Сведения о кометах появляются уже в древнерусском летописании в Повести временных лет

Летописцы обращали на появление комет особое внимание, поскольку их считали предвестницами несчастий — войны, мора и т. д

Однако какого-то особого названия для комет в языке древней Руси не существовало, поскольку их считали движущимися хвостатыми звездами. В 1066 г., когда описание кометы впервые попало на страницы летописей, астрономический объект именовался «звезда велика; звезда привелика, луце имуши акы кровавы, въсходящи с вечера по заходе солнецьном; звезда образ копииныи; звезда… испущающе луча, еюже прозываху блистаньницю».

Слово «комета» проникает и в русский язык вместе с переводами европейских сочинений о кометах. Его наиболее раннее упоминание встречаем в сборнике Бисер златый (Луцидариус), представляющем собой нечто вроде энциклопедии, рассказывающей о мироустройстве. Луцидариус был переведен с немецкого языка в начале XVI в. Поскольку слово было новым для русских читателей, переводчик был вынужден пояснять его привычным наименованием «звезда»: «звезда комита дает блистание от себе яко луч». Однако прочно в русский язык понятие «комета» вошло в середине 1660-х гг., когда в небе над Европой действительно появлялись кометы. Это событие вызвало массовый интерес к явлению. Из переводных сочинений русский читатель узнавал, что кометы совсем не похожи на звезды. Отношение же к появлению небесных тел как к знамениям сохранялось как в России, так и в Европе вплоть до начала XVIII в., когда появились первые сочинения, отрицающие «чудесную» природу комет..

Освоение европейских научных знаний о кометах позволило русским ученым внести собственный вклад в их изучение. Во второй половине XIX века астроном Фёдор Бредихин (1831—1904) построил полную теорию природы комет, происхождения кометных хвостов и причудливого разнообразия их форм.

Гость из дальнего космоса

Сделаное телескопом «Хаббл» фото межзвездной кометы Борисова C/2019 Q4, не связанной гравитационно с Солнцем / NASA, ESA, and D. Jewitt (UCLA)

Геннадий Борисов, астроном-любитель из Крыма, летом 2019 года попал в Книгу рекордов Гиннесса, открыв первую в истории человечества межзвездную комету. Весной того же года ядро дальнего космического тела было разрушено, вскоре после этого внеземной объект покинул Солнечную систему, вернувшись в межзвездные просторы. Уже в 2020 году Борисов совершил юбилейное открытие, обнаружив при помощи самодельного телескопа 10-ю комету С2020 Q1 Borisov. Как и в предыдущих случаях, ее назвали в его честь.

История исследований

В древности люди с настороженностью и страхом относились к возникновению внеземных тел, связывая эти явления с надвигающимися трудностями и бедами.

Во времена Возрождения астроном из Дании Тихо Браге за счет своих исследований перевел комету в статус космических объектов, в то время как его коллега Лагранж двумя веками позже предположил, что рассматриваемые небесные тела сформировались после взрывов, произошедших на других планетах. Лаплас же придерживался мнения о происхождении комет из межзвездных просторов.

В промежутке между 1680–1681 годами юный Галлей созерцал в небе яркое внеземное тело, приближавшееся к Солнцу, а затем отдалявшееся от него, – это обстоятельство заставило его более детально исследовать явление, так как событие создало ряд противоречий в представлении о его прямолинейном движении.

Фото открытой астрономом Робертом Макнотом кометы C/2006 P1, отличительной чертой которой стал поразительно красивый хвост / S. Deiries/ESO

Впоследствии после ряда исследований и обсуждений, в том числе в компании Ньютона, Галлей создал книгу элементов орбит и сделал предположение, что внеземные тела, за которыми он наблюдал, в действительности являются одним и тем же космическим объектом с периодом обращения вокруг Солнца 74-76 лет. В 1758 году гипотеза Галлея подтвердилась — внеземное тело было названо в честь него после того, как пролетело близ Земли ровно через тот промежуток времени, что был указан астрономом.

Полноценное понимание того, что собой представляют обозреваемые космические тела, пришло в 1986 году, когда комета Галлея стала первым внеземным объектом, к которому отправились космические аппараты, «Bera-1» и «Bera-2». Благодаря установленным на них многочисленным датчикам ученые получили изображения и информацию о составе оболочки, также выяснилось, что ядро — это обычный лед с вкраплениями частиц пыли.

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.

Состав ядер комет

Примерно 80% ядра кометы Галлея занято водяным льдом и 15% – замороженный монооксид углерода. Большая часть остатка – углекислый газ, аммиак и метан в замороженном состоянии. Исследователи думают, что остальные кометы по химическому составу напоминают комету Галлея, ядро которой также темное. Возможно, на поверхностном слое присутствует кора пыли и камней.

Анализ водяного пара Чурюмова-Герасименко показал существенное различие с земным. Соотношение дейтерия к водороду втрое выше, чем в земной воде. Поэтому вряд ли вода прибыла к нам с подобных комет. Можете рассмотреть, как выглядит фото ядра различных комет.

Чурюмова-Герасименко

*Нажмите на изображение, чтобы увеличить изображение

Структура комет

Некоторые из водяных паров в комете 67Р способны выйти из ядра, но примерно 80% из них реконструируются в слоях под поверхностью. А значит, тонкие и богатые на лед слои могли сформироваться из-за кометной активности и эволюции.

Зонд Филы показал, что пылевой слой способен достигать 20 см, а под ним скрываются твердый лед или же смесь льда и пылевых частиц. Прочность вырастает с приближением к ядру.

Максимально близкое изображение ядра кометы Чурюмова-Герасименко

Расщепление комет

Процесс кометного расщепления показал, что ядра некоторых комет могут быть хрупкими. К примеру, это произошло в 1846 году с 3D/Биэлы, в 1992 году – Шумейкер-Леви 9, а также в 1995-2006 гг. – 73Р. Хотя об этом процессе сообщал еще Эфорус в 372-373 гг. до н.э.

Кометы 42Р и 53Р кажутся осколками раннего крупного объекта. Детальное изучение показало, что обе кометы приближались к Юпитеру в 1850 году и до этого момента их орбиты практически совпадали.

Строение комет

Основные газовые составляющие комет

Атомы Молекулы Ионы
Н Н2O H2O+
О С2 H3O+
С С3 OH+
S CN CO+
Na СН CO2+
Fe СО CH+
Co HCN CN+
Ni СH3CN
H2CO

Ядро

Основная статья: Ядро кометы

Ядро кометы Темпеля 1 (фото аппарата «Дип Импакт»)

Ядро — твёрдая часть кометы, в которой сосредоточена почти вся её масса. Ядра комет на данный момент недоступны телескопическим наблюдениям, поскольку скрыты непрерывно образующейся светящейся материей.

По наиболее распространённой модели Уиппла ядро — смесь льдов с вкраплением частиц метеорного вещества (теория «грязного снежка»). При таком строении слои замороженных газов чередуются с пылевыми слоями. По мере нагревания газы, испаряясь, увлекают за собой облака пыли. Это позволяет объяснить образование газовых и пылевых хвостов у комет.

Однако согласно исследованиям, проведённым с помощью запущенной в 2005 году американской автоматической станции Deep Impact,
ядро состоит из очень рыхлого материала и представляет собой ком пыли с порами, занимающими 80 % его объёма.

Кома

Основная статья: Кома (комета)

Кома — окружающая ядро светлая туманная оболочка чашеобразной формы, состоящая из газов и пыли. Обычно тянется от 100 тысяч до 1,4 миллиона километров от ядра. Давление света может деформировать кому, вытянув её в антисолнечном направлении. Кома вместе с ядром составляет голову кометы. Чаще всего кома состоит из трёх основных частей:

  1. Внутренняя (молекулярная, химическая и фотохимическая) кома. Здесь происходят наиболее интенсивные физико-химически процессы.
  2. Видимая кома (кома радикалов).
  3. Ультрафиолетовая (атомная) кома.

Хвост

Основная статья: Хвост кометы

У ярких комет с приближением к Солнцу образуется «хвост» — слабая светящаяся полоса, которая в результате действия солнечного ветра чаще всего направлена в противоположную от Солнца сторону.

Несмотря на то, что в хвосте и коме сосредоточено менее одной миллионной доли массы кометы, почти 99,9 % свечения, наблюдаемого нами при прохождении кометы по небу, происходит именно из этих газовых образований. Дело в том, что ядро очень компактно и имеет низкий коэффициент отражения (альбедо).
Хвосты комет различаются длиной и формой. У некоторых комет они тянутся через всё небо. Например, хвост кометы, появившейся в 1944 году[уточнить], был длиной 20 млн км. А комета C/1680 V1 имела хвост, протянувшийся на 240 млн км. Также были зафиксированы случаи отделения хвоста от кометы (C/2007 N3 (Лулинь)).

Хвосты комет не имеют резких очертаний и практически прозрачны — сквозь них хорошо видны звёзды, — так как образованы из чрезвычайно разрежённого вещества (его плотность гораздо меньше, чем плотность газа, выпущенного из зажигалки). Состав его разнообразен: газ или мельчайшие пылинки, или же смесь того и другого. Состав большинства пылинок схож с астероидным материалом солнечной системы, что выяснилось в результате исследования кометы 81P/Вильда космическим аппаратом «Стардаст». По сути, это «видимое ничто»: человек может наблюдать хвосты комет только потому, что газ и пыль светятся. При этом свечение газа связано с его ионизацией ультрафиолетовыми лучами и потоками частиц, выбрасываемых с солнечной поверхности, а пыль просто рассеивает солнечный свет.

Теорию хвостов и форм комет разработал в конце XIX века русский астроном Фёдор Бредихин. Ему же принадлежит и классификация кометных хвостов, использующаяся в современной астрономии.

Бредихин предложил относить хвосты комет к основным трём типам: прямые и узкие, направленные прямо от Солнца; широкие и немного искривлённые, уклоняющиеся от Солнца; короткие, сильно уклонённые от центрального светила.

Астрономы объясняют столь различные формы кометных хвостов следующим образом. Частицы, из которых состоят кометы, обладают неодинаковым составом и свойствами и по-разному отзываются на солнечное излучение. Таким образом, пути этих частиц в пространстве «расходятся», и хвосты космических путешественниц приобретают разные формы.

Скорость частицы, вылетевшей из ядра кометы складывается из скорости, приобретённой в результате действия Солнца — она направлена от Солнца к частице, и скорости движения кометы, вектор которой касателен к её орбите, поэтому частицы, вылетевшие к определённому моменту, в общем случае расположатся не на прямой линии, а на кривой, называемой синдинамой. Синдинама и будет представлять собой положение хвоста кометы в этот момент времени. При отдельных резких выбросах частицы образуют отрезки или линии на синдинаме под углом к ней, называемые синхронами. Насколько хвост кометы будет отличаться от направления от Солнца к комете, зависит от массы частиц и действия Солнца.

Возникновение термина

Термин «астероид» происходит от слов, означающих «звезда» и «вид». Дословно перевод означает «подобный звезде». Слово было придумано композитором Ч. Берни и введено в научный оборот У. Гершелем. Рассматриваемые объекты выглядели в телескоп как маленькие звездные точки, в отличие от планет, имеющих вид дисков. Еще недавно в отношение этих объектов использовался термин «малые (карликовые) планеты».

К астероидам причисляются космические тела, имеющие диаметр более 30 м. Меньшие объекты называются метеороидами. Это космические тела, промежуточные между космической пылью и астероидом. Если метеороид влетает в земную атмосферу на большой скорости, он разрушается из-за силы трения и сгорает.

Большинство описываемых космических тел относится к малым телам Солнечной системы.

Как астероидам дают имена

Поначалу этим объектам присваивались имена персонажей античной мифологии. Позже астрономы стали давать новым объектам какие угодно наименования. Вначале это были женские имена. Астероиды, имеющие необычные орбиты, стали получать мужские имена.

Получить наименование может лишь тот астероид, который имеет вычисленную и изученную орбиту. На это могут уйти годы и даже десятки лет. До точного определения орбиты космическому телу присваивается буквенно-цифровое обозначение. Первая буква означает порядковый номер полумесяца года, в котором был открыт объект. Вторая буква означает порядковый номер астероида, открытого в этом полумесяце. К примеру, числа и буквы 1991 ЕВ означает, что небесный объект был открыт в 1991 г. в первой половине марта, и он был в этом промежутке времени вторым. Не используются буквы I и Z.

Отличия комет друг от друга

Друг от друга кометы отличаются по массе и размерам. Одни из них тяжелее, другие легче, но все равно эти небесные тела очень малы по сравнению с остальными телами во Вселенной. Кроме того, наблюдатель (если ему очень повезёт) может увидеть, что разные кометы имеют разное свечение и форму. Это зависит от того, какие газы испаряются с поверхности их ядер.

Хвост комет также может иметь различную длину и форму. У некоторых он тянется по всему видимому небу: в 1680 году жители Земли могли наблюдать Большую комету с хвостом 240 миллионов километров. Одни кометы имеют прямой и узкий хвост, другие — чуть искривлённый и широкий, отклоняющийся в сторону; третьи — короткий и выраженно искривлённый.

Наиболее известные кометы

Комета Галлея является наиболее известной. Начиная с III столетия до н.э. ее наблюдали тридцать раз. Свое имя она получила в память об астрономе Э. Галлее. Именно он в XVII веке вычислил ее орбитальные параметры и установил, что очередное ее наблюдение придется на 1758 г. (К. Галлея стала первой кометой с доказанной периодичностью). Полное путешествие по своей орбите данное тело совершает за 76 лет, и ближайшее ее появление состоится 2061 г. А в прошлый прилет (это было в 1986-м) ее достаточно близко смогли исследовать пять космических аппаратов, в том числе «Вега-1» и «Вега-2», запущенные Советским Союзом.

Межпланетные зонды помогли установить, что ядру этой кометы присуще картофелеобразная форма 15 км длину и 8 в ширину, причем поверхность ядра оказалось угольно-черной. Ученые не исключают, что это слой органического вещества, возможно, полимеризированного формальдегида. Кроме того, вокруг ядра кометы Галлея было отмечено необычайно крупное пылевое облако.

Комета Энке. Данное тусклое небесное тело одной из первых вошло в список комет Юпитера. Полный орбитальный оборот ее занимает всего 3,29 года – он наиболее краток из наблюдаемых комет. Орбитальные параметры К. Энке установил в 1819 г. немецкий ученый И. Энке. Данный объект сопутствует метеорному потоку, проходящий сквозь земную атмосферу во 2-ю половину осени.

Комета Джакобини. Она была открыта итальянским астрономом М. Джакобини в 1900 г. Орбитальный период кометы составляет 6,59 лет. Изучить ее хвост ученые смогли с помощью аппарата «International Cometary Explorer». В 1985 г. он пролетел сквозь кометный хвост на удалении менее 8000 км от головной части и смог собрать данные о том, что в нем присутствует плазма. Данная комета имеет отношение к метеорному потоку Джакобиниды (Дракониды).

Кометы: косматые странницы Вселенной

Небо для людей прошлого было символом вечности и неизменности божественных установлений, совершенства и постоянства. Поэтому появление всякого нового светила смущало умы, вызывало страх и множество толкований. Как правило, не сулящих ничего хорошего.

«Бородатые звезды», как иногда называли кометы, считались предзнаменованием войн, эпидемий, смертей правителей, природных катаклизмов. А поскольку история Древнего мира и Средних веков была полна подобных событий, порой они и в самом деле совпадали с появлениями комет.

Астрономы, в отличие от астрологов, видевших в «бородатых звездах» только зловещие предзнаменования, пытались понять природу этих изменчивых светил.

Но лишь в начале 18 в. выдающемуся британскому астроному Э. Галлею (1656-1742 гг.) удалось, воспользовавшись ньютоновской механикой, вычислить орбиты некоторых комет, наблюдавшихся в предшествующие столетия.

Причем три орбиты комет, которые наблюдали сам Галлей в 1682 г., И. Кеплер в 1607 г. и П. Апиан в 1531 г., оказались практически совпадающими. Из чего был сделан вывод, что это одно и то же небесное тело, время от времени возвращающееся в окрестности Земли.

Э. Галлей предсказал дату следующего появления этой кометы, и хотя не дожил до этого дня, предсказание с блеском исполнилось.

Уже в наше время в исторических хрониках разных стран ученым удалось найти более тридцати упоминаний о появлении «бородатой звезды», которая с 18 в. стала носить имя «Комета Галлея».

Чистящее средство «Комет»: характеристика

Среди основных характеристик этого чистящего средства можно перечислить следующие:

  1. Гарантия полного очищения загрязненной поверхности от нагара, ржавчины, известкового налета и других загрязнений;
  2. Возможность использования на поверхностях, изготовленных из любых материалов;
  3. Полная безопасность;
  4. «Комет» обладает приятным запахом, компания выпускает продукты с ароматом лимона, яблока, весеннего бриза и пр. Они отличаются друг от друга цветом наклеек;
  5. Обеспечивает глубокую дезинфекцию, в состоянии обеспечить уничтожение 99 % микроорганизмов;
  6. Глубокое очищение поверхности, возможность обработки щелей, например, располагающихся между кафельными плитками;
  7. Универсальность. Средства «Комет» допустимо использовать при обработке кухонной утвари, нагревательных приборов, кафельной плитки, санитарной техники.

Комет обладает приятным запахом.

Еще одно отличительное свойство этого продукта — экономичность. Например, для приготовления раствора для мытья полов на ведро воды достаточно капнуть несколько грамм геля, около 50. Полученный раствор позволит отмыть пол со сложными загрязнениями.

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.

Тайна происхождения

Люди давно замечали странные светящиеся объекты в небе и задумывались, откуда они берутся и что означают. Первое задокументированное упоминание о космических телах датируется 240 годом до нашей эры.

Раньше кометы считались плохим знаком, предвещающим войны и всевозможные катастрофы, но благодаря астрономам сегодня человечество лишилось этого предрассудка. Однако до сих пор учёные знают далеко не всё об этих космических телах.

Сегодня неизвестна достоверная информация об их происхождении, но предположения об этом высказываются уже давно. Наиболее известными являются следующие гипотезы:

  1. О межзвёздном происхождении. Лаплас в конце XVIII века высказал мнение, что кометы — это обрывки межзвёздных туманностей. Его предположение было первой научной теорией происхождения, но она не подтвердилась, так как химический состав туманностей и комет различен.
  2. Об облаке Оорта. В 1950-х годах Оорт предположил, что в более чем 22 триллионах километров от Солнца существует облако, в котором циркулируют кометные ядра. Оттуда они и прилетают в Солнечную систему. Существование облака не подтверждено, тем не менее ряд косвенных доказательств делает эту гипотезу наиболее достоверной, поэтому она имеет ряд активных сторонников.
  3. Об эруптивном образовании. Лагранж выдвинул теорию, согласно которой кометы появились в результате вулканической активности на различных планетах, в том числе на Юпитере. Гипотеза считается физически несостоятельной, поскольку для того, чтобы преодолеть тяготение планеты, ядру нужно сообщить такую большую начальную скорость, которую оно не в состоянии развить. Тем не менее в настоящее время ряд учёных работает над дополнениями к этой теории, способными сделать её более жизнеспособной.
Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.