Кометы
Комета Сван. отсюда
Хотела показать ребёнку видео и фото кометы ISON (C/2012 S1), но решила сначала подготовиться к тысяче “почему”, которыми засыпет ребёнок.
Кометы хранят множество загадок и своего происхождения, и строения и периодически подбрасывают учёным новые задачи своим необычным поведением, нарушающим их стройные теории. Вот и ISON, достигнув вчера перигелия, скрылся от глаз учёных всего мира. И пока те ищут комету или то, что от неё осталось, предлагаю вместе познакомиться или освежить в памяти общепринятые в настоящее время знания о кометах, и полюбоваться красочным звёздным небом.
Коме́та (от др.-греч. Komḗtēs - волосатый, косматый) - небольшое небесное тело, имеющее туманный вид, обращающееся вокруг Солнца по коническому сечению с весьма растянутой орбитой.
Строение.
Комета состоит из ядра, комы и хвоста.
Строение кометы. отсюда
Ядро - твёрдое тело или конгломерат тел диаметром в несколько км, в котором состеродочена почти вся масса кометы. 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 г американской автоматической станции Deep Impact, ядро состоит из очень рыхлого материала и представляет собой ком пыли с порами, занимающими 80 % его объёма.
Ядро кометы 103P/Hartley. отсюда
Когда комета приближается к Солнцу её ядро нагревается, и замёрзшие газы сублимируются, т.е. испаряются без плавления. Образовавшийся газ разлетается во все стороны, унося с собой пылинки, образуя кому, тянущуюся от 100000 км до 1.4 млн км от ядра. Молекулы газов в коме поглощают солнечный свет и переизлучают его затем на разных длинах волн (это явление называется флуоресценцией), а пылевые частицы рассеивают солнечный свет в различных направлениях без изменения длины волны. Оба эти процесса приводят к тому, что кома становится видимой для стороннего наблюдателя. Давление света может деформировать кому, вытянув её в сторону, противоположную Солнцу.
Кома вместе с ядром образует голову кометы.
Комета Холмса. отсюда
С приближением к Солнцу голова увеличивается и появляется хвост. Хвосты комет различаются длиной, формой, т.к. частицы, из которых состоят кометы, обладают неодинаковым составом и свойствами и по-разному отзываются на солнечное излучение. На молекулы газа действует давление солнечного ветра, вытягиваю кому в длинный хвост (возможная протяжённость более 100 млн км) голубоватого свечения, а кометную пыль выталкивает давление солнечного света, такие хвосты имеют изогнутую форму и светятся рассеянным красноватым светом. При движении от Солнца хвост движется впереди головы.
Комета Хиякутаке. отсюда
Но иногда появляются и аномальные хвосты в виде заострённой пики, направленной прямо к Солнцу.
Замечательное зрелище представляет «отрыв хвоста». В нормальном состоянии плазменный хвост связан с головой кометы магнитным полем. Однако нередко хвост отрывается от головы и отстает, а на его месте образуется новый. Это случается, когда комета проходит через границу областей солнечного ветра с противоположно направленным магнитным полем. В этот момент магнитная структура хвоста перестраивается, что выглядит как отрыв и формирование нового хвоста.
Комета Лулинь до и после отрыва ионного хвоста. отсюда
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). По сути, это «видимое ничто»: человек может наблюдать хвосты комет только потому, что газ и пыль светятся. Хотя в хвосте и коме заключено менее одной миллионной доли массы кометы, 99,9% света исходит именно из этих газовых образований, и только 0,1% - от ядра. Дело в том, что ядро очень компактно и к тому же имеет низкий коэффициент отражения (альбедо).
Происхождение и гибель
Происхождение комет точно не известно. Полагают, что у комет имеется две отдельные области происхождения в Солнечной системе. Короткопериодические кометы (с периодами до 200 лет) по общепринятой теории происходят из пояса Койпера или рассеянного диска, двух связанных плоских дисков ледяного материала, начинающихся в районе орбиты Плутона около 38 а. е. и совместно простирающихся вплоть до 100 а. е. от Солнца.
В свою очередь считают, что долгопериодические кометы, с периодами в тысячи лет, происходят из облака Оорта - гипотетической сферической области находящейся во внешних областях Солнечной системы. Теория предложена голландским учёным в 1950 г.
Художественное представление облака Оорта и пояса Койпера. отсюда
Хотя подтверждённых прямых наблюдений облака Оорта не было, астрономы считают, что оно является источником всех долгопериодических комет и комет галлеевского типа, прилетающих в Солнечную систему, а также многих кентавров и комет семейства Юпитера. Внешняя часть облака Оорта всего лишь является приблизительной границей Солнечной системы, и, таким образом, она легко может подвергаться воздействию гравитационных сил как проходящих мимо звёзд, так и самой Галактики. Эти силы иногда заставляют кометы направляться в центральную часть Солнечной системы.
Существует несколько вариантов развития судьбы кометы.
С каждым приближением к Солнцу масса кометного ядра уменьшается за счет безвозвратно покидающих его газов, превращая её в маленький, тёмный булыжник, который может стать астероидом. Ядра некоторых комет могут оказаться хрупкими, вызывая распад кометы на части и преобразование её в метеорный поток.
Метеорный поток Леониды. отсюда
Более красочная гибель комет происходит при падении на Солнце или столкновении с другими телами.
Click to view
Комета Lasco
При достаточно большой скорости комета может быть вытолкнута за пределы Солнечной системы, например, при взаимодействии с другим объектом, таким как Юпитер.
Знаменитые кометы.
Список не полный и несколько субъективный :) Если не указанно отдельно, то источник картинки здесь. При нажатии на картинку можно перейти на сайт, где есть авторы фото, пояснение, и иногда изображение большего размера.
Комета Галлея. Наблюдалась 30 раз с 239 до н.э. Названа в честь Э.Галлея, который после появления кометы в 1682 рассчитал ее орбиту и предсказал ее возвращение в 1758. Орбитальный период кометы Галлея - 76 лет; последний раз она появилась в 1986 и в следующий раз будет наблюдаться в 2061.
Комета Лекселя. Названа в честь А. Лекселя, исследователя её орбиты, опубликованные в 1771 году, хотя открыл эту комету Ш. Мессье. Эта комета является самой близко подошедшей к Земле, расстояние составляло 0,015 а.е. (2,2 млн. км.). С того дня комету Лекселя никто больше не видел. И теперь уже она считается утраченной. Предполагается, что сближение с Юпитером вывело эту комету за пределы Солнечной системы.
Комета Энке. Названа в честь немецкого астронома И. Энке, вычислившего её орбиту в 1819 году. Комета Энке обладает самым коротким периодом обращения и возвращается каждые 3,3 года. Комета Энке ответственна за метеорный поток Тауриды, наблюдающийся ежегодно в октябре и ноябре.
Комета Джакобини-Циннера. Эту комету открыл М.Джакобини в 1900 и переоткрыл Э.Циннер в 1913. Ее период 6,59 лет. Именно с ней 11 сентября 1985 впервые сблизился космический зонд «International Cometary Explorer», который прошел через хвост кометы на расстоянии 7800 км от ядра, благодаря чему были получены данные о плазменной компоненте хвоста. С этой кометой связан метеорный поток Джакобиниды (Дракониды).
Комета Аренда-Ролана. 1956. Хвост у этой кометы появился 22 апреля 1957 г., а в самом начале мая он неожиданно исчез. Да и раньше таких хвостов у комет вообще не наблюдалось. Вместе с обычным хвостом, направленным, как полагается, в сторону от Солнца, комета имела очень узкий, копьевидный хвост, который был направлен в сторону Солнца, что вообще нарушало все представления о газодинамике комет.
отсюда
Комета Икея-Секи. Открыта 18 сентября 1965 г двумя японскими любителями астрономии. Проходя перигелий она фактически задевает внешние слои (корону) Солнца на расстоянии 500 тыс. км. от поверхности. Полученные спектры кометы, после их изучения дали информацию о присутствии металлов в составе.
отсюда
Комета Веста. Была открыта в ноябре 1975 года, очень яркая комета с огромными плазменными хвостами. После прохождения перигелия распалась на четыре фрагмента. На фото можно увидеть синий газовый и светлый пылевой хвосты.
Комета Шумейкеров-Леви. К моменту открытия в 1993 г уже представляла из себя цепочку фрагментов. Столкнулась в 1994г с Юпитером. Этот случай стал первым наблюдавшимся столкновением двух небесных тел Солнечной системы.
Комета Хейла-Боппа. Комета открытая А. Хейлом и Т. Боппом 22 июля 1995 года. Была видима невооруженным глазом в 1997 г.
Комета Макнота. Долгопериодическая комета, была открыта 7 августа 2006 года. Самая яркая комета за последние 40 лет, яркость кометы составляла -6m и её наблюдали при свете дня в январе 2007 года.
Комета ISON. Названа в честь сети дистанционного наблюдения International Scientific Optical Network (Пулковская кооперация оптических наблюдателей). Первооткрыватели Виталий Невский и Артем Новичонок сначала приняли ее за астероид, поэтому комета не получила их имен. Обнаружена в 2012 г.
ISON вчера 28 ноября должна была приблизиться на расстоянии всего 1,1 млн. км от поверхности Солнца, пройдя через крону светила. От гравитационного воздействия и приливных сил она могла разделиться на несколько фрагментов. По расчётным данным максимальное сближение орбиты ISON и Земли должно произойти 26 декабря, расстояние составит около 64,2 млн. км. Предполагалось, что в январе планета сблизится с хвостом кометы ISON и можно будет наблюдать “падающие звёзды”.
отсюда
Как только будут официальные данные о судьбе ISON, пост обновлю.
UPD. Есть вероятность того, что ISON выдержал испытание. ISON уменьшился, но учёные верят, что ядро могло сохраниться. Здесь фото и видео прохождения перигея.
Ещё интересные ссылки:
http://habrahabr.ru/post/203940/ - о «Пулковской кооперации оптических наблюдателей» (ISON)
http://www.astronomer.ru/publications.php?act=view&id=115 про астероидную опасность
http://cometasite.ru/kometa-schumeykera-levi/ о столкновении кометы Шумейкеров-Леви с Юпитером