Что такое комета: истории открытий, самые известные кометы. Современные исследования комет Новые научные сведения о кометах

С древних времен люди стремились раскрыть тайны, которые таит в себе небо. С тех пор как был создан первый телескоп, ученые стали шаг за шагом собирать крупицы знаний, которые скрыты в безграничных просторах космоса. Пришло время узнать, откуда взялись вестники из космоса - кометы и метеориты.

Что такое комета?

Если исследовать значение слова «комета», то мы приходим к его древнегреческому эквиваленту. Буквально оно означает «с длинными волосами». Таким образом, название было дано ввиду строения этого Комета имеет «голову» и длинный «хвост» - своего рода «волосы». Голова кометы состоит из ядра и околоядерных веществ. В состав рыхлого ядра может входить вода, а также газы, такие как метан, аммиак и углекислый газ. Такое же строение имеет комета Чурюмова - Герасименко, открытая 23 октября 1969 года.

Как комету представляли раньше

В древности наши предки благоговели перед ней и выдумывали разные суеверия. Даже сейчас находятся те, кто связывает появление комет с чем-то призрачным и таинственным. Такие люди могут думать, что это странники из другого мира душ. Откуда взялся такой Возможно, все дело в том, что появление этих небесных созданий когда-либо совпало с каким-либо недобрым происшествием.

Однако время шло, и менялось представление о том, что представляют собой малые и большие кометы. К примеру, такой ученый, как Аристотель, исследуя их природу, решил, что это светящийся газ. Через время другой философ по имени Сенека, который жил в Риме, выдвинул предположение, что кометы — это находящиеся на небе тела, перемещающиеся по своим орбитам. Однако по-настоящему продвинуться в их изучении получилось только после создания телескопа. Когда Ньютон открыл закон тяготения, дело пошло вверх.

Нынешние представления о кометах

Сегодня ученые уже установили, что кометы состоят из твердого ядра (от 1 до 20 км в толщину). Из чего состоит ядро кометы? Из смеси замерзшей воды и космической пыли. В 1986 году были сделаны снимки одной из комет. Стало ясно, что ее огненный хвост — это выброс потока газа и пыли, который мы можем наблюдать с земной поверхности. По какой причине происходит этот «огненный» выброс? Если астероид подлетает очень близко к Солнцу, тогда его поверхность накаляется, что приводит к выбросу пыли и газа. Солнечная энергия оказывает давление на твердый материал, из которого состоит комета. В результате этого образуется огненный хвост из пыли. Эти обломки и пыль входят в состав того следа, который мы видим на небе, когда наблюдаем движение комет.

От чего зависит форма кометного хвоста

Сообщение о кометах, представленное ниже, поможет лучше понять, что такое кометы и как они устроены. Они бывают разные — с хвостами всевозможных форм. Все дело в природном составе частиц, из которых состоит тот или иной хвост. Совсем малые частицы быстро улетают от Солнца, а те, что побольше, наоборот, стремятся к звезде. В чем причина? Оказывается, первые движутся, подталкиваемые солнечной энергией, прочь, а на вторые действует гравитационная сила Солнца. В результате действия этих физических законов мы получаем кометы, хвосты которых изогнуты различным образом. Те хвосты, которые в большей степени состоят из газов, будут направляться от звезды, а корпускулярные (состоящие преимущественно из пыли), наоборот, стремиться к Солнцу. Что можно сказать о плотности кометного хвоста? Обычно облачные хвосты могут измеряться миллионами километров, в некоторых случаях сотнями миллионов. Это значит, что в отличие от тела кометы, ее хвост состоит в большей мере из разряженных частиц не имея, практически никакой плотности. Когда астероид приближается к Солнцу, хвост кометы может раздвоиться и приобрести сложную структуру.

Скорость движения частиц в кометном хвосте

Измерить скорость движения в хвосте кометы не так-то легко, так как мы не можем увидеть отдельные частицы. Однако бывают случаи, когда скорость движения вещества в хвосте можно определить. Порой там могут конденсироваться газовые облака. По их движению можно вычислить приблизительную скорость. Так вот, силы, двигающие комету, настолько велики, что скорость может в 100 раз превосходить притяжение Солнца.

Сколько весит комета

Вся масса комет в большей степени зависит от веса головы кометы, а точнее, ее ядра. Предположительно, маленькая комета может весить всего лишь несколько тонн. Тогда как, по прогнозам, большие астероиды могут достигать веса 1 000 000 000 000 тонн.

Что такое метеоры

Иногда какая-то из комет проходит через орбиту Земли, оставляя за собой след из обломков. Когда наша планета проходит на том месте, где была комета, эти обломки и космическая пыль, оставшаяся от нее, с огромной скоростью входят в атмосферу. Эта скорость доходит более чем до 70 километров в секунду. Когда осколки кометы сгорают в атмосфере, мы видим красивый след. Это явление и называют метеорами (или метеоритами).

Возраст комет

Свежие астероиды огромных размеров могут прожить в космосе триллионы лет. Однако кометы, как и любые не могут существовать вечно. Чем чаще они сближаются с Солнцем, тем больше теряют твердого и газообразного веществ, входящих в их состав. «Молодые» кометы могут очень сильно сбрасывать в весе до тех пор, пока на их поверхности не образуется своеобразная защитная корка, которая предотвращает дальнейшее испарение и выгорание. Тем не менее, «молодая» комета стареет, а ядро дряхлеет и теряет свой вес и размеры. Таким образом поверхностная корка приобретает множество морщин, трещин и разломов. Газовые потоки, сгорая, толкают тело кометы вперед и вперед, придавая скорости этой путешественнице.

Комета Галлея

Другая комета, по структуре такая же, как и комета Чурюмова - Герасименко, это астероид, открытый Он понял, что у комет есть длинные эллиптические орбиты, по которым они движутся с большим интервалом времени. Он сопоставил между собой кометы, которые наблюдались с земли в 1531, 1607 и 1682 годах. Оказалось, что это была одна и та же комета, которая двигалась по своей траектории через промежуток времени, равный приблизительно 75 годам. В конце концов ее назвали в честь самого ученого.

Кометы в Солнечной системе

Мы находимся в Солнечной системе. Недалеко от нас было найдено не менее 1000 комет. Их подразделяют на два семейства, а они, в свою очередь, разделены на классы. Чтобы классифицировать кометы, ученые принимают во внимание их особенности: время, за которое они способны пройти весь путь по своей орбите, а также период из обращения. Если взять для примера комету Галлея, упомянутую ранее, то она проходит полный оборот вокруг солнца за меньше чем за 200 лет. Она относится к периодическим кометам. Однако есть те, которые преодолевают весь путь за гораздо меньшие промежутки времени — так называемые короткопериодические кометы. Мы можем не сомневаться в том, что в нашей Солнечной системе существует огромное количество периодических комет, орбиты которых проходят вокруг нашей звезды. Такие небесные тела могут удаляться от центра нашей системы настолько далеко, что оставляют позади Уран, Нептун и Плутон. Иногда они могут очень близко приближаться к планетам, из-за чего меняют меняются их орбиты. В качестве примера можно привести комету Энке.

Информация о кометах: долгопериодические

Траектория движения долгопериодических комет очень отличается от короткопериодических. Они обходят Солнце со всех сторон. К примеру, Хеякутаке и Хейла-Боппа. Последние выглядели очень зрелищно, когда в последний раз приближались к нашей планете. Ученые подсчитали, что в следующий раз с Земли их можно будет увидеть только через тысячи лет. Очень много комет, с долгим периодом движения можно обнаружить на краю нашей Солнечной системы. Еще в середине 20-го века голландский астроном выдвинул предположение о существовании скопления комет. Спустя время было доказано существование кометного облака, которое известно сегодня как «Облако Оорта» и было названо в честь открывшего его ученого. Какое количество комет находится в Облаке Оорта? По некоторым предположениям, не меньше триллиона. Период движения некоторых таких комет может равняться нескольким световым годам. В таком случае, весь свой путь комета преодолеет за 10 000 000 лет!

Фрагменты кометы Шумейкера — Леви 9

Сообщения о кометах со всего мира помогают в их исследовании. Очень интересное и впечатляющее видение могли наблюдать астрономы в 1994 году. Более 20 осколков, оставшихся от кометы Шумейкера — Леви 9 с сумасшедшей скоростью (приблизительно 200 000 километров в час) столкнулись с Юпитером. Астероиды влетели в атмосферу планеты со вспышками и огромными взрывами. Раскаленный газ повлиял на образование очень больших огненных сфер. Температура, до которой разогрелись химические элементы, в несколько раз превысила температуру, которая фиксируется на поверхности Солнца. После чего в телескопы можно было увидеть очень высокий столб газа. Его высота достигла огромных размеров — 3200 километров.

Комета Биэлы — двойная комета

Как мы уже узнали, существует множество доказательств того, что кометы со временем разрушаются. Из-за этого они теряют свою яркость и красоту. Можно рассмотреть только один пример подобного случая — кометы Биэлы. Первый раз ее обнаружили в 1772 году. Однако впоследствии ее не раз замечали снова в 1815 году, после - в 1826 и в 1832. Когда ее наблюдали в 1845 году, оказалось, что комета выглядит гораздо большей, чем ранее. Полгода спустя выяснилось, что это была не одна, а целых две кометы, которые шли рядом друг с другом. Что же произошло? Астрономы установили, что год тому назад астероид Биэлы раскололся надвое. В последний раз ученые зарегистрировали появление этой чудо-кометы. Одна часть ее была значительно ярче другой. Больше ее никогда не видели. Однако через время не раз бросался в глаза метеоритный поток, орбита которого точно совпадала с орбитой кометы Биэлы. Этот случай доказал, что кометы способны разрушаться с течением времени.

Что происходит при столкновении

Для нашей планеты встреча с этими небесными телами не предвещает ничего доброго. Большой обломок кометы или метеорит размером приблизительно около 100 метров взорвался высоко в атмосфере в июне 1908 года. В результате этой катастрофы погибло немало северных оленей и было повалено две тысячи километров тайги. Что произошло бы, если бы такая глыба разорвалась над большим городом, таким как Нью-Йорк или Москва? Это стоило бы жизни миллионам людей. А что бы случилось, если бы в Землю попала комета, диаметр которой несколько километров? Как говорилось выше, в середине июля 1994 была «обстреляна» обломками кометы Шумейкера — Леви 9. Миллионы ученых наблюдали за происходящим. Чем бы закончилось для нашей планеты такое столкновение?

Кометы и Земля — представления ученых

Информация о кометах, известная ученым, сеет в их сердцах страх. Астрономы и аналитики с ужасом рисуют в своих умах страшные картины - столкновение с кометой. Когда астероид влетит в атмосферу, это вызовет разрушения внутри космического тела. Оно с оглушительным звуком взорвется, и на Земле можно будет наблюдать столб из метеоритных обломков — пыли и камней. Небо охватит огненно-красное зарево. На Земле не останется никакой растительности, так как из-за взрыва и осколков будут уничтожены все леса, поля и луга. Из-за того, что атмосфера станет непроницаемой для солнечных лучей, на резко станет холодно, а растения не смогут выполнять роль фотосинтеза. Таким образом нарушатся циклы питания морских обитателей. Находясь долгое время без пищи, многие из них погибнут. Все вышеперечисленные события повлияют и на природные циклы. Повсеместные кислотные дожди пагубно скажутся на озоновом слое, так что дышать на нашей планете станет невозможным. Что будет, если комета упадет в один из океанов? Тогда это может привести к губительным экологическим бедствиям: образованию торнадо и цунами. Отличие будет только в том, что эти катаклизмы будут гораздо больших масштабов, чем те, что мы могли ощутить на себе за несколько тысяч лет истории человечества. Огромные волны в сотни или тысячи метров сметут все на своем пути. От поселков и городов ничего не останется.

"Переживать не стоит"

Другие ученые, наоборот, говорят, что нет необходимости переживать о подобных катаклизмах. По их утверждениям, если Земля и приблизится близко к небесному астероиду, то это приведет только лишь к освещению неба и метеоритному дождю. Стоит ли переживать о будущем нашей планеты? Есть ли вероятность того, что нас когда-либо встретит летящая комета?

Падение кометы. Стоит ли бояться

Можно ли доверять всему, что представляют ученые? Не стоит забывать, что вся информация о кометах, записанная выше — всего лишь теоретические предположения, которые невозможно проверить. Конечно, подобные фантазии могут сеять панику в сердцах людей, однако вероятность того, что на Земле когда-нибудь произойдет нечто подобное, ничтожно мала. Ученые, которые исследуют нашу Солнечную систему, восхищаются тем, насколько все продуманно в ее устройстве. Метеоритам и кометам трудно добраться до нашей планеты, поскольку она защищена гигантским щитом. Планета Юпитер, ввиду ее размеров, обладает огромной гравитацией. Поэтому нередко защищает нашу Землю от пролетающих мимо астероидов и остатков комет. То, в каком месте расположена наша планета, наводит многих на мысль, что все устройство было заранее продумано и сконструировано. А если это так, а вы не ревностный атеист, тогда можете спать спокойно, ведь Создатель несомненно сохранит Землю для той цели, для которой ее сотворил.

Названия самых известных

Сообщение о кометах от разных ученых со всего мира составляют огромную базу информации о космических телах. Среди особенно известных можно выделить несколько. Например, комета Чурюмова - Герасименко. Кроме того, в этой статье мы могли познакомиться с кометой Фумейкера — Леви 9 и и Галлея. Кроме них, известна не только исследователям неба, но и любителям комета Садулаева. В этой статье мы постарались предоставить наиболее полную и проверенную информацию о кометах, их строении и контакте с другими небесными телами. Однако, как невозможно объять все просторы космоса, так не получится описать или перечислить все известные на данный момент кометы. Краткая информация о кометах Солнечной системы представлена на иллюстрации ниже.

Исследования неба

Знания ученых, конечно же, не стоят на месте. То, что мы знаем сейчас, не было известно нам каких-то 100 или даже 10 лет назад. Мы можем быть уверены, что неутомимое желание человека познавать просторы космоса и дальше будет толкать его на попытки понять строение небесных тел: метеоритов, комет, астероидов, планет, звезд и других более мощных объектов. Сейчас мы проникли в такие просторы космоса, что размышление над его необъятностью и непознаваемостью повергает в трепет. Многие согласны, что все это не могло появиться само по себе и без цели. У такой сложной конструкции должно быть намерение. Однако многие вопросы связанные со структурой космоса, так и остаются неотвеченными. Кажется, чем больше мы узнаем, тем больше появляется причин исследовать дальше. По сути, чем больше мы приобретаем информации, тем больше понимаем, что плохо знаем нашу Солнечную систему, нашу Галактику, и тем более Вселенную. Однако все это не останавливает астрономов, и они продолжают и дальше биться над загадками бытия. Каждая летящая поблизости комета представляет для них особый интерес.

Компьютерная программа “Space Engine”

К счастью, сегодня исследовать Вселенную могут не только астрономы, но и обычные люди, любознательность которых побуждает их к этому. Не так давно была выпущена программа для компьютеров “Space Engine”. Она поддерживается большинством современных компьютеров среднего класса. Ее можно совершенно бесплатно скачать и установить, воспользовавшись поиском в интернете. Благодаря этой программе информация о кометах для детей будет также весьма интересна. В ней представлена модель всей Вселенной, в том числе всех комет и небесных тел, которые сегодня известны современным ученым. Чтобы найти интересующий нас космический объект, например, комету, можно воспользоваться встроенным в систему ориентированным поиском. К примеру, вам нужна комета Чурюмова - Герасименко. Для того чтобы ее найти, необходимо ввести ее порядковый номер 67 Р. Если же вас интересует другой объект, например, комета Садулаева. Тогда вы можете попробовать ввести ее название латиницей или же ввести ее специальный номер. Благодаря этой программе вы сможете больше узнать про космические кометы.

Артём Новичонок,
научный сотрудник обсерватории Петрозаводского госуниверситета,
первооткрыватель двух комет и нескольких десятков астероидов
«Троицкий вариант» №21(165), 21 октября 2014 года

1. Кометы - одна из разновидностей малых тел Солнечной системы. Своим названием они обязаны характерным хвостам, «распускающимся» вблизи Солнца. По-гречески κομήτης означает «волосатый», «имеющий длинные волосы». Даже астрономический символ, обозначающий комету (☄), имеет вид диска, от которого, подобно волосам, отходят три линии.
2. Периоды обращения комет вокруг Солнца заключены в широком диапазоне - от нескольких лет до нескольких миллионов лет. Исходя из этого кометы подразделяют на коротко- и долгопериодические. Орбиты последних сильно вытянуты, минимально возможное расстояние кометы от Солнца может практически совпадать с поверхностью светила, а максимальное - исчисляться десятками тысяч астрономических единиц.
3. Главная часть кометы - ядро. Размер ядер относительно небольшой - до нескольких десятков километров. Ядра состоят из рыхлой смеси горных пород, пыли и легкоплавких веществ (замерзших H 2 O, СO 2 , СО, NH 3 и др.). Ядра комет очень темные - отражают лишь несколько процентов падающего на них света.
4. Когда комета приближается к Солнцу, температура поверхности ее ядра повышается, в результате чего льды разного состава начинают сублимировать. Формируется кома (атмосфера) кометы, которая вместе с ядром составляет голову кометы. Размеры комы могут достигать нескольких миллионов километров.
5. При приближении к Солнцу у кометы формируется также хвост, состоящий из частиц комы, отдаляющихся от ядра. Хвосты бывают двух типов: ионный (газовый), из-за действия солнечного ветра всегда направленный в противоположную от Солнца сторону, и пылевой, «стелющийся» вдоль орбиты кометы с относительно небольшими отклонениями. Длина кометного хвоста может достигать сотен миллионов километров.
6. В результате кометной активности на орбите кометы остается изрядное количество небольших небесных тел - метеорных частиц. Если орбита кометы достаточно близко подходит к орбите Земли, то может наблюдаться метеорный поток - множество метеоров («падающих звезд»), видимых за короткий промежуток времени. Во время сильных метеорных дождей можно наблюдать тысячи метеоров в час.
7. Так как кометы постоянно теряют вещество, они не могут долго существовать в активной фазе и с течением времени распадаются на фрагменты, полностью превращаются в межпланетную пыль или, потеряв запас околоповерхностных легкоплавких веществ, становятся инертными астероидоподобными объектами.
8. Каждый год открывают десятки комет, приходящих к нам с окраин Солнечной системы. Следовательно, там (на расстояниях до 50–100 тыс. а. е.) расположен большой резервуар кометных ядер - облако Оорта. Оно не может наблюдаться напрямую, но кометы дают убедительное подтверждение его существования.
9. В Средние века кометы вызывали страх у людей, считались предвестниками трагических событий в жизни народов (войн, эпидемий) и царственных особ. И даже появление кометы Хейла-Боппа в 1997 году печально известно массовыми самоубийствами членов секты «Врата рая».
10. Очень яркие кометы появляются нечасто. Но они, безусловно, принадлежат к числу самых красивых и впечатляющих объектов на небе. Достаточно упомянуть, например, Большую комету 1861 года, C/1995 O1 (Хейла-Боппа), которую легко было наблюдать даже в городах весной 1997 года, или комету C/2006 P1 (Макнота), в январе 2007 года наблюдавшуюся в том числе в дневные часы, а в сумерках демонстрировавшую огромный веерообразный хвост.

Кометы интересуют многих людей. Эти небесные тела захватывают молодых и людей постарше, женщин и мужчин, астрономов-профессионалов и просто любителей астрономии. И наш портал сайт предлагает самые актуальные новости о последних открытиях, фото и видео комет, а также много другой полезной информации, с которой вы сможете ознакомиться в этом разделе.

Кометы – небольшие небесные тела, вращающиеся вокруг Солнца по коническому сечению с довольно растянутой орбитой, имеющие туманный вид. Комета при приближении к Солнцу формирует кому и иногда хвост из пыли и газа.

Ученые предполагают, что периодически кометы прилетают в Солнечную систему из облака Оорта, так как в нем содержится множество кометных ядер. Как правило, тела, находящиеся на окраинах Солнечной системы, состоят из летучих веществ (метановых, водяных и прочих газов), которые испаряются во время подлета к Солнцу.

На сегодняшний день выявили больше четырехсот короткопериодических комет. Причем половина из них находилась в более чем одном прохождении перигелия. Большинство из них входят в семейства. К примеру, многие короткопериодические кометы (за 3-10 лет делают оборот вокруг Солнца) образуют семейство Юпитера. Малочисленными являются семейства Урана, Сатурна и Нептуна (знаменитая комета Галлея относится к последнему).

Кометы, которые прибывают из глубины Космоса, представляют собой туманные объекты, за которыми тянется хвост. Часто в длину он достигает нескольких миллионов километров. Что касается ядра кометы, то это тело из твердых частиц, окутанное комой (туманная оболочка). Ядро диаметром в 2 км может иметь кому в 80 000 км в поперечнике. Солнечные лучи выбивают из комы частицы газа и отбрасывают их назад, вытягивая их в дымчатый хвост, движущийся за ней в космическом пространстве.

Яркость комет в большей степени зависит от того, на каком расстоянии они находятся от Солнца. Из всех комет только незначительная часть приближается к Земле и Солнцу настолько, что их можно заметить невооруженным глазом. Причем самые заметные из них принято называть «великими (большими) кометами».

Большинство из наблюдаемых нами «падающих звезд» (метеоритов) имеют кометное происхождение. Это частицы, потерянные кометой, которые при попадании в атмосферу планет сгорают.

Номенклатура комет

За все года изучения комет правила их именования много раз уточняли и меняли. До начала ХХ века многие кометы просто называли по году их обнаружения, нередко с дополнительными уточнениями относительно сезона года или яркости, если в этом году комет было несколько. К примеру, «Большая сентябрьская комета 1882 года», «Большая январская комета 1910 года», «Дневная комета 1910 года».

После того как Галлею удалось доказать, что кометы 1531, 1607 и 1682 года представляют одну и ту же комету, она получила название кометы Галлея. Также он предсказал, что в 1759 году она вернется. Вторая и третья кометы получили имена Бэлы и Энке в честь ученых, которые вычислили орбиту комет, невзирая на то, что первая комета наблюдалась еще Мессье, а вторая Мешеном. Немного спустя периодические кометы называли в честь их открывателей. Ну а те кометы, которая наблюдались только в одном прохождении перигелия, называли, как и раньше, по году появления.

В начале ХХ века, когда стали чаще открывать кометы, было принято решение об окончательном именовании комет, которое сохранилось и по сей день. Только когда комету выявят три независимых наблюдателя, она получала имя. Множество комет в последние годы открывается посредством инструментов, которые обнаруживают целые команды ученых. Кометы в таких случаях именуются по инструментам. К примеру комета С/1983 Н1 (IRAS – Араки – Олкока) была открыта спутником IRAS, Джорджем Олкоком и Генъити Араки. В прошлом еще одна команда астрономов открывала периодические кометы, к которым добавляли номер, к примеру, кометы Шумейкеров – Леви 1 – 9. Сегодня самыми разными инструментами открывается огромное количество планет, что сделало данную систему непрактичной. Поэтому было принято решение прибегнуть к специальной системе обозначения комет.

До начала 1994 г. кометам давали временные обозначения, которые состояли из года открытия плюс латинская строчная буква, указывающая порядок их открытия в этом году (к примеру, комета 1969i являлась 9 кометой, которая была открыта в 1969 году). Как только комета прошла перигелий, ее орбита устанавливалась, и она получала постоянное обозначение, а именно год прохождения перигелия плюс римское число, которое указывает порядок прохождения перигелия в этом году. Например, комете 1969i дали постоянное обозначение 1970 II (означает, что это вторая комета, которая прошла перигелий в 1970 году).

По мере увеличения количества открытых комет данная процедура стала весьма неудобной. Поэтому Международный астрономический союз в 1994 году принял новую систему обозначения комет. Сегодня название комет включает год открытия, букву, означающую половину месяца, в котором было открытие, и сам номер открытия в данной половине месяца. Эта система напоминает ту, которая применялась для именования астероидов. Так, четвертая комета, которая была открыта в 2006 году, во второй половине февраля имеет обозначение 2006 D4. Также перед обозначением ставят префикс. Он объясняет природу кометы. Принято использовать такие префиксы:

· C/ - долгопериодическая комета.

· P/ - короткопериодическая комета (та, которая наблюдалась в двух и больше прохождениях перигелия, или комета, чей период менее двести лет).

· X/ - комета, для которой не удалось вычислить достоверную орбиту (чаще всего для исторических комет).

· A/ - объекты, ошибочно принятые за кометы, но оказавшиеся астероидами.

· D/ - кометы были потеряны или разрушились.

Строение комет

Газовые составляющие комет

Ядро

Ядро представляет собой твердую часть кометы, где сосредоточена практически вся ее масса. На данный момент ядра комет недоступны к изучению, так как скрыты постоянно образующейся светящейся материей.

Ядро, по самой распространенной модели Уиппла, – это смесь льдов с включением частиц метеорного вещества. Слой замороженных газов, согласно этой теории, чередуется с пылевыми слоями. Газы по мере нагревания испаряются, увлекают облака пыли за собой. Таким образом, можно объяснить образование пылевых и газовых хвостов у комет.

Но по результатам исследований, которые были проведены с помощью американкой автоматической станции в 2015 году, ядро складывается из рыхлого материала. Это ком пыли с порами, которые занимают до 80 процентов его объема.

Кома

Кома – светлая туманная оболочка, окружающая ядро, состоящая из пыли и газов. Чаще всего тянется от 100 тыс. до 1,4 млн км от ядра. Под высоким давлением света деформируется. В результате она вытягивается в антисолнечном направлении. Вместе с ядром кома формирует голову кометы. Обычно кома состоит из 4 основных частей:

• внутренняя (химическая, молекулярная и фотохимическая) кома;
• видимая кома (или ее еще называют кома радикалов);
• атомная (ультрафиолетовая) кома.

Хвост

С приближением к Солнцу у ярких комет формируется хвост – слабая светящаяся полоса, которая чаще всего в результате действия солнечного света направлена от Солнца в противоположную сторону. Невзирая на то что в коме и хвосте содержится меньше одной миллионной доли массы кометы, практически 99,9% свечения, которое мы видим во время прохождения кометы по небу, состоит именно из газовых образований. Все потому, что ядро имеет низкое альбедо и само по себе очень компактно.

Хвосты комет могут отличаться как формой, так и длиной. У некоторых они тянутся через все небо. К примеру, хвост кометы, который видели в 1944 году, имел длину в 20 млн км. Еще больше впечатляет длина хвоста Большой кометы 1680 года, которая составляла 240 млн км. Еще были зафиксированы случаи, когда хвост отделяется от кометы.

Хвосты комет практически прозрачны и не имеют резких очертаний – сквозь них отлично видны звезды, поскольку образованы из сверхразреженного вещества (его плотность намного меньше, чем плотность газа из зажигалки). Что касается состава, то он разнообразен: мельчайшие пылинки или газ, или же смесь обоих. Состав большинства пылинок напоминает астероидные материалы, что выяснилось в результате исследования космическим аппаратом «Стардаст» кометы 81Р/Вильда. Можно сказать, что это «видимое ничто»: мы можем видеть хвосты комет только по той причине, что пыль и газ светятся. Причем сочетание газа непосредственно связано с его ионизацией УФ-лучами и потоками частиц, которые выбрасываются с солнечной поверхности, а пыль рассеивает солнечный свет.

В конце 19 века астроном Федор Бредихин разработал теорию форм и хвостов. Также он создал классификацию кометных хвостов, которая и по сей день используется в астрономии. Он предложил относить хвосты комет к главным трем типам: узкие и прямые, направленные от Солнца; искривленные и широкие, уклоняющие от центрального светила; короткие, сильно уклоненные от Солнца.

Столь разные формы хвостов комет астрономы объясняют следующим образом. Составляющие частицы комет имеют неодинаковые свойства и состав и по-разному реагируют на солнечное излучение. Поэтому пути этих частиц в пространстве «расходятся», в результате чего хвосты космических путешественниц получают разные формы.

Изучение комет

Человечество с давних времен проявляло интерес к кометам. Их неожиданность появления и необычный вид служили на протяжении многих веков источником различных суеверий. Появление в небе данных космических тел с ярко светящимся хвостом древние связывали с наступлением тяжелых времен и предстоящими бедами.

Благодаря Тихо Браге в эпоху Возрождения кометы стали относиться к небесным телам.

Более подробное представление о кометах люди получили благодаря путешествию в 1986 году к комете Галлея на таких космических аппаратах, как «Джотто», а также «Вега-1» и «Вега-2». Приборы, установленные на данных аппаратах, передали изображения ядра кометы и разные сведения о ее оболочке на Землю. Выяснилось, что ядро кометы складывается в основном из простого льда (с незначительным включением метановых и углекислых льдов) и полевых частиц. Собственно, они формируют оболочку кометы, а по мере приближения ее к Солнцу часть из них под воздействием давления солнечного ветра и солнечных лучей переходит в хвост.

По подсчетам ученых, размеры ядра кометы Галлея равны нескольким километрам: 7,5 км в поперечном направлении, 14 км – в длину.

Ядро кометы Галлея отличается неправильной формой и постоянно вращается вокруг оси, которая по предположениям Фридриха Бесселя практически перпендикулярная плоскости орбиты кометы. Что касается периода вращения, то он составлял 53 часа, что хорошо согласовывалось с вычислениями.

Космический аппарат NASA «Дип Импакт» в 2005 году сбросил зонд на комету Темпеля 1, что позволило передать изображение ее поверхности.

Изучение комет в России

Первые сведения о кометах появились в «Повести временных лет». Было видно, что летописцы уделяли появлению комет особое значение, так как их считали предвестницами разных несчастий – мора, войн и т.д. Но в языке Древней Руси какого-то отдельного названия им не давали, так как их считали хвостастыми звездами, движущимися по небу. Когда описание кометы попало на страницы летописей (1066 год), астрономический объект назывался «звезда велика; звезда образ копииныи; звезда… испущающе луча, еюже прозываху блистаньницю».

Понятие «комета» появилось в русском языке после перевода европейских сочинений, речь в которых шла о кометах. Самое ранее упоминание было замечено в сборнике «Бисер златый», представляющем собой что-то по типу целой энциклопедии о мироустройстве. В начале 16 века «Луцидариус» перевели с немецкого языка. Так как слово для русских читателей было новым, переводчик пояснял его привычным для всех наименованием «звезда», а именно «звезда комита дает блистание от себе яко луч». Но понятие «комета» прочного вошло в русский язык только в средине 1660-х годов, когда в европейском небе действительно появились кометы. Данное событие вызвало особый интерес. Из переводных сочинений русские узнавали, что кометы мало чем похожи на звезды. Вплоть до начала 18 века отношение к появлению комет как к знамениям сохранилось как в Европе, так и в России. Но тогда появились первые сочинения, которые отрицали загадочную природу комет.

Русские ученые осваивали европейские научные знания о кометах, что позволило им внести свой немалый вклад в их изучение. Астроном Федор Брединих во второй половине 19 века построил теорию природы комет, объяснив происхождение хвостов и их причудливое разнообразие форм.

Для всех тех, кто хочет подробнее ознакомиться с кометами, узнать об актуальных новостях, наш портал сайт предлагает следить за материалами данного раздела.

Теории происхождения комет

На сегодняшний день не существует единой и принимаемой всеми специалистами теории происхождения комет. Собственно, это и есть первая загадка этих небесных тел – как, где и под воздействием каких факторов они появляются? Согласно одной из гипотез, довольно древней, но имеющей своих сторонников и в настоящее время, кометы образуются из материалов, которые выбрасываются в результате вулканической активности из недр планет-гигантов Солнечной системы, Юпитера и Сатурна. Более современная гипотеза выдвигает в качестве родины комет отдалённую часть Солнечной системы, так называемое облако Оорта, в котором, согласно предположениям, кометы образовались одновременно с планетами. Там они якобы и пребывают, пока притяжение солнца и планет не вытаскивает постепенно по одной комете, которые и начинают своё космическое путешествие . Есть мнение и о том, что кометы вообще приходят извне солнечной системы, так что установить механизм их образования в условиях современного развития изучения космоса пока что затруднительно

Видимость и невидимость комет

Обывательское сознание прочно сопоставляет кометы с небесным телом, имеющим длинный и обширный шлейф или хвост. Кометы действительно часто характеризуются наличием подобных хвостов. Но, оказывается, если у кометы не видно шлейфа, это не означает, что его не существует. Виден или не виден хвост кометы и насколько он ярок и обширен, зависит в первую очередь от близости той или иной кометы к Солнцу. Механизм воздействия солнечного ветра на частицы, составляющие так называемое облачное тело кометы, которое движется вместе с ядром, учёным пока не ясен. Однако факт остаётся фактом – по мере приближения к Солнцу видимость комет и яркость их шлейфов существенно усиливаются. Выдвигаются версии о том, что этот механизм сродни механизму резонансной флуоресценции или Полярному сиянию, однако пока это лишь гипотезы.

Пыль в глаза учёных

Облачное тело комет состоит, в том числе, и из космической пыли – это очевидная данность для всех исследователей космоса. Однако не так давно было обнаружено, что часть космической пыли, составляющей комету, образовалось под воздействием высоких температур. И вот это-то является загадкой для учёных, потому что основную часть комет составляет чаще всего лёд как в качестве ядра кометы, так и ледяная пыль в хвосте небесного тела. Резонно возникает вопрос – как может содержаться даже в ледяном ядре кометы космическая пыль, сформировавшаяся при высоких температурах? Уже выдвинуто предположение, что кометы формируются в разных частях Солнечной системы из материалов, которые обладают различиями в физических свойствах, в том числе и с различной интенсивностью поглощают тепловую энергию в ходе своего движения по космическому пространству.

Космический «прогноз погоды»: тоже никаких гарантий…

Для учителей Земли кометы делятся, прежде всего, по периодичности обращения по своим орбитам, в которые они попадают в определённый момент и начинают своё движение относительно Солнца. Деление это позволяет различать короткопериодические (длительность оборота по орбите менее 150 лет), среднепериодические (длительность оборота от 150 до 200 лет) и долгопериодические (длительность оборота свыше 200 лет) кометы. Проблема в том, что любая комета и буквально в любой момент может существенно поменять траекторию своего движения и, следовательно, направление и длительность оборота своей орбиты. Потому как кометы весьма подвержены гравитационному воздействию планет, рядом с которыми они проходят, и изменения траектории их движения под этим воздействиям предсказать нельзя. Определённую коррекцию орбитам близко проходящих комет сообщает и такая небольшая планета, как Земля, что тогда говорить о гиганте, например, Юпитере. Поэтому учёные, конечно, составляют траектории движения комет, а заодно и прогнозы по ним, но эти расчёты всегда имеют немалую долю относительности.

Кометы с необычным поведением

Одним из самых экстравагантных предположений относительно части комет является гипотеза о том, что некоторые небесные объекты, которые астрономами были идентифицированы как кометы, на самом деле являются космическими кораблями инопланетян . Чаще всего в качестве «подозреваемых» называется комета Деннига, которая якобы подозрительным для кометы образом поочерёдно описывала круги вокруг Юпитера, Венеры, Марса и земли (как будто это были ознакомительные облёты). Также нередко упоминается комета Арена-Ролана, которая будто бы имела два хвоста, причём разнонаправленных – это отметает традиционную причину хвостов комет в виде солнечного ветра и наводит на мысль о наличии разнонаправленных ракетных двигателей на космическом корабле. В ответ представители официальных научных ведомств приводят данные о том, что длительное наблюдение за указанными кометами не выявило никаких «особых» признаков.

КОМЕТЫ (от греческого κομήτης - волосатый, косматый), небольшие по размеру и массе небесные тела Солнечной системы, обращающиеся вокруг Солнца по сильно вытянутым орбитам и резко повышающие свою яркость при сближении с Солнцем. Вблизи Солнца кометы выглядят на небе как светящиеся шары, за которыми тянется длинный хвост (рис. 1). Кометы представляют собой ледяные небесные тела (иногда называемые космическими айсбергами), яркое свечение которых создаётся рассеянием солнечного света и другими физическими эффектами. Полное название комет включает в себя имена открывателей (не более трёх), год открытия, прописную букву латинского алфавита и число, указывающие, в какой момент года была открыта комета, и префикс, обозначающий тип кометы (Р - короткопериодическая комета, С - долгопериодическая комета, D - разрушившаяся комета и пр.). Ежегодно в любительский телескоп можно наблюдать примерно 10-20 комет.

Исторически появление комет на небе считалось дурным предзнаменованием, предвещающим несчастья и катастрофы. Споры о природе комет (атмосферной или космической) продолжались на протяжении 2 тысяч лет и завершились лишь в 18 веке (смотри Кометная астрономия). Значительный прогресс в изучении комет был достигнут в 20 веке благодаря полётам к кометам космических аппаратов.

Общие сведения о кометах. Кометы вместе с астероидами, метеороидами и метеорной пылью относятся к малым телам Солнечной системы. Общее число комет в Солнечной системе чрезвычайно велико, оно оценивается величиной не менее 10 12 . кометы подразделяются на два основных класса: короткопериодические и долгопериодические с периодом обращения соответственно менее и более 200 лет. Общее число комет, наблюдавшихся в историческое время (в том числе на параболических и гиперболических орбитах), близко к 1000. Из них известно около 100 короткопериодических комет, регулярно сближающихся с Солнцем. Орбиты этих комет надёжно вычислены. Такие кометы называют «старыми», в отличие от «новых» долгопериодических комет, которые, как правило, наблюдались во внутренних областях Солнечной системы лишь однажды. Большинство короткопериодических комет входит в так называемые семейства планет-гигантов, находясь на близких к ним орбитах. Наиболее многочисленным является семейство Юпитера, насчитывающее сотни комет, среди которых известно свыше 50 самых короткопериодических комет с периодом обращения вокруг Солнца от 3 до 10 лет. Меньше наблюдаемых комет включают семейства Сатурна, Урана и Нептуна; к последнему, в частности, принадлежит знаменитая Галлея комета.

Основные резервуары, содержащие ядра комет, расположены на периферии Солнечной системы. Это Койпера пояс, находящийся вблизи плоскости эклиптики непосредственно за орбитой Нептуна, в пределах 30-100 а. е. от Солнца, и сферическое по форме Оорта облако, расположенное примерно на половине расстояния до ближайших звёзд (30-60 тысяч а. е.). Облако Оорта периодически испытывает гравитационные возмущения со стороны гигантских межзвёздных газово-пылевых облаков, галактического диска и звёзд (при случайных сближениях) и поэтому не имеет чётко выраженной внешней границы. Кометы могут покидать облако Оорта, пополняя межзвёздную среду, и вновь возвращаться. Тем самым кометы играют роль своеобразных зондов ближайших к Солнечной системе областей Галактики.

Вследствие аналогичных возмущений некоторые тела из облака Оорта попадают во внутренние области Солнечной системы, переходя на высокоэллиптические орбиты. Эти тела при сближении с Солнцем наблюдаются как долгопериодические кометы. Под влиянием гравитационных возмущений со стороны планет (в первую очередь Юпитера и других планет-гигантов) они либо пополняют известные семейства короткопериодических комет, регулярно возвращающихся к Солнцу, либо переходят на параболические и даже гиперболические орбиты, навсегда покидая Солнечную систему. Основным источником короткопериодических комет служит пояс Койпера. Вследствие гравитационных возмущений Нептуном объектов пояса Койпера относительно небольшая доля населяющих пояс ледяных тел постоянно мигрирует во внутренние области Солнечной системы.

Движение комет по орбите. Кометы движутся по орбитам с большим эксцентриситетом и наклонением к плоскости эклиптики. Движение происходит и в прямом (как у планет), и в обратном направлении. Кометы испытывают сильные приливные возмущения при прохождении вблизи планет, что приводит к существенному изменению их орбит (и, соответственно, сложностям прогноза движений комет и точного определения эфемерид). Вследствие этих изменений орбит многие кометы выпадают на Солнце.

Результаты вычислений элементов орбит комет публикуются в специальных каталогах; например, каталог, составленный в 1997, содержит орбиты 936 комет, свыше 80% которых наблюдалось только один раз. В зависимости от положения на орбите блеск комет изменяется на несколько порядков, достигая максимума вскоре после прохождения перигелия и минимума в афелии. Абсолютная звёздная величина комет в первом приближении обратно пропорциональна R 4 , где R - расстояние от Солнца. Как правило, короткопериодические кометы обращаются вокруг Солнца не более нескольких сотен раз. Поэтому время их жизни ограничено и обычно не превышает 100 тысяч лет.

Активная фаза существования кометы заканчивается, когда исчерпывается запас летучих веществ в ядре или поверхность ядра кометы покрывается оплавленной пылеледяной коркой, возникающей вследствие многократных сближений кометы с Солнцем. После окончания активной фазы ядро кометы по своим физическим свойствам становится подобным астероиду, поэтому резкой границы между астероидами и кометами нет. Более того, возможен и обратный эффект: астероид может начать проявлять признаки кометной активности при растрескивании его поверхностной корки по тем или иным причинам.

Нерегулярность орбит комет приводит к плохо прогнозируемой вероятности их столкновений с планетами, что дополнительно усложняет проблему астероидно-кометной опасности. Столкновением Земли с осколком ядра комет, возможно, было вызвано тунгусское событие 1908 года (смотри Тунгусский метеорит). В 1994 наблюдалось выпадение на Юпитер (рис. 2) более 20 фрагментов комет Шумейкеров - Леви 9 (разорванной в ближайшей окрестности планеты приливными силами), что привело к катастрофическим явлениям в атмосфере Юпитера.

Строение и состав комет. Кометы состоят из ядра, атмосферы (комы) и хвоста. Ядра нерегулярной формы имеют небольшие размеры - от единиц до десятков километров и, соответственно, очень малую массу, не оказывающую заметного гравитационного влияния на планеты и другие небесные тела. Ядра комет вращаются относительно оси, почти перпендикулярной плоскости их орбиты, с периодом от нескольких единиц до нескольких десятков часов. Для ядер комет характерна низкая отражательная способность (альбедо 0,03-0,04), поэтому вдали от Солнца кометы не видны. Исключение составляет комета Энке: период обращения этой кометы всего 3,31 года, она относительно мало удаляется от Солнца и её можно наблюдать на всём протяжении орбиты.

Остальные элементы кометной структуры образуются при сближении кометы с Солнцем. Вблизи перигелия орбиты за счёт сублимации вещества ядра и выноса пыли с его поверхности возникает кома. Размер пылинок в коме составляет в основном 10 -7 -10 -6 м, но присутствуют и более крупные частицы. Кома представляет собой ярко светящуюся туманную оболочку поперечником свыше 100 тысяч км. Внутри комы в окрестности ядра выделяют наиболее яркий сгусток - голову кометы, а за пределами комы - водородную корону (гало). Из комы вытягивается хвост протяжённостью в десятки миллионов км: сравнительно слабосветящаяся полоса, не имеющая, как правило, чётких очертаний и направленная преимущественно в сторону, противоположную Солнцу. Интенсивная сублимация и вынос пыли создают реактивную силу; этот негравитационный эффект также оказывает влияние на нерегулярность кометных орбит.

Ядра комет обладают очень низкой средней плотностью, обычно не превышающей сотен кг/м 3 . Это свидетельствует о пористой структуре ядер (рис. 3), состоящих в основном из водяного льда и некоторых низкотемпературных конденсатов (углекислый, аммиачный, метановый льды) с примесью силикатов, графита, металлов, углеводородов и других органических соединений. Значительную долю ядра составляют пыль и более крупные каменистые фрагменты. Обилие водяного льда в составе комет объясняется тем, что молекула воды является самой распространённой в Солнечной системе.

Измерения, проведённые при сближении с кометой космических аппаратов, в целом подтвердили гипотезу о том, что ядро представляет собой «грязный снежный ком». Подобная модель ядра комет была предложена в середине 20 века американским астрономом Ф. Уипплом. Кома состоит в основном из нейтральных молекул воды, водорода, углерода (С 2 , С 3), ряда радикалов (ОН, CN, CH, NH и др.) и светится благодаря процессам люминесценции. Она частично ионизована коротковолновым солнечным излучением, создающим ионы ОН + , СО + , СН + и др. При взаимодействии этих ионов с плазмой солнечного ветра возникает наблюдаемое излучение в УФ и рентгеновской областях спектра.

При сублимации льдов в атмосферу одновременно интенсивно выносится пыль, за счёт которой в основном создаётся хвост кометы. Согласно классификации, предложенной ещё во 2-й половине 19 века Ф. А. Бредихиным, различают три типа кометных хвостов: I - прямые и узкие, направленные в противоположную от Солнца сторону; II - широкие, изогнутые и несколько отклонённые относительно направления от Солнца; III - прямые, короткие и сильно отклонённые от направления от Солнца. В 20 веке С. В. Орлов разработал физическую основу данной классификации в соответствии с механизмом образования хвоста. Хвост типа I создаётся плазмой, взаимодействующей с солнечным ветром, хвост типа II - частицами пыли субмикронных размеров, подверженными воздействию светового давления, хвост типа III - совокупностью мелких и более крупных частиц, испытывающих различное ускорение под действием гравитационных сил и светового давления.

Вследствие такого механизма образования положение в пространстве хвостов типа III менее чёткое, оно не совпадает с антисолнечным направлением и отклонено назад относительно орбитального движения. Иногда в структуре хвоста наблюдаются изогнутые линии - так называемые синдинамы, или даже веер синдинам, созданных пылинками разных размеров.

Изменения, происходящие с кометами в разных точках её орбиты и в течение жизни, в значительной степени определяются нестационарными процессами тепломассопереноса в пористом ядре и формированием неоднородной структуры поверхности, с которой происходит сублимация. Кинетическое моделирование этих процессов позволило получить представление о состоянии газа в коме. Вблизи ядер активных комет течение газа в полусфере, обращённой к Солнцу, близко к равновесному, плотность газа быстро падает по мере удаления от поверхности ядра. Из-за адиабатического расширения газа в межпланетный вакуум температура составляет несколько кельвинов на расстоянии от ядра около 100 км. В окрестности оси симметрии образуется хорошо выраженная струя (джет), обусловленная интенсивным выносом газа и пыли. (На изображении ядра кометы Галлея, полученном при пролёте вблизи него КА «Джотто», видны несколько джетов.) Такую неравномерность сублимации с поверхности ядра можно объяснить тепловыми деформациями, вызывающими разломы и трещины в поверхностной корке кометы.

В результате интенсивного выделения пыли короткопериодических комет вдоль её орбиты образуются пылевые торы. Эти торы периодически пересекает Земля в своём движении по орбите, что вызывает метеорные потоки.

Значение комет для космогонии . Происхождение комет, вероятно, связано с гравитационным выбросом ледяных тел из области образования планет-гигантов (смотри в статье Космогония). Поэтому исследования комет способствуют решению фундаментальной проблемы происхождения и эволюции Солнечной системы. Кометы представляют большой научный интерес, прежде всего с точки зрения космохимии, поскольку содержат первичное вещество, из которого образовалась Солнечная система. Считается, что кометы и наиболее примитивный класс астероидов (углистые хондриты) сохранили в своём составе частицы протопланетного облака и газопылевого аккреционного диска. В качестве реликтов формирования планет (планетезималей) кометы претерпели наименьшие изменения в процессе эволюции. Поэтому информация о составе комет позволяет наложить достаточно строгие ограничения на диапазон параметров, используемых при разработке космогонических моделей.

В то же время, по современным представлениям, сами кометы могли сыграть важную роль в эволюции Земли и других планет земной группы в качестве источника летучих элементов и их соединений (в первую очередь воды). Как показали результаты математического моделирования, за счёт этого источника Земля могла получить количество воды, сопоставимое с объёмом её гидросферы. Примерно такие же количества воды могли получить Венера и Марс, что говорит в пользу гипотезы о существовании на них древних океанов, потерянных в ходе последующей эволюции. Кометы рассматриваются также как возможные носители первичных форм жизни. Проблема возникновения жизни на планетах связывается, в частности, с транспортом вещества внутри и вне пределов Солнечной системы и миграционно-столкновительными процессами, ключевую роль в которых играют кометы.

Лит.: Орлов С. В. О природе комет. М., 1960; Добровольский О. В. Кометы. М., 1966; Physics and chemistry of comets. В.; N. Y., 1990; Yeomans D. Comets: а chronological history of observation; science, myth and folklore. N. Y., 1991; Comets in the post-Hailey era. Dordrecht, 1991. Vol. 1-2; Маров М. Я. Физические свойства и модели комет // Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы. 1994. Т. 28. № 4-5; он же. Малые тела Солнечной системы и некоторые проблемы космогонии // Успехи физических наук. 2005. Т. 175. № 6.