Все о кометах
Хвостатые небесные гости - кометы всегда привлекали к себе внимание не только специалистов, но и самых широких кругов людей. В наше время на изменение всевозможным суеверным представлением о кометах пришло четкое понимание естественного происхождения этих своеобразных небесных тел.
Маленькое ядро діаметром несколько километров - единственная твердая часть кометы, и в нем практически сосредоточена вся ее масса. Масса комет слишком имела и вовсе не влияет на движение планет. А планеты влекут большие возмущения в движении комет.
Ядро кометы, очевидно, состоит из смеси пилинок, твердых комочков вещества и замерзших газов, таких, как углекислый газ, аммиак, метан. С приближением кометы к Солнцу ядро прогревается и из него выделяются газы и пыль. Они образуют газовую оболочку - председателя кометы. Газ и пыль, что входят в состав председателя, под действием давления солнечного излучения и корпускулярных потоков образуют хвост кометы, всегда направленный в противоположную от Солнца сторону рис. 62.
Чем ближе к Солнцу подходит комета, тем она более ярка и тем более длинный ее хвост в результате ее облучения и интенсивного выделения газов. Чаще всего он прямой, тонкий, струйчатый. У больших и ярких комет иногда наблюдается широкий, выгнутый веером хвост рис. 63. Некоторые хвосты достигают в длину расстояния от Земли к Солнцу, а председатель кометы - размеров Солнца. С отдалением от Солнца вид и яркость изменяются в обратном порядке и комета исчезает из поля зрения, достигнув орбиты Юпитера.
Спектр председателя и хвоста кометы имеет обычно яркие смуты. Анализ его показывает, что председатель кометы состоит в основном из пары углерода и циана, а в состав ее хвоста входят ионизированные молекулы оксида углерода II угарного газа. Спектр ядра кометы является копией солнечного спектра, то есть ядро светится отбитым солнечным светом. Председатель и хвост светятся холодным светом, поглощая и потом перевипромінюючи солнечную энергию это разновидность флуоресценции. На расстоянии Земли от Солнца комета не более горяча, чем Земля.
Выдающийся русский ученый Ф. О. Бредіхін 1831 -1904 разработал способ определения за кривизной хвоста силы, которая действует на его частицы. Он классифицировал кометные хвосты и объяснил ряд наблюдаемых у них явлений на основе законов механики
Й физики. В последние годы выяснили, что движение газов в прямых хвостах и изломы в них вызваны взаимодействием ионизированных молекул газов хвоста с потоком частиц корпускул, который налетает на них от Солнца и который называется солнечным в и т-р о г. Действие солнечного ветра на ионы кометного хвоста превышает притягивание их Солнцем в тысяче раз. Усиление коротковолновой радиации Солнца и корпускулярных потоков вызывает внезапные вспышки яркости комет.
И в наше время иногда среди населения высказываются опасения, что Земля столкнется с кометой. В 1910 г. Земля прошла сквозь хвост кометы Галлея, где есть угарный газ. Однако его примесь в приземном воздухе не удалось выявить, потому что даже в голове кометы газы чрезвычайно разрежены. Столкновение Земли с ядром кометы очень маловероятно. Возможно, такое столкновение наблюдалось у 1908 г. как падения Тунгусского метеорита. При этом на высоте нескольких километров случился мощный взрыв, воздушная волна которого свалила лес на огромной площади.
Особенный интерес к кометам возник в связи с выдающимся астрономическим событием в 1985-86 pp.- Дежурным сближением с Солнцем и Землей знаменитой кометы Галлея.
Эта комета была замечена в августе 1682 года, и одним из первых ученых, которые ее наблюдали, был английский астроном Эдмунд Галлей - один из руководителей известной обсерватории в Гринвиче, через которую проходит меридиан, принятый за нулевой. Согласно представлениям, которые существовали на то время, кометы считались небесными телами, которые проникают в Солнечную систему извне, из межзвездного пространства, и после прохождения вблизи Солнца опять выходят за ее пределы. За время существования человечества в небе Земли появлялись сотни комет, но астрономы были убеждены в том, что все они разные.
Галлей решил вычислить орбиты некоторых комет, относительно которых были соответствующие данные наблюдений. Эта работа, связанная с преодолением достаточно значительных для того времени вычислительных трудностей, забрала около 20 лет. Галлею удалось рассчитать орбиты двух десятков комет, которые появлялись в разные годы. При этом выяснилось удивительное обстоятельство: орбиты комет 1531 и 1607 pp. Были очень похожие на орбиту кометы 1682 года.
Галлей сделал полностью правильный вывод: это одна и та же комета, которая периодически возвращается к Солнцу
Через каждых 75-76 лет. Исходя из этого, он предусмотрел, что на дежурное появление той же кометы следует надеяться в 1758 году. И она действительно появилась в конце 1758 года. С тех пор эта комета носит имя Галлея.
Подобно многим другим кометам, комета Галлея двигается вокруг Солнца по очень вытянутой эллиптической орбите, отдаляясь от него на расстояние, что в 18 раз превышает расстояние от Солнца к Земле. При этом плоскость, в которой двигается комета, наклоненная под углом 18° к плоскости земной орбиты. В отличие от планет, которые вращаются вокруг Солнца в направлении против часовой стрелки если смотреть из северного полюсу Земли, комета Галлея перемещается в направлении по часовой стрелке, осуществляя полный оборот в среднем за 75-76 лет.
Проходя вблизи Солнца, комета приближается к нему на минимальное расстояние, которое представляет около 900 миллионов километров. В этот момент она находится в точке так называемый перигелий, расположенной между орбитами Меркурия и Венеры.
В XX столетии комета Галлея сближалась с Землей в 1909-1911 pp. В те дни, готовясь к очередной встрече с кометой, ученые подсчитали, что в ночь с 19 на 20 мая 1910 года Земля пройдет сквозь ее хвост. Это сообщение во всем мире вызывало панику. "Космического свидания" двух небесных тел многие ожидали с большим страхом. Дело в том, что в состав кометных хвостов входит ядовитый газ циан. И буквально на каждом шагу можно было услышать разговоры о будущей мировой катастрофе, о том, что ядовитые газы кометного хвоста пагубно повлияют на все живое на Земле.
Понятно, астрономы знали, что кометные хвосты крайне разрежены и не могут представлять реальную опасность для жителей Земли, которые к тому же защищены атмосферной оболочкой. И все же "кометные страхи" охватили чуть ли не весь мир. К тому же религиозные люди связывали будущее астрономическое событие с представлениями о "страшном суде", о вроде бы грядущей гибели мира, что ее не раз предрекали разные религиозные пророки. На улицах многих городов служили молебны, христианские духовники не успевали исповедовать всех желающих, а мусульманские муллы призывали правовірних к посту и молитвам.
Действительно, около 18 мая Земля прошла сквозь хвост кометы Галлея, но этого даже никто не заметил. Больше того, проведенные специальные измерения не" выявили никаких изменений в обычном химическом составе воздушной оболочки Земли. Это стало еще одним свидетельством чрезвычайной разреженности кометных хвостов.
Интересно, что в огромном большинстве случаев кометы являют собой сравнены недолговечные небесные тела. Проходя вблизи больших планет, они испытывают на себе их сильное тяготение и под его действием постепенно разрушаются. Исходя из всего, комета Галлея в исключением из этого правила. Свидетельства о ее появлениях прослеживаются по некоторым данным вплоть до 240 года до нашей эры, то есть в течение больше чем двух тысячелетий. На памяти человечества нет ни одной другой кометы, появления которой удалось бы проследить так далеко в глубину веков.
Вероятнее всего "живучесть" кометы Галлея в определенной степени объясняется тем обстоятельством, что плоскость ее орбиты заметно наклонена к плоскости, в которой двигаются планеты. Кроме того, достаточно большое значение имеет обратное сравнительно с планетами направление ее движения. Вследствие этого она достаточно быстро "расходится" с "встречными" планетами параллельными курсами и испытывает действие их разрушительного тяготения лишь в течение сравнительно коротких промежутков времени. Кроме того, благодаря большому периоду вращения кометы Галлея, ее сближения с планетами повторяются относительно редко. Однако, возмущения орбиты кометы Галлея все же происходят и это отражается на периоде ее вращения : он колеблется от 74 до 79 лет.
В свое время астрономы научились по закону тяготения рассчитывать орбиты комет как можно точнее, принимая во внимание при этом все возможные влияния со стороны других тел Солнечной системы. Однако "небесные гости" почему-то упрямо не желали следовать за вычисленным учеными "расписанием" их движения. Стало понятно, что влияние на движение комет оказывают не только силы притяжения, но и какие-то другие силы, которые имеют другую физическую природу.
Характер этих сил удалось выяснить лишь в середине нынешнего столетия, когда астрономы пришли к заключению, что они е силами реактивного действия. Газы, которые выбрасываются кометными ядрами, создают реактивный эффект, хотя и сравнительно небольшой, но достаточный для того, чтобы оказать определенное влияние на движение комет.
Следовательно, можно утверждать, что кометные ядра состоят из замерзших газов - точнее из грязного льда или снега. Это в основном обычный водяной лед, а также лед из углекислого газа и окиси углерода. Приблизительно одну треть массы кометных ядер представляют разные каменистые вещества.
Когда комета приближается к Солнцу на расстояние около 600-700 млн. Километров, то под воздействием солнечного излучения газы, которые содержатся в ее ядре, начинают выделяться, вынося наружу каменистые и ледовые частицы, которые здесь же испаряющиеся, окутывая ядро туманной оболочкой - атмосферой кометы. Эта оболочка непрерывно рассеивается в безвоздушном космическом пространстве, в то же время пополняясь газами, которые выделяются из ядра. Под действием солнечного ветра - частиц, которые летят от Солнца, - и светового давления солнечных лучей кометные газы и твердые частицы летят в сторону, противоположную Солнцу, образовывая светящийся хвост. Когда же комета отдаляется от Солнца, ее хвост постепенно рассеивается в пространстве.
Кометы - чрезвычайно интересные для науки космические объекты. Отдаляясь на большие расстояния от Солнца, что в 7-10 раз превышают расстояние Земли от нашего дневного светила, кометы испытывают физические влияния, которые изменяют их состояние. Наблюдая эти изменения, можно определять физические условия в пространстве Солнечной системы. Следовательно, кометы могут быть своеобразными созданными самой природой зондами, которые дают возможность достать уникальную информацию о физических процессах, которые происходят в межпланетном пространстве.
Кроме того, большой научный интерес представляет изучение строения и состава кометных ядер, поскольку согласно 8 некоторыми предположениями, материал кометных ядер - это и первобытное вещество, из которого формировались в отдаленном прошлом планеты Солнечной системы.
В период дежурного сближения кометы Галлея с Солнцем и Землей в 1985-1986 pp. Была проведена уникальная операция - проект "Вега", в ходе янго осуществлялось изучение этой кометы космическими аппаратами.
В проекте вместе с советскими учеными участвовали ученые социалистических стран, а также Франции, Австрии и ФРГ.
В конце декабря 1984 года из одного из советских космодромов с интервалом в несколько дней стартовали две советских межпланетных станции. Они сначала доставили исследовательскую аппаратуру к планете Венера, а потом продолжили полет для сближения с кометой Галлея. В марте 1986 года обе станции прошли вблизи ядра кометы Галлея, осуществив большой комплекс наблюдений, а следом за ними станция "Джотто" Европейского космического агентства и две японских станции "Піонер-А" и "Пионер". Анализ добытых данных показал, что ядро кометы Галлея, исходя из всего, оказалось монолитным телом неправильной формы, размером приблизительно 7,5 X 8,2 X ХІ6 км. Оно покрыто тугоплавкой темной коркой, толщиной около 1 см, сквозь которую время от времени прорываются водяные пара 1 газы. Температура поверхности этой корки представляет 300-400 К. Что же касается температуры самого ядра, то она, как оказался, равняется 100 градусов по Цельсию. Ядро вращается вокруг своей оси, осуществляя полный оборот за 50-56 час.
Космические исследования, как видно, подтвердили представление о ледовой природе космических ядер, хотя ряд вопросов относительно строения этих объектов остается нез'ясованим и является предметом научных дискуссий. Неоднократно высказывалось предположение о том, что кометы могут быть своеобразными переносчиками жизни. Поэтому особенно большой интерес представлял ответ на вопрос о наличии в составе ядра кометы Галлея органических веществ.
В результате обработки результатов исследований состава кометной пыли, выполненных из борта космического аппарата "Вега-1" были выявлены органические молекулы, в том числе такие, которые содержали углерод и водород; углерод, азот и водород; углерод, кислород и водород и т. д. Молекул нуклеиновых кислот выявлено не было, однако не исключено, что, попадая в теплую водяную среду, органические молекулы, которые содержатся в составе кометы, могут образовывать эти кислоты.