Комета

от Уикипедия, свободната енциклопедия

Кометата Хейл-Боп с видими бяла опашка от прах и синя от газ снимана през март 1997 г.
Кометата Хейл-Боп с видими бяла опашка от прах и синя от газ снимана през март 1997 г.

Кометите са астрономически обекти със сравнително малки размери, подобни на астероидите, но съставени предимно от летливи вещества като например различни видове лед (въглероден диоксид, метан и вода), както и прах, и примеси от други минерали. Поради това те понякога биват наричани "топки от мръсен сняг".

Кометите обикновено се движат по високоексцентрични елиптични орбити, чийто афелий често лежи отвъд орбитата на Плутон. За тях се приема, че произхождат от облака на Оорт, където температурите са достатъчно ниски, така че да позволят съществуването на водата, метана и въглеродния диоскид в твърдо агрегатно състояние. Някои комети след многократни преминавания през вътрешната част на Слънчевата система са загубили външния си слой от летливи елементи и в някои отношения са неотличими от астероиди.


Съдържание

[редактиране] Физически характеристики

За кометите се смята, че произхождат от облака на Оорт и че навлизат във вътрешните части на Слънчевата система след гравитационни въздействия на външни обекти, например съседните звезди. Когато дадена комета се приближи достатъчно към Слънцето, нейните външни слоеве започват да се изпаряват под въздействието на неговото лъчение. Потоците от газ и прах формират гигантска по размери атмосфера около ядрото на кометата наречена кометна кома. Слънчевото радиационно налягане и слънчевия вятър пораждат опашката на кометата. Тази опашка винаги сочи в посока обратна на Слънцето. Отделените газове и прах следват отличаващи се траектории, тъй като газовете се влияят силно от слънчевия вятър и биват издухвани директно в посока обратна на Слънцето, за разлика от праха, който в голямата си част остава по орбитата на кометата. Ядрото на кометата рядко е по-голямо от 50 km, но комата може да бъде с размери сравними с тези на Слънцето. Кометната опашка може да се простира до 1 АЕ.

Комата и опашката могат да бъдат наблюдавани от Земята, когато кометата се приближи към Слънцето и ги освети. Праха също свети заради йонизация. Повечето комети са твърде бледи и могат да бъдат наблюдавани само с телескоп, но в рамките на едно десетилитие има няколко, които да са достатъчно ярки, за да се наблюдават с невъоръжено око.

Диаграма илюстрираща орбитата на кометите. Обърнете внимание на двете опашки.
Диаграма илюстрираща орбитата на кометите. Обърнете внимание на двете опашки.

Кометните ядра са сред най-черните известни тела в Слънчевата система. Апаратът Giotto разкри, че ядрото на Халеевата комета отразява само около 4% от светлината от повърхността си. Апаратът Deep Space 1 установи, че за кометата Борели тази стойност в между 2,4 и 3%. В сравнение, асфалтът отразява 7% от светлината. Предполага се, че сложните органични съединения, чийто молекули са тежки, са останали на повърхността след като под действието на слънчевата радиация са се изпарили по-леките и къси молекули. Така ядрото на кометата прилича по-скоро на топка от суров петрол или мазут. Ниското албедо на ядрото спомага за изпарението на летливите елементи.

През 1996 г. са открити комети излъчващи рентгенови лъчи ([1]), вероятно породени от йонизацията на кометната атмосфера и слънчевия вятър.

[редактиране] Орбитални характеристики

Сравнение на орбитите на комета на Кохутек и Земята, показващи високия ексцентрицитета на кометата и бързото й движение в близост до Слънцето
Сравнение на орбитите на комета на Кохутек и Земята, показващи високия ексцентрицитета на кометата и бързото й движение в близост до Слънцето

Кометите биват класифицирани спрямо орбиталните им период на късо - и дългопериодични комети.

Късопериодичните имат орбитални периоди по-малки от 200 години, а дългопериодичните — по-големи. Еднократните комети имат параболични или хиперболични траектории и след определено време напускат Слънчевата система. Късопериодичните комети (като например кометата Енке) вероятно произхождат от пояса на Кайпер, а дългопериодичните от облака на Оорт.

Предложени са множество механизмни, които да обяснят как кометите попадат във вътрешността на Слънчевата система след гравитационни въздействия от други тела като съседни на Слънцето звезди, неизвестни планети и кафеви джуджета (виж Планета X, и Немесис). Поради ниската им маса и елиптичните им орбити, които ги отвеждат близко до газовите гиганти, кометите често биват гравитационно повлияни и то най-вече от масивния Юпитер. Често техните афелии са на еднакво разстояние от Слънцето като орбиталния радиус на някоя от планетите в следствие на орбитални резонанси.

Голям брой комети наблюдавани в миналото са изгубени. Те са били изхвърлени от Слънчевата система при близко преминаване край някой от газовите гиганти, изчерпали са летливите си елементи и нямат наблюдаема кома или опашка, или просто тяхната орбита не е била своевременно установена с достатъчна точност, за да бъдат следени. Понякога някои от новооткритите комети са били открити в миналото, но изгубени стари като например кометата 11P/Tempel-Swift-LINEAR наблюдавана за пръв път през 1869 г., но поради въздействието на Юпитер изгубена след 1908 г., за да бъде намерена пак от системата LINEAR през 2001 г.


[редактиране] Номенклатура

Конвенцията за имената на кометите се е променяла няколко пъти през последните два века. Преди началото на 20 век повечето комети са били известни по името на годината, през която са били открити като понякога са добавяни прилагателни за най-ярките от тях. Например, Исак Нютон във своя труд "Математически принципи на природната философия" описва "Великата комета на 1680 г." Впоследствие са регистрирани оше "Голямата септемврийска комета на 1882 г." и "Дневната комета на 1910 г.".

Едмънд Халей показва, че наблюдаваните явления на комети от 1531, 1607 и 1682 г. представляват едно и също тяло, и успешно предсказва неговото явление през 1759 г. Така тази комета става известна под името Халеева комета. След подобни наблюдения, кометите Енке и Биела носят имената на астрономите изчислили техните орбити, а не на откривателите им. Впоследствие кометите започват да се именуват главно на откривателите, но тези които са наблюдавани само веднъж продължават да са известни под името на годината на единственото им наблюдение.

При сегашната конвенция е прието кометата да носи името на нейните първоначални откриватели (не повече от трима на брой). В последните десетилетия множество комети са открити от инструменти и автоматични системи управлявани от големи екипи от астрономи. При такива случаи кометите се именуват на системата или инструмента използван при откритието. Например, кометата IRAS-Araki-Alcock е открита независимо от сателита IRAS и астрономите аматьори Геничи Араки и Джордж Алкок.

В миналото, при повече от една открита комета от даден астроном или екип астрономи се използва пореден номер като например при кометата Шумейкър-Леви. Тази норма обаче е непрактична поради големия брой комети открити през последните години от автоматични системи. Например обсерваторията СОХО по данни от април 2005 е открила над 940 комети.

Преди 1994 г. на кометите са давани предварителни означения включващи годината на откриване и последвани от малка буква отчитаща поредния номер на откриване през съответната година. Например, комета Бенет 1969i е деветата комета открита през 1969 г. След наблюдаване на кометата в перихелий и установянане на нейната орбита с достатъчна точност на кометата е давано официално означение съдържащо годината на преминаване през перихелия следвано от римска цифра сочеща поредния номер на преминаването през съответната година. Така на кометата Бенет 1969i впоследствие е дадено името комета Бенет 1970 II (втората новооткрита комета достигнала перихелий за 1970 г.).

През последните десетилетия нарастващия брой новооткрити комети прави тази процедура тромава и през 1994 г. Международния астрономически съюз одобрява нова система. Според нея кометите се означават с годината на откриване, следвана от латинска буква от A до Y (24, по две за всеки месец от годината) сочеща половината на месеца на откритието и пореден номер. Така четвъртата комета открита през втората половина на февруари 2006 би носила името 2006 D4. Възможно е добавянето на представки поясняващи вида на кометата като P/ за периодична комета, C/ за непериодична комета, X/ за комета с неизвестна орбита, D/ за комета която се е разрушила или е била изгубена и A/ за малка планета погрешно считана за известно време за комета. След второто наблюдение на кометата в перихелий, на периодичната комета бива даден пореден номер на откриването й. Пълното означение на Халеевата комета която е първата открита периодична комета е P/1682 Q1, а означението на кометата Хейл-Боп е C/1995 O1.

[редактиране] История на изследванията на кометите

[редактиране] Ранни наблюдения

В предисторическите времена появата на комета се е считала за лош късмет, или дори за атака на небесни същества насочена към земните обитатели. Някои учени определят "падащите звезди" в Гигламеш, книгата на откровенията и книгата на Енох за явления на комети или болиди.

В първата книга от поредицата Метеорилогия, Аристотел полага основите на интерпретацията на кометите от европейските цивилизации за следващите близо две хиляди години. Аристотел зачерква идеята, че кометите са планети или обвързани с планетите поради факта, че кометите могат да се появят във всяка една точка на небосвода, докато планетите се движат само в кръга на Зодиака. Той наивно обяснява феномена като запалване на газове в горните слове на земната атмосфера като по подобен начин обяснява метеорите и полярното сияние.

Няколко от последвалите класически философи оспорват правилността на твърденията на Аристотел. Сенека младши във своя труд "Природни въпроси" отбелязва, че кометите се движат с постоянна скорост по небето и не се влияят от ветровете като типични астрономически явления. Той допуска, че е възможно небесни тела различни от познатите тогава пет планети (освен Земята, която не е била считана за такава) да се наблюдават извън кръга на Зодиака. Възгледите на Аристотел обаче се налагат и едва през 16 век е показано, че кометите са явления извън пределите на земната атмосфера.

През 1577 г. ярка комета е видима в продължение на няколко месеца на нощното небе. Датският астроном Тихо Брахе използва данни за позицията на кометата направени от него и други наблюдатели на големи разстояния един от друг, за да покаже, че кометата няма наблюдаем паралакс. Вземайки предвид експерименталната грешка, Тихо Брахе заключава, че кометата би трябвало да се намира на разстояние от Земята поне четири пъти по-голямо от това до Луната.

[редактиране] Орбити на кометите

Орбита на кометата наблюдавана през 1680 г. описана в труда на Исак Нютон Математически принципи на природната философия.
Орбита на кометата наблюдавана през 1680 г. описана в труда на Исак Нютон Математически принципи на природната философия.

След като е установено, че кометите със сигурност са небесни тела остава въпросът за изясняването на законите определящи тяхното движение. Йоханес Кеплер през 1609 г. постулира трите закона на орбиталното движение на планетите, но счита, че те са неприложими за кометите, за които той вярва, че се движат по прави линии. Въпреки своите убеждения в хелиоцентричната система на Николай Коперник, Галилео Галилей отхвърля липсата на паралакс при наблюдение на кометите установена от Тихо Брахе и се придържа към аристотеловия възглед за атмосферния произход на явлението.

През 1610 г. Уилям Лоуър първи допуска, че кеплеровите закони са валидни и за кометите. Неговата идея впоследствие е подкрепена през последвалите десетилетия от астрономи като Пиер Пети, Джовани Борели, Адриан Озут, Робърт Хук и Джовани Доменико Касини, но пък други астрономи включващи Кристиян Хюйгенс и Йоханес Хевелиус я отхвърлят.

Въпросът е разрешен след наблюденията на ярката комета C/1680 V1 открита от Готфрид Кирх на 14 ноември 1680 г. и следена в продължение на няколко месеца. В своя труд "Математически принципи" Исак Нютон доказва, че орбитата на кометата е параболична и се подчинява на законите на гравитацията на орбиталното движение.

През 1705 г. Едмънд Халей прилага метода на Нютон към 24 явления на комети от 1337 до 1698 г. Той забелязва че при кометите от 1531, 1607 и 1682 г. орбиталните параметри са много близки и различията могат да бъдат обяснени от гравитационните въздействия на Юпитер и Сатурн.

Уверен в твърдението си, че тези три явления са на едно и също тяло, Халей предрича, че то ще се появи отново през 1758-1759 г. Годината и точната дата впоследстие е доуточнена от екип френски математици включващ Алексис Клеро, Жозеф Лаланд и Никол-Рейн Лепот с точност от един месец. След като кометата е наблюдавана на предвидената дата и е дадено името Халеева комета (нейното официално означение е 1P/Халей). Халеевата комета ще се наблюдава отново през 2061 г.

Сред късопериодичните комети Халеевата комета е уникална със своята висока яркост, която я прави видима с невъоръжено око. Втората открита периодична комета е кометата на Енке (2P/Енке). Нейната орбита е изчислена от германския математик и физик Йохан Франц Енке през периода 1819-1821 г. Той използва данни за явления на комети от 1786, 1795, 1805 и 1818 г. и заключва, че те са на едно и също тяло, успешно предсказвайки повторното явление на тялото през 1822 г. Към 1900 г. са известни 17 периодични комети, а към януари 2005 г. — 164 включвайки няколко, които са се разрушили или са били изгубени.

[редактиране] Изследвания на физическите характеристики

Исак Нютон описва кометите като компактни, твърди и дълговечни тела подобни на планетите, движещи се по ексцентрични орбити. Той счита опашката им за водна пара отделена от ядрото под въздействието на Слънцето. Интересен възглед на Нютон е неговото убеждение, че кометите са необходими за поддържането на водния баланс на планетите. Според него, водата употребена при развитието на растенията и процесите на разлагане и гниене трябва да бъде възстановена по космичен път. По времето на Нютон се е считало, че растенията нарастват единствено за сметка на водата в почвата и впоследствие се превръщат в суха почва като по този начин водата бива постоянно изгубвана за сметка на нарастването на почвения обем. В допълнение Нютон счита, че "животоподдъжащия дух" във въздуха произхожда от кометите. Друго "приложение" на кометите Нютон вижда в поддържането на Слънцето с прясно гориво.

Точният състав на кометите е разгадан от учените през началото на 18 век. През 1755 г. Емануел Кант посочва, че кометите са съставени от летливи елементи, чието изпарение поражда брилиантия им блясък близо до перихелий. През 1836 г. немския математик Фридрих Вилхелм Бесел след наблюдения на явлението на кометата на Енке през 1835 г. заключва, че потоците от пара могат да упражнят сила изменяща орбитата на кометата.

През 1866 г. италианския астроном Джовани Шапарели изчислява орбитата на персеидите и правилно заключва, че те са фрагменти от кометата Суифт-Тътъл. Тази хипотеза е потвърдена след наблюдаването на интензивния метеоритен поток през 1872 г. след като Земята пресича орбитата на кометата Биела. През 1846 г. кометата е наблюдавана да се разделя на две парчета, които са изгубени след 1852 г. Така се поражда теорията, че кометите се състоят от купчина скали покрити със слой лед.

Към средата на 20 век обаче е установено, че този модел не може да обясни как при наличието на сравнително малко лед може да поддържа изпарение в продължение на множество преминавания на кометата през перихелий. През 1950 г. Фред Уипъл предлага нова теория за строежа на кометите, според която те са изградени предимно от лед с малки примеси от прах и скали — подобно на "топка от мръсен сняг".

Тази теория намира най-широка подкрепа сред научните среди. Потвърдена е от многобройни космически апарат като мисията на Европейската космическа агенция Giotto и мисиите Вега 1 и Вега 2 на СССР които посетиха Халеевата комета през 1986 г., заснемайки ядрото й и струите от изпаряващ се материал. Американския апарат Deep Space 1 посети кометата Борели на 21 септември 2001 г. и регистрира сходен с този на Халеевата комета строеж.

От бъдещите мисии до комети се очаква да разкрият още повече информация за техния строеж и еволюция. Апаратът Stardust изстрелян през февруари 1999 г. събра частици от атмосферата на кометата 81P/Wild през януари 2004 г. и ще се завърне на Земята през 2006 г. През 2005 г. апаратът Deep Impact ще спусне специален модул който ще се сблъска с ядрото на кометата Comet Tempel 1, разкривайки вътрешнотта й. През 2014 г. апаратът Розета на ЕКА ще влезе във орбита около кометата 67P/Чурмов-Герасименко и ще я изследва със спускаем модул.

[редактиране] Известни комети

Комети достатъчно ярки за да бъдат наблюдавани с невъоръжено око се появяват средно веднъж на десет години и често добиват обществена известност. Такива комети биват наричани велики комети. В миналото явленията на кометите са предизвиквали повсемерна паника като например преминаването на Земята през опашката на Халеевата комета през 1910 г. Вестниците разпространяват твърдения, че в газовете на опашката се съдържа отровното вещество цианоген. За повечето съвременни наблюдатели, обаче, кометите не са нищо повече от зрелищни небесни явления.

Предсказването на яркостта на дадена комета е трудно поради наличието на множество влияещи фактори като масата и активността на ядрото й, разстоянието до Слънцето и положението на Земята по време на перихелия на кометата. За кометата Кохутек през 1973 г. се е очаквало да бъде ярка, противно на последвалите наблюдения. За сметка на това кометата Уест през 1975 г. надминава значително очакванията за яркост. Следващите две велики комети са кометата Хайкутаке от 1996 г. и кометата Хейл-Боп от 1997 г. Към май 2005 г. няма наблюдавани велики комети в рамките на 21 век.

[редактиране] Странни комети

  • Перихелият на орбитата на кометата Енке е по-близко до Слънцето от орбитата на Юпитер, докато афелият и е дори по-близко от Меркурий.
  • Кометата 29P/Schwassmann-Wachmann е на почти кръгова орбита между Юпитер и Сатурн.
  • 2060 Широн първоначално е класифициран като астероид но впоследствие е забелязана бледа кома.
  • Шумейкър-Леви 2 също е смятана на първоначално за астероид.

За някои близкоземни астероиди се смята, че са остатъците от кометни ядра, които са изчерпали своите летливи елементи. Някои комети като например кометата Биела по време на преминаването й през перихелий през 1846 г. са били наблюдавани в процес на разрушение. Кометата се разпада на две части, които са видяни отделно за последен път през 1852 г. През 1872 и 1885 г. на датите, на които кометата би трябвало да е видима са регистрирани зрелищни метеоритни потоци. Оттогава насам всяка година през ноември се наблюдава метеорния поток на андромедидите (или още известни като биелиди). [2].

Няколко други комети са били наблюдавани в процес на разрушение близко до перихелий като великата комета Уест и кометата Икея-Секи. Някои комети като Kreutz Sungrazers имат близки орбити и за тях са счита, че са парчета от разрушила се в миналото комета.

Кометата Шумейкър-Леви 9 по време на откриването й през 1993 г. е на орбита около Юпитер, след прихващане от гравитационно поле на планетата при близък подход през 1992 г. Като резултат от близкия подход, приливните сили на Юпитер разрушават кометата на стотици парчета. В период от 6 дни парчетата навлизат в атмосферата на Юпитер и дават възможност на астрономите за първи път да наблюдават сблъсък на две небесни тела в Слънчевата система.

[редактиране] Кометите във фантастиката

Кометите са популярна тема за авторите на научна фантастика и начнофантастични филми.

  • В романа на Жул Верн от 1877 г. На кометата е представена разходка в Слънчевата система.
  • Романът на Хърбърт Уелс от 1905 г. В дните на кометата описва ефектите на газовете на кометната опашка върху земното общество.
  • Романът на Туве Янсон Комета в Муминландия описва планетата Мумин застрашена от сблъсък с комета.
  • В романа на Артър Кларк 2061: Одисея три е включено подробно описание на пилотирана мисия до Халеевата Комета.
  • В романа на Грегъри Бенфорд и Дейвид Брин от 1987 г. Сърцето на кометата многонационален екип колонизира Халеевата комета.
  • Романът на Лари Нивен Чукът на Луцифер представя апокалиптичните последици на сблъсък на комета със Земята.

[редактиране] Виж още

  • Списък на периодични комети
  • Списък на непериодични комети
  • Торинска скала

[редактиране] Източници

Виж тук

[редактиране] Външни препратки


Малки планети
Вулканоиди | Астероиден пояс | Астероидни групи и семейства
Близкоземни астероиди | Троянски астероиди | Кентаври
Транснептунови обекти | Дамоклоиди | Комети | пояса на Кайпер | Облак на Оорт
За други обекти и региони виж: Двойни астероиди, Астероидни спътници
и Слънчева система. Виж също: списък на астероиди


Слънчева система
Звезда: Слънце
Планети: Меркурий | Венера | Земя | Марс | Юпитер | Сатурн | Уран | Нептун
Планети-джудже: 1 Церера | Плутон | 2003 UB313
Други тела: Луна | Астероиди | Пояс на Кайпер | Разреден диск | Облак на Оорт
Вижте също астрономически обекти и списък на обектите в Слънчевата система
подредени по радиус, маса и разстояние до Слънцето