Движущееся небесное тело с головой и хвостом. Космические кометы: опасность или вынужденное соседство

Библиографическое описание: Фальковская В. Д., Косарева В. Н. Кометы и их исследования с помощью космических аппаратов // Юный ученый. — 2015. — №3. — С. 132-134..02.2019).



В данной работе я расскажу вам о кометах и их исследованиях с помощью космических аппаратов. Для начала обратимся к самому определению кометы. Комета представляет собой небольшое небесное тело, которое имеет туманный вид, обращается вокруг Солнца по коническому сечению с растянутой орбитой. При приближении к Солнцу комета образует кому и иногда хвост из газа и пыли. Предполагают, что кометы прилетают в Солнечную систему из облака Оорта, в котором находится огромное количество кометных ядер. Тела, как правило, состоят из летучих веществ, испаряющихся при подлёте к Солнцу.

Кометы делятся на короткопериодические и долгопериодические.На данный момент обнаружено более 400 короткопериодических комет. Многие из них входят в так называемые семейства. Например, большинство самых короткопериодических комет (их полный оборот вокруг Солнца длится 3–10 лет) образуют семейство Юпитера. Немного малочисленнее семейства Сатурна, Урана и Нептуна. Кометы выглядят как туманные объекты, за которыми тянется хвост, иногда достигающий в длину нескольких миллионов километров. Ядро кометы представляет собой тело из твёрдых частиц, окутанное туманной оболочкой, которая называется комой. Ядро диаметром в несколько километров может иметь вокруг себя кому в 80 тыс. км в поперечнике. Потоки солнечных лучей выбивают частицы газа из комы и отбрасывают их назад, вытягивая в длинный дымчатый хвост, который движется за ней в пространстве.

Яркость комет сильно зависит от их расстояния до Солнца. Из всех комет только очень малая часть приближается к Солнцу и Земле настолько, чтобы их можно было увидеть невооружённым глазом. Строение кометы . Комета состоит из ядра, комы и хвоста. Ядро кометы представляет собой твердую часть, в которой сосредоточена почти вся её масса.Наиболее распространенной является модель Уиппла. Согласно этой модели ядро - смесь льдов с вкраплением частиц метеорного вещества. При таком строении слои замороженных газов чередуются с пылевыми слоями. По мере нагревания газы увлекают за собой облака пыли. Это позволяет объяснить образование газовых и пылевых хвостов у комет.Однако согласно исследованиям, которые были проведены с помощью американской автоматической станции ‘Deep Impact’, ядро состоит из рыхлого материала и представляет собой ком пыли с порами.

Кома представляет собой окружающую ядро светлую туманную оболочку, состоящую из газов и пыли. Она обычно тянется от 100 тысяч до 1,4 миллиона километров от ядра. Кома вместе с ядром составляет голову кометы. Кома состоит из трёх основных частей:

а) Внутренняя кома, где происходят наиболее интенсивные физико-химически процессы.

б) Видимая кома.

в) Ультрафиолетовая (атомная) кома.

У ярких комет с приближением к Солнцу образуется ‘хвост’ - светящаяся полоса, которая в результате солнечного ветра направлена в противоположную от Солнца сторону. Хвосты комет различаются длиной и формой. Например, хвост кометы 1944 года был длиной 20 млн км. «Большая комета» 1680 года имела хвост длинной 240 млн км. Также были случаи отделения хвоста от кометы (комета Лулинь).Хвосты комет не имеют резких очертаний и практически прозрачны, так как образованы из разрежённого вещества. Состав хвоста разнообразен: газ или пылинки, или же смесь того и другого.

Теорию хвостов и форм комет разработал русский астроном Фёдор Бредихин. Ему же принадлежит и классификация кометных хвостов. Бредихин предложил три типа хвостов комет:

а) прямые и узкие, направленные прямо от Солнца;

б) широкие и искривлённые, уклоняющиеся от Солнца;

в) короткие, сильно уклонённые от центрального светила.

Частицы, из которых состоят кометы, обладают неодинаковым составом и свойствами и по-разному отзываются на солнечное излучение. Таким образом, пути этих частиц в пространстве «расходятся», и хвосты космических путешественниц приобретают разные формы.Скорость частицы складывается из скорости кометы и приобретённой в результате действия Солнца. Насколько хвост кометы будет отличаться от направления от Солнца к комете, зависит от массы частиц и действия Солнца.

Изучение комет. Мы все знаем, что люди всегда проявляли особый интерес к кометам. Их необычный вид и неожиданность появления служили источником суеверий. Древние связывали появление в небе этих космических тел с предстоящими бедами и наступлением тяжёлых времён.Исчерпывающее представление о кометах астрономы получили благодаря «визитам» в 1986г. к комете «Галлея» космических аппаратов «Вега-1» и «Вега-2» и европейского «Джотто». Многочисленные приборы этих аппаратов передали на Землю изображения ядра кометы и сведения о её оболочке. Оказалось, ядро кометы Галлея состоит изо льда, а также пылевых частиц. Они образуют оболочку кометы, а с приближением её к Солнцу часть из них переходит в хвост.Ядро кометы Галлея имеет неправильную форму и вращается вокруг оси, которая почти перпендикулярна плоскости орбиты кометы.

В настоящее время изучение кометы «Чурюмова - Герасименко» осуществляется с помощью космического аппарата «Розетта». Познакомимся поближе с космическим аппаратом «Розетта». Аппарат «Розетта» разработан и изготовлен Европейским космическим агентством в сотрудничестве с NASA. Состоит из двух частей: зонд «Розетта» и спускаемый аппарат «Филы».Космический аппарат запущен 2 марта 2004 года к комете «Чурюмова - Герасименко». «Розетта» является первым космическим аппаратом, который вышел на орбиту кометы.

Работа аппарата близ кометы. Виюле 2014 «Розетта» получила первые данные о состоянии кометы «Чурюмова - Герасименко». Аппарат определил, что ядро кометы ежесекундно выпускает в окружающее пространство около 300 миллилитров воды. 3 августа 2014 года с расстояния в 285 км было получено изображение с разрешением 5,3 метра/пиксель.Изображения поверхности кометы получены при помощи системы OSIRIS (научной системы обработки изображений, установленной на «Розетте»). В начале сентября 2014 года была составлена карта поверхности с выделением нескольких областей, каждая из которых характеризуется особой морфологией. Зафиксировано наличие водорода и кислорода в коме кометы.

12 ноября ЕКА сообщило об отстыковке аппарата «Филы» от зонда «Розетта» и спуске на поверхность ядра кометы. Он занял около семи часов. На протяжении этого времени аппарат делал снимки как самой кометы, так и зонда ‘Розетта’. Таким образом 12 ноября 2014 года произошла первая в мире мягкая посадка спускаемого аппарата на поверхность кометы. На 14 ноября спускаемый аппарат «Филы» выполнил свои основные научные задачи и передал через «Розетту» на Землю все результаты от научных приборов.

15 ноября «Филы» переключился в режим энергосбережения. Освещённость солнечных батарей была слишком мала для зарядки аккумуляторов и выполнения сеансов связи с аппаратом. По предположению ученых, по мере приближения кометы к Солнцу количество вырабатываемой энергии должно было возрасти до величин, достаточных для включения аппарата.

13 июня 2015 года «Филы» вышел из режима пониженного энергопотребления, была установлена связь с аппаратом.13 августа 2015 года, комета «Чурюмова - Герасименко» достигла перигелия - точки своего максимального сближения с Солнцем. Данное событие имеет символичное значение, поскольку впервые в истории изучения космоса вместе с кометой перигелий прошла созданная человеком автоматическая станция.В точке максимального сближения с Солнцем комета и станция «Розетта» оказались на удалении около 186 млн. км от нашего светила. В этой области космический объект оказывается раз в шесть с половиной лет - именно столько длится период обращения кометы вокруг Солнца.Сейчас комета «Чурюмова-Герасименко» и «Розетта» движутся со скоростью приблизительно 34,2 км/с. Пара находится на расстоянии около 265,1 млн. км от Земли.Научная программа «Розетта» продлится ещё около года - до сентября 2016-го. Это позволит собрать массу важной научной информации в дополнение к той, которая уже получена. Европейское космическое агентство заявило, что на комете «Чурюмова - Герасименко» найдены условия, необходимые для возникновения жизни.

Зонд «Филы» нашел на поверхности кометы 16 органических соединений, насыщенных углеродом и азотом, в том числе четыре соединения, которые прежде не обнаруживались на кометах. Как отмечается в заявлении ЕКА, некоторые из этих соединений «играют ключевую роль в синтезе аминокислот, сахаров и нуклеинов», являющихся необходимыми компонентами для зарождения жизни. Формальдегид, например, задействован в формировании рибозы, производная от которой является компонентом ДНК», - указали в агентстве.

Как полагают ученые, наличие таких сложных молекул в комете, свидетельствует о том, что химические процессы могли сыграть ключевую роль в содействии формированию условий для возникновения жизни. Была выдвинута гипотеза, согласно которой на комете могут присутствовать микробы инопланетного происхождения. Именно присутствие живых организмов подо льдом позволяет объяснить богатую органическими соединениями черную кору. Подтвердить теорию невозможно, поскольку ни «Розетта», ни «Филы» не были оборудованы приборами, позволяющими искать следы жизни.

Участники миссии «Розетта» пришли к выводу, что у кометы «Чурюмова - Герасименко» отсутствует собственное магнитное поле.

Изучение свойств комет должно помочь исследователям пролить свет на процессы, протекавшие при формировании объектов Солнечной системы. В частности, наличие магнитного поля у комет может являться свидетельством того, что именно благодаря магнитному взаимодействию происходило объединение мельчайших частиц друг с другом. Между тем, отсутствие собственного магнитного поля может заставить учёных несколько пересмотреть принятую теорию формирования объектов Солнечной системы.

Литература:

1. Комета. https://ru.wikipedia.org/wiki/ %D0 %9A %D0 %BE %D0 %BC %D0 %B5 %D1 %82 %D0 %B0#.D0.98.D0.B7.D1.83.D1.87.D0.B5.D0.BD.D0.B8.D0.B5_.D0.BA.D0.BE.D0.BC.D0.B5.D1.82
2. Комета Чурюмова-Герасименко достигла перигелия http://www.3dnews.ru/918592?from=related-block
3. Работа аппарата близ кометы http://tunguska.ru/forum/index.php?topic=1019.0

1. Гигантское скопление звезд, планет, газов, пыли, образующее что-то типа острова, медленно вращающегося в космическом пространстве. (Галактика.)

2. Звездоподобные планеты, малые тела Солнечной системы. (Астероиды.)

3. Океан воздуха, окружающий Землю и имеющий в высоту несколько сотен километров. (Атмосфера.)

5. Часть атмосферы Солнца, простирающаяся на миллионы километров. (Корона.)

6. Эта планета Солнечной системы носит имя богини красоты и любви, самая яркая планета, затмевающая своим блеском все звезды. (Венера.)

7. Небесное тело небольших размеров, состоящее из замороженной воды и газа вперемешку с частицами пыли и камней. Движется вокруг Солнца по вытянутой орбите и имеет «хвост». В древности их называли «хвостатыми чудовищами». (Комета.)

8. Выдающийся греческий-ученый античности, создатель теории неба (II в. н. э.). (Птолемей.)

9. Планета-гигант, названа в честь бога Олимпа, повелителя молний. Она в сотни раз больше Земли и окружена 16 спутниками. (Юпитер.)

10. Туманные пятна на звездном небе из скопления звезд, образующие. (Млечный) Путь.

11. Группа звезд, которые образуют знакомые нам буквы и фигуры. (Созвездие.)

12. Созвездие, находящееся рядом с созвездием Гончие Псы и получившее звание пастуха. (Волопас.)

14. Астроном, на памятнике которому написаны слова: «Остановивший Солнце, сдвинувший Землю». Его главное открытие - вращение Земли вокруг Солнца. (Коперник.)

15. Английский астроном и геофизик, построивший первые солнечные часы. Он привлек внимание ученых к туманностям и кометам. (Галлей.)

Комета (от др.-греч. , komtes - волосатый, косматый) - небольшое небесное тело, имеющее туманный вид, обращающееся вокруг Солнца обычно по вытянутым орбитам. При приближении к Солнцу комета образует кому и иногда хвост из газа и пыли.

Предположительно, долгопериодические кометы залетают к нам из Облака Оорта, в котором находится огромное количество кометных ядер. Тела, находящиеся на окраинах Солнечной системы, как правило, состоят из летучих веществ (водяных, метановых и других льдов), испаряющихся при подлёте к Солнцу.

На данный момент обнаружено более 400 короткопериодических комет. Из них около 200 наблюдалось в более чем одном прохождении перигелия. Многие из них входят в так называемые семейства. Например, большинство самых короткопериодических комет (их полный оборот вокруг Солнца длится 3-10 лет) образуют семейство Юпитера. Немного малочисленнее семейства Сатурна, Урана и Нептуна (к последнему, в частности, относится знаменитая комета Галлея).

Кометы, прибывающие из глубины космоса, выглядят как туманные объекты, за которыми тянется хвост, иногда достигающий в длину нескольких миллионов километров. Ядро кометы представляет собой тело из твёрдых частиц и льда, окутанное туманной оболочкой, которая называется комой. Ядро диаметром в несколько километров может иметь вокруг себя кому в 80 тыс. км в поперечнике. Потоки солнечных лучей выбивают частицы газа из комы и отбрасывают их назад, вытягивая в длинный дымчатый хвост, который движется за ней в пространстве.

Яркость комет очень сильно зависит от их расстояния до Солнца. Из всех комет только очень малая часть приближается к Солнцу и Земле настолько, чтобы их можно было увидеть невооружённым глазом. Самые заметные из них иногда называют «большими (великими) кометами».

Общие сведения

Предположительно, долгопериодические кометы залетают к нам из Облака Оорта , в котором находятся миллионы кометных ядер. Тела, находящиеся на окраинах Солнечной системы , как правило, состоят из летучих веществ (водяных, метановых и других льдов), испаряющихся при подлёте к Солнцу.

На данный момент обнаружено более 400 короткопериодических комет. Из них около 200 наблюдалось в более чем одном прохождении перигелия. Многие из них входят в так называемые семейства. Например, приблизительно 50 самых короткопериодических комет (их полный оборот вокруг Солнца длится 3-10 лет) образуют семейство Юпитера . Немного малочисленнее семейства Сатурна , Урана и Нептуна (к последнему, в частности, относится знаменитая комета Галлея).

Кометы, выныривающие из глубины космоса , выглядят как туманные объекты, за которыми тянется хвост, иногда достигающий в длину миллионов километров. Ядро кометы представляет собой тело из твёрдых частиц и льда, окутанное туманной оболочкой, которая называется комой . Ядро диаметром в несколько километров может иметь вокруг себя кому в 80 тыс. км в поперечнике. Потоки солнечных лучей выбивают частицы газа из комы и отбрасывают их назад, вытягивая в длинный дымчатый хвост, который волочится за ней в пространстве.

Яркость комет очень сильно зависит от их расстояния до Солнца. Из всех комет только очень малая часть приближается к Солнцу и Земле настолько, чтобы их можно было увидеть невооружённым глазом. Самые заметные из них иногда называют «Большими кометами ».

Строение комет

Кометы движутся по вытянутым эллиптическим орбитам. Обратите внимание на два различных хвоста.

Как правило, кометы состоят из «головы» - небольшого яркого сгустка-ядра, которое окружено светлой туманной оболочкой (комой), состоящей из газов и пыли. У ярких комет с приближением к Солнцу образуется «хвост» - слабая светящаяся полоса, которая в результате светового давления и действия солнечного ветра чаще всего направлена в противоположную от нашего светила сторону.

Хвосты небесных странниц комет различаются длиной и формой. У некоторых комет они тянутся через всё небо. Например, хвост кометы, появившейся в 1944 г [уточнить ] , был длиной 20 млн км. А комета C/1680 V1 имела хвост, протянувшийся на 240 млн км.

Хвосты комет не имеют резких очертаний и практически прозрачны - сквозь них хорошо видны звёзды, - так как образованы из чрезвычайно разрежённого вещества (его плотность гораздо меньше, чем плотность газа, выпущенного из зажигалки). Состав его разнообразен: газ или мельчайшие пылинки, или же смесь того и другого. Состав большинства пылинок схож с астероидным материалом солнечной системы, что выяснилось в результате исследования кометы Вильда (2) космическим аппаратом «Стардаст ». По сути, это «видимое ничто»: человек может наблюдать хвосты комет только потому, что газ и пыль светятся. При этом свечение газа связано с его ионизацией ультрафиолетовыми лучами и потоками частиц, выбрасываемых с солнечной поверхности, а пыль просто рассеивает солнечный свет.

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

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

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

Кометы вблизи

Что представляют собой сами кометы? Исчерпывающее представление о них астрономы получили благодаря успешным «визитам» в г. к комете Галлея космических аппаратов «Вега-1» и «Вега-2» и европейского «Джотто». Многочисленные приборы, установленные на этих аппаратах, передали на Землю изображения ядра кометы и разнообразные сведения о её оболочке. Оказалось, что ядро кометы Галлея состоит в основном из обычного льда (с небольшими включениями углекислых и метановых льдов), а также пылевых частиц. Именно они образуют оболочку кометы, а с приближением её к Солнцу часть из них - под давлением солнечных лучей и солнечного ветра - переходит в хвост.

Размеры ядра кометы Галлея, как правильно рассчитали учёные, равны нескольким километрам: 14 - в длину, 7,5 - в поперечном направлении.

Ядро кометы Галлея имеет неправильную форму и вращается вокруг оси, которая, как предполагал ещё немецкий астроном Фридрих Бессель ( -), почти перпендикулярна плоскости орбиты кометы. Период вращения оказался равен 53 часам - что опять-таки хорошо согласовалось с вычислениями астрономов.

В космический аппарат НАСА «Дип Импакт » протаранил комету Темпеля 1 и передал изображения её поверхности.

Кометы и Земля

Массы комет ничтожны - примерно в миллиард раз меньше массы Земли, а плотность вещества из их хвостов практически равна нулю. Поэтому «небесные гостьи» никак не влияют на планеты Солнечной системы. В мае Земля , например, проходила сквозь хвост кометы Галлея, но никаких изменений в движении нашей планеты не произошло.

С другой стороны, столкновение крупной кометы с планетой может вызвать крупномасштабные последствия в атмосфере и магнитосфере планеты. Хорошим и довольно качественно исследованным примером такого столкновения было столкновение обломков кометы Шумейкеров-Леви 9 с Юпитером в июле 1994 года.

Ссылки

• Столкновение кометы Шумейкеров-Леви 9 с Юпитером : что мы увидели (Физика наших дней)

Комета - небольшое небесное тело,
имеющее туманный вид, обращающееся
вокруг Солнца обычно по вытянутым
орбитам. При приближении к Солнцу комета
образует кому и иногда хвост из газа и пыли.