Кометы

Кометы - тела Солнечной системы, имеющие вид туманных объектов, обычно со светлым сгустком-ядром в центре и хвостом. Они принадлежат к числу наиболее красивых небесных тел. Светлые туманные оболочки, окружающие небольшое ядро, длинный хвост, тянущийся иногда на полнеба, быстрое движение среди звезд - все это делает комету непохожей на остальные небесные светила. Кометы могут наблюдаться тогда, когда небольшое ледяное тело, называемое ядром кометы, приближается к Солнцу на расстояние, меньшее 4-5 а. е., прогревается его лучами и из него начинают выделяться газы и пыль, которые видны в результате их освещения Солнцем.

Газы и пыль, выделяющиеся из ядра, создают вокруг него туманные оболочки - атмосферу кометы, составляющую вместе с ядром голову кометы. Атмосфера кометы непрерывно рассеивается в межпланетное пространство: под действием светового давления и взаимодействия с солнечным ветром газы и пыль уносятся в направлении от Солнца, образуя хвосты комет.

У большинства комет в середине головы наблюдается яркое звездообразное "ядро", представляющее собой свечение центральной, наиболее плотной зоны газов вокруг истинного ядра кометы. Голова кометы и ее хвост не имеют резких очертаний. Их видимые размеры зависят от интенсивности выделения газов и пыли из ядра, определяемой размерами ядра и его близостью к Солнцу, а с другой стороны, от обстоятельств наблюдений; в первую очередь от яркости фона неба. Время от времени та или иная комета сближается с какой-либо массивной планетой, и это приводит к резкому изменению ее орбиты.

Поперечник головы кометы обычно составляет десятки и сотни тысяч километров, но, например, у кометы 1680 г. и у яркой кометы 1811 г. он превышал миллион километров, т. е. был почти равен поперечнику Солнца. Вдоль хвоста кометы яркость уменьшается постепенно, и потому длина видимой части хвоста - до того места, где он сливается с фоном неба, - зависит от черноты неба, от применяемого телескопа и других причин. Обычно длина видимой части хвоста составляет миллионы и десятки миллионов километров. Но у яркой кометы 1680 г., имевшей гигантскую голову, хвост был виден на протяжении 300 млн. км, т. е. его длина была вдвое больше расстояния от Земли до Солнца.

Появление кометы. Со старинной гравюры

Наблюдения ярких комет позволили астрономам накопить ценные данные о кометных хвостах, послужившие основой для изучения их природы.

Как показали спектроскопические наблюдения, свечение оболочек головы и хвоста кометы создается главным образом газовыми молекулами и пылью. Голова и хвост кометы совершенно прозрачны. Когда комета оказывается между Землей и какой-либо звездой, свет звезды доходит до нас без заметного ослабления. Значит, газы и пыль в кометах чрезвычайно разрежены.

Согласно классификации, предложенной в 70-х гг. XIX в. русским астрономом Ф. Л. Бредихиным, все кометные хвосты подразделяются на три типа: хвосты I типа направлены прямо от Солнца; хвосты II типа изогнуты и отклоняются назад по отношению к орбитальному движению кометы; хвосты III типа почти прямые, но заметно отклоняются назад. При некоторых взаимных положениях Солнца, кометы и Земли хвосты II и III типов кажутся земному наблюдателю направленными к Солнцу, т. е. образуют так называемые аномальные хвосты. Современные исследования позволили установить, что хвосты I типа - плазменные, имеют струйчатую структуру и состоят из ионизованных молекул, которые с большим ускорением уносятся прочь от ядра вследствие электромагнитного взаимодействия с солнечным ветром. Хвосты II типа образованы пылевыми частицами разной величины, непрерывно выделяющимися из ядра. Хвосты III типа появляются в том случае, когда из ядра одновременно выделяется целое облако пылинок. Пылинки разной величины получают различное ускорение под действием светового давления, и потому такое облако растягивается в полосу - хвост кометы. Изредка наблюдается прямой натриевый хвост, направленный приблизительно вдоль плазменного хвоста (хвоста I типа). Нейтральные молекулы, присутствующие в голове кометы, приобретают под действием светового давления приблизительно такие же ускорения, как и пылевые частицы, и потому должны двигаться в направлении хвоста II типа. Однако время их жизни до ионизации и диссоциации солнечным излучением всего несколько часов, и они не успевают продвинуться далеко в хвост II типа. Иногда их удается заметить в небольшом количестве в начальном отрезке хвоста.

Комета Аренда - Ролана. Виден тонкий аномальный хвост, направленный на небе в сторону Солнца (влево)

Комета Мркоса

Около 1950 г. удалось установить, что ядра комет - это сравнительно небольшие ледяные тела, состоящие из замерзших газов, перемешанных с некоторым количеством нелетучих каменистых веществ. Поперечники ядер бывают обычно от нескольких сотен метров до нескольких километров, и поэтому ядра не видны.

Когда комета подходит ближе к Солнцу и испарение усиливается, то становятся видны туманные оболочки головы кометы, а иногда и разреженный поток газов, отгоняемый прочь от ядра отталкивательным действием Солнца. Вместе с газом ядро покидают и пылинки из нелетучих каменистых веществ. Такие потоки газа и пыли образуют один или несколько хвостов кометы.

Не только пылинки, но также и более крупные частицы покидают ядро, увлекаемые потоком испаряющихся газов. Кометные ядра столь малы, что сила тяжести на их поверхности в десятки тысяч раз меньше, чем на Земле.

Свечение газов в кометах - это переизлучение солнечного света, причем переизлучаются лишь лучи определенных длин волн, характерных для данной молекулы.

Как показывает изучение спектров, почти у всех комет излучение головы порождается нейтральными молекулами, состоящими из 2 или 3 атомов. В 70-х годах было установлено присутствие в кометах атомарного кислорода, водорода и углерода. В 1974 г. впервые удалось обнаружить радиоизлучение кометных молекул.

Комета Галлея

Кометы являются членами Солнечной системы. Они движутся вокруг Солнца по вытянутым эллиптическим орбитам различных размеров, как угодно ориентированным в пространстве. Известно около 100 периодических и короткопериодических комет, которые через несколько лет или десятков лет приближаются к Солнцу, растрачивая при этом каждый раз некоторую часть своего ядра.

Существование периодических комет было установлено в конце XVII в. английским астрономом Э. Галлеем, который вычислил орбиты комет, наблюдавшихся в 1531, 1607 и 1682 гг., и обнаружил их удивительное сходство. В дальнейшем подтвердилось, что это были различные приближения к Солнцу одной и той же кометы, получившей название кометы Галлея. Она возвращается к Солнцу с периодом около 76 лет.

Большинство комет имеют орбиты, в тысячи раз большие поперечника планетной системы. Они приближаются к Солнцу через промежутки времени в миллионы лет. Поэтому, в отличие от короткопериодических комет, предсказать их появление невозможно. У таких комет, когда они находятся очень далеко от Солнца, орбиты меняются под действием притяжения ближайших звезд. В то же время у всех комет при их движении в области, занятой планетами, орбиты изменяются под действием планетных притяжений. Изменения бывают особенно велики при тесных сближениях комет с планетами-гигантами. Изредка должны происходить столкновения кометы с планетами. Часть кратеров на Земле и Луне, Меркурии и Марсе образовалась в результате ударов ядер комет.

Большинство комет открывается в настоящее время по фотографиям. Бывают случаи, когда их открывают при наблюдении неба невооруженным глазом. Но невооруженным глазом они хорошо видны только тогда, когда подходят сравнительно близко к Солнцу. Комету называют по фамилии человека, ее открывшего, реже - по фамилии астронома, много ее изучавшего.

Очередное приближение кометы Галлея к Солнцу в апреле 1986 г. Но уже в конце 1983 г. удалось ее обнаружить при помощи чувствительной аппаратуры. В то время она была еще на огромном расстоянии от Солнца. Кроме разносторонних наблюдений кометы Галлея из различных обсерваторий на встречу с ней были посланы пять космических аппаратов, которые должны пролететь вблизи кометы и передать на Землю сведения о ее структуре и составе. Два из этих космических аппаратов разработаны в Советском Союзе по проекту "Венера - комета Галлея". По этому проекту космические аппараты сначала были направлены к Венере, под действием ее тяготения изменили свою орбиту и полетели в сторону приближающейся к Солнцу кометы Галлея.

Вид и направление хвоста кометы изменяются при движении ее по орбите