Co to są komety?
Komety to duże obiekty kosmiczne składające się z zamrożonych gazów, kamieni i pyłu, które wraz z resztą ciał niebieskich Układu Słonecznego obracają się wokół gwiazdy. W oryginalnym stanie komety są dość duże i mogą mieć rozmiary całych miast. Ale w trakcie swojego cyklu życia, gdy znajdują się na orbicie Słońca, komety stopniowo się nagrzewają, gdy zbliżają się do źródła ciepła, tracąc w ten sposób swoją masę.
Słońce nie tylko je podgrzewa, ale także przyciąga cząsteczki, dlatego pojawiają się ogromne ogony, rozciągające się na wiele milionów kilometrów, oświetlające ciemność kosmosu. To, co utrzymuje kometę w ruchu i kieruje jej ścieżką, to grawitacja ze wszystkich planet i gwiazd, w pobliżu których leci. Kiedy kometa zbliża się do Słońca, porusza się coraz szybciej, ponieważ im bliżej obiektu znajduje się źródło grawitacji, tym silniej na niego działa. Ogon komety będzie nie tylko poruszał się szybciej, ale także będzie dłuższy, ponieważ więcej substancji wyparuje.
Dlaczego komety nazywane są kometami?
Ze względu na swój wygląd i ogon komety mają swoją nazwę, ponieważ „κομήτης, komḗtēs” jest tłumaczone ze starożytnej Grecji jako „ogoniasty”, „włochaty”, „kudłaty”.
Interesujący fakt: ogon komety zawsze będzie skierowany w jednym kierunku. Wyobraźnia może narysować te ciała ogonami skierowanymi w przeciwnym kierunku do ruchu. Ale w rzeczywistości zawsze będzie skierowany z dala od Słońca.
Naukowcy uważają, że wiele komet krąży w Układzie Słonecznym. Do tej pory, zgodnie z oficjalną stroną NASA, astronomowie zarejestrowali 3595 komet.
Historia badań komet
W czasach starożytnych ludzie, którzy byli przyzwyczajeni do nadawania mitycznego i boskiego charakteru każdemu zjawisku, nie przechodzili i dziwne świecące paski na niebie, czasem poślizgnęły się w nocy. Niektórzy nazywali je duszami umarłych.
Ale czas mijał i rozwinęła się myśl naukowa. Pierwszym, który ogłosił komety za świetlisty gaz, był Arystoteles. Za nim Seneca zasugerował już, że te tajemnicze ciała niebieskie mają swoje orbity.
Komety poruszają się na orbicie, więc wracają raz po raz w pole widzenia astronomów. Przedstawiono teorie dotyczące wydłużonych orbit eliptycznych, ale teorie te znalazły powszechne uznanie i potwierdzenie dopiero w XVIII wieku. Pierwsza taka hipoteza została wysunięta przez niemieckiego naukowca Georga Derffela w 1681 r. Izaak Newton, zaledwie 6 lat po publikacji dzieła swojego poprzednika, próbował to wyjaśnić, przedstawiając światu swoje genialne prawa grawitacji. Newton stwierdził również, że komety są skalistymi obiektami zawierającymi lód, który paruje, gdy zbliża się do Słońca, tworząc w ten sposób ogon.
W 1705 r. Edmund Halley zbadał wszystkie udokumentowane przypadki komet i próbował określić parametry ich orbit za pomocą fizyki newtonowskiej. Doprowadziło go to do teorii, że komety 1531, 1607 i 1682 były w rzeczywistości tym samym obiektem, który pojawiłby się 75 lat po jego ostatnim pojawieniu się. Halley stał się pierwszą osobą, która potrafiła z powodzeniem przewidzieć powrót komety - pojawił się, dokładnie według jego obliczeń, w 1759 r. Potem dostała nazwę - kometa Halleya.
Związek między deszczami meteorów a kometami został udowodniony pod koniec XIX wieku, kiedy włoski astronom Giovanni Schiaparelli wysunął hipotezę dotyczącą deszczu meteorytów Perseidów, widoczną gołym okiem każdego sierpnia. Jego systematyczny wygląd wynika z faktu, że Ziemia przechodzi przez chmurę szczątków, która została pozostawiona przez kometę Szybki-Tuttle. Ta teoria pozwoliła naukowcom stwierdzić, że komety mają stałą powierzchnię pokrytą warstwą lodu.
W latach 50. amerykański astronom Fred Lawrence Whipple zasugerował, że komety składają się z więcej lodu niż kamienia i zawierają zamrożoną wodę, dwutlenek węgla i amoniak. Teorię Whipple'a potwierdziły obserwacje statku kosmicznego zapoczątkowane w drugiej połowie wieku.
Interesujący fakt: Przez lata komety były interpretowane jako oznaki zbliżającej się zagłady lub zwiastunów szczęścia. Rzymski cesarz Neron myślał, że kometa zapowiada jego morderstwo i dlatego zabił wszystkich swoich żywych następców. Papież Kallikst III faktycznie próbował ekskomunikować kometę Halley z kościoła, wierząc, że był agentem diabła. Wilhelm Zdobywca uważał kometę za dobry znak przed inwazją na Anglię w 1066 r.
Struktura i skład komet
Teraz wiemy, że jądra komet składają się głównie z lodu, który odparowuje, gdy kometa znajduje się blisko Słońca. Tworzy to wibrującą atmosferę pary złożoną z naładowanych cząstek zwanych jonami i cząstkami pyłu, które mogą składać się z krzemianów, węglowodorów i lodu. Ta atmosfera nazywa się śpiączką. Jądra obserwowanych komet mają długość od kilkudziesięciu metrów do około 60 km. Koma tworzy powłokę wokół rdzenia, która może mieć miliony kilometrów szerokości i jest otoczona jeszcze większą powłoką wodoru.
Kierunek ogona komety
Pył i para tworzą dwa osobne ogony, ale zwykle są one skierowane w przybliżeniu w tym samym kierunku. Oba ogony są zawsze skierowane z dala od Słońca, ale naładowane cząstki reagują silniej na pole magnetyczne i wiatr słoneczny, co powoduje, że jest skierowany dokładnie w przeciwnym kierunku niż gwiazda. Cząsteczki pyłu są mniej podatne na ten efekt, więc kierunek pyłu jest zakrzywiony w zależności od orbity komety.
Interesujący fakt: W 2009 r. Sonda kosmiczna NASA pobrała próbkę z komety Wild-2, a naukowcy odkryli, że zawiera ona aminokwas glicynowy, najważniejszy pierwiastek pochodzenia życia. Ostatnie badania wykazały, że kometa może spaść na Ziemię, przynosząc do 9 bilionów materiałów organicznych, zapewniając w ten sposób niezbędną energię i materiały do syntezy poważniejszych cząsteczek, które następnie stworzyły życie.
Jaka jest różnica między kometami a sobą?
Komety różnią się przede wszystkim wagą i rozmiarem. Mogą różnić się znacznie rozmiarem, ale komety nadal pozostają małymi ciałami niebieskimi, biorąc pod uwagę wielkość innych obiektów kosmicznych. Ale jeśli miałeś teleskop amatorski i obserwowałeś komety na nocnym niebie, mógłbyś zauważyć, że różnią się one również jasnością i kształtem. Parametry te zależą przede wszystkim od składu chemicznego komety.
Pochodzenie komet
Pochodzenie komet można ustalić na podstawie ich parametrów orbitalnych. Uważa się, że komety krążące wokół Słońca przez mniej niż 200 lat pochodzą z pasa Kuipera. Pas Kuipera znajduje się poza orbitą Neptuna i został postawiony w hipotezie przez holendersko-amerykańskiego astronoma Gerarda Kuipera w 1951 r. Obecnie szacuje się, że pas zawiera około 1000 miliardów komet.
Uważa się, że komety o okresach dłuższych niż 200 lat pochodzą z chmury Oort. Chmura Oorta jest sferyczną chmurą, która obraca się wokół Słońca w odległości ponad 1,5 roku świetlnego od krawędzi pasa Kuipera. Jest to jedna trzecia odległości do najbliższej najbliższej gwiazdy Proxima Centauri.
Estoński astronom Ernst Epik po raz pierwszy zasugerował, że komety o długich okresach rotacji mogą pochodzić z chmury Oorta w 1932 r., A idea ta rozwijała się w pismach Jana Oorta w 1950 r. Uważa się, że Chmura Oorta zawiera setki miliardów komet, a niektóre z nich mogą mieć taką ilość lodu, która kilkakrotnie przekracza masę całej wody na Ziemi.
Czym różnią się komety od asteroid i meteorytów?
Meteoryty związane są z jasnymi błyskami na niebie, które często nazywane są „spadającymi gwiazdami”.Meteoroidy są obiektami w kosmosie, których rozmiary różnią się od ziaren pyłu do małych asteroid. W rzeczywistości są to tylko kamienie lecące w kosmosie. Gdy meteoroidy wchodzą z dużą prędkością do atmosfery Ziemi (lub innej planety, takiej jak Mars) i ulegają spaleniu, kule ognia lub „spadające gwiazdy” nazywane są meteorami. Kiedy meteoroid podróżuje przez atmosferę i spada na ziemię, nazywa się to meteorytem. Wszystko zależy od wielkości kosmicznego ciała.
Asteroida, zwana czasem małymi planetami, to duże, kamienne fragmenty bez atmosfery, które pozostały po pierwszych etapach powstawania naszego Układu Słonecznego około 4,6 miliarda lat temu. Większość znajduje się między Marsem a Jowiszem. Rozmiary planetoid różnią się znacznie - mogą osiągać średnicę 530 kilometrów lub być bardzo małe i osiągać zaledwie 10 metrów.Główną różnicą między asteroidą i kometą jest ich skład chemiczny.
Interesujący fakt: Całkowita masa wszystkich planetoid w Układzie Słonecznym jest mniejsza niż masa Księżyca.
W jaki sposób komety mają swoją nazwę?
Historia obserwacji komet ma ponad 2000 lat, podczas których zastosowano kilka schematów nazewnictwa dla każdej z komet. Dziś niektóre komety mogą mieć więcej niż jedną nazwę.
Pierwszy system charakteryzował się tym, że komety otrzymały nazwę na cześć roku ich odkrycia (na przykład Wielka Kometa z 1680 r.). Później osiągnięto porozumienie między astronomami, że w nazwach komet będą używane nazwiska osób związanych z odkryciem (na przykład kometa Hale-Bopp) lub pierwsze szczegółowe badanie (na przykład kometa Halleya).
Od XX wieku technologia stale ewoluowała, a liczba odkryć rośnie z każdym rokiem, dlatego pojawiła się potrzeba stworzenia bardziej uniwersalnego systemu przy użyciu specjalnych numerów.
Początkowo kometom przypisywano kody w kolejności, w jakiej komety przechodziły peryhelium (na przykład kometa 1970 II). Ale nawet ten system nie mógł trwać długo, ponieważ nawet ona nie mogła poradzić sobie z liczbą corocznych odkryć. Tak więc od 1994 roku pojawił się nowy system - kod jest przypisywany na podstawie rodzaju orbity i daty wykrycia (na przykład C / 2012 S1):
- P / oznacza okresową kometę zdefiniowaną do tych celów jako dowolną kometę z okresem orbitalnym krótszym niż 200 lat lub potwierdzonymi obserwacjami z więcej niż jednym przejściem peryhelium;
- C / oznacza nieokresową kometę, to znaczy każdą kometę, która nie jest okresowa zgodnie z poprzednim akapitem;
- X / oznacza kometę, dla której nie można obliczyć orbity (zwykle komety z ich obserwacji historycznych);
- D / oznacza okresową kometę, która zniknęła, uległa awarii lub zaginęła. Przykłady obejmują kometę Lexell (D / 1770 L1) i kometę Shoemaker-Levy 9 (D / 1993 F2);
- A / wskazuje na obiekt, który został błędnie zidentyfikowany jako kometa, ale w rzeczywistości jest małą planetą. Ale przez wiele lat ta nazwa nie była używana, ale w 2017 roku została zastosowana do Oumuamua (A / 2017 U1), a następnie do wszystkich asteroid na orbitach podobnych do komet;
- I / oznacza obiekt międzygwiezdny. Oznaczenie to pojawiło się niedawno, w 2017 r., W celu nadania Oumuamua (1I / 2017 U1) najbardziej poprawnego i dokładnego statusu. Od 2019 r. Jedynym innym obiektem z tą klasyfikacją jest kometa Borysowa (2 I / 2019 Q4).
Czy komety stanowią zagrożenie dla Ziemi?
Od czasu powstania ponad 4,5 miliarda lat temu Ziemia była wielokrotnie narażona na zderzenia z asteroidami i kometami, kiedy ich ostatnia orbita znalazła się w wewnętrznych granicach Układu Słonecznego i przechodzi w bliskim sąsiedztwie Ziemi. Takie obiekty w całości nazywane były „obiektami zbliżonymi do Ziemi”.
W zależności od wielkości uderzającego obiektu taka kolizja może spowodować ogromne szkody lokalnie i globalnie. Jest to niepodważalny fakt, że w pewnym momencie Ziemia ponownie zderzy się z innym ciałem niebieskim.Istnieją przekonujące dowody naukowe, że kolizje kosmiczne odegrały główną rolę w masowym wyginięciu, odnotowanym w skamielinach na całym świecie.
Obiekty w pobliżu Ziemi mają orbity, które pokrywają się w kierunku Ziemi, więc zderzenie z nimi nie jest tak destrukcyjne, ponieważ prędkość uderzenia jest znacznie zmniejszona. Ale komety podróżują wokół Słońca w nieco inny sposób, który jest niezwykle trudny do przewidzenia, więc może dojść do zderzenia czołowego, co może prowadzić do katastrofalnych wyników, twierdzą naukowcy.
Niestety, ziemska atmosfera nie jest idealną obroną przed katastrofami kosmicznymi, ponieważ rozmiar komet może osiągnąć kilka kilometrów. To są prawdziwe góry z kamienia i lodu. Kiedy kometa wchodzi do ziemskiej atmosfery, jej mniejsze cząsteczki odparowują i nie docierają do powierzchni, ale duże nadal latają. Po uderzeniu tworzą eksplozję, która tworzy krater. Niektórzy naukowcy uważają, że największe kratery na Ziemi powstały w wyniku zderzenia, szczególnie przez komety.
Najsłynniejsze komety w Układzie Słonecznym
Kometa Halley
Kometa Halleya jest najbardziej znaną ze wszystkich komet. W końcu brytyjski naukowiec Edmund Halley był pierwszym, który był w stanie udowodnić częstotliwość komet po swoich obserwacjach i analizie danych od astronomów z przeszłości. Był w stanie dokładnie przewidzieć powrót komety, co po raz pierwszy zauważono w 1066 roku. Kometa Halleya o szerokości 8 km i długości 16 km obraca się wokół Słońca co 75–76 lat na podłużnej orbicie. Ostatni raz przeleciał blisko Ziemi w lutym 1986 roku.
Kometa szewców-Levy 9
Kometa Shoemaker-Levy 9 zasłynęła z faktu, że w 1992 r. Pod wpływem grawitacji Jowisza eksplodowała na 21 części, a następnie w 1994 r. Wszystkie części runęły na powierzchnię gazowego giganta. Spektakl ten obserwowali wszyscy amatorzy-astronomowie i profesjonaliści. Twierdzi się, że uderzenie jednego fragmentu - o średnicy około 3 km - doprowadziło do wybuchu odpowiadającego 6 milionom megatonów TNT.
Kometa Churyumow-Gerasimenko
Wystrzelona w 2004 r. Sonda kosmiczna Rosetta, będąca własnością Europejskiej Agencji Kosmicznej, miała wylądować na komecie Churyumov-Gerasimenko w 2014 r. Uważa się, że kometa ma szerokość około pięciu kilometrów i obecnie krąży wokół Słońca co około 6,6 roku. Jego orbita była znacznie większa, ale interakcja z grawitacją Jowisza od 1840 r. Zmieniła ją na znacznie mniejszą. Następnie pojazd orbitalny spędził prawie dwa obok komety, gdy skierował się z powrotem do Słońca. Sonda zbadała skład komety, aby pomóc nam lepiej zrozumieć historię powstawania naszego Układu Słonecznego.
Kometa Hale-Bopp
W styczniu 1997 r. Kometa Hale-Boppa zbliżyła się do Ziemi w najbliższej odległości od 4000 lat. Ostatni raz obiekt ten poleciał w pobliżu naszej planety w epoce brązu, czyli 2000 lat przed naszą erą. Kometa Hale-Bopp jest znacznie większa i bardziej centralna niż kometa Halley. Rdzeń osiąga średnicę 40 km i jest widoczny gołym okiem. Hale-Bopp jest tak jasny, że można go było zobaczyć z Ziemi w 1995 roku, kiedy wciąż znajdował się poza orbitą Jowisza.
Kometa Borelli
Jest to druga kometa po Halleyu, którą sfotografowano w zbliżeniu za pomocą statku kosmicznego Deep Space 1, wysłanego przez NASA w 2001 roku. Ta misja badawcza dostarczyła naukowcom wiele danych, dzięki którym astronomowie mogli wiele zrozumieć o jądrach komet. Zdjęcia pokazały, że skaliste jądro ma kształt gigantycznego kręgla o długości 8 kilometrów, a cała kometa jest dziwnie zakrzywiona.
W przeciwieństwie do komety Halleya, która uformowała się w Obłoku Oorta na zewnętrznych granicach Układu Słonecznego, uważa się, że Borrelli pochodzi z pasa Kuipera.
Kometa Hyakutake
Kometa ta wywarła niezatarte wrażenie na naukowcach, gdy w 1996 r. Minęła naszą planetę, zbliżyła się do Ziemi w odległości zaledwie 15 milionów kilometrów, co było najbliższą odległością, do której zbliżały się inne komety. Kometa zdziwiła astronomów, ponieważ emitowała wiązki promieniowania 100 razy intensywniejsze niż się spodziewano.
Sonda Ulysses przeleciała przez ogon tej komety w maju 1996 r., Pokazując, że jej długość wynosi co najmniej 570 milionów kilometrów - dwa razy więcej niż jakakolwiek inna znana kometa.
