Комета

Комета Галея снятая 8 марта 1986 года с Земли

Комета (от др.-греч. κομήτης, komḗtēs — «волосатый», «косматый») — небольшой астрономический объект в Солнечной системе, похожий на астероид, но состоящий в основном из льда (углекислого газа, метана и воды), пыли, частиц горных пород и примесей различных минералов. Об­ра­щаю­тся во­круг Солн­ца по силь­но вы­тя­ну­тым ор­би­там и рез­ко по­вы­шаю­т свою яр­кость при сбли­же­нии с Солн­цем, под воздействием солнечной радиации и солнечного ветра на ядро ​​кометы.

Кометы обычно движутся по сильно эксцентричным эллиптическим орбитам, афелий которых часто находится за орбитой Плутона. Они имеют широкий диапазон периодов обращения от нескольких лет до сотен тысяч лет. Те, что имеют малый период, происходят из пояса Койпера или связанного с ним Тонкого диска, который находится за пределами орбиты Нептуна. Те, у которых период вращения более длинный, происходят из Облака Оорта, сферического облака ледяных тел во внешней части Солнечной системы, где температура настолько низка, что вода, метан и углекислый газ находятся в твердом состоянии. Некоторые кометы после многократных проходов через внутреннюю часть Солнечной системы теряют свой внешний летучий слой и в некоторых отношениях неотличимы от астероидов. Еже­год­но в лю­би­тель­ский те­ле­скоп с Земли наблюдается при­мер­но 10-20 ко­мет.

Редкие кометы с гиперболическими орбитами проходят через внутреннюю часть Солнечной системы один раз, прежде чем выбрасываются в межзвездное пространство.

Физических свойства

Считается, что большинство комет возникают в Облаке Оорта и входят во внутренние части Солнечной системы после гравитационного воздействия на внешние объекты, такие как соседние звёзды. Когда комета подходит достаточно близко к Солнцу, её внешние слои начинают испаряться под действием его излучения. Потоки газа и пыли образуют вокруг ядра кометы гигантскую разреженную атмосферу, называемую комой, которая слабо гравитационно связана с ядром. Солнечное излучение и солнечный ветер порождают хвост кометы. Этот хвост всегда направлен в сторону от Солнца. Отделенные газы и пыль следуют по разным траекториям, поскольку на газы сильнее влияет солнечный ветер, и они уносятся прямо от Солнца, в отличие от пыли, которая в основном остается на орбите кометы. Ядро кометы редко бывает больше 50 км, но размер комы может быть сравним с размером Солнца. Хвост кометы может простираться до 1 астрономической единицы. Комету и хвост можно наблюдать с Земли, когда комета приближается к Солнцу и освещается им. Пыль тоже светится за счет ионизации. Большинство комет слишком тусклые, чтобы их можно было увидеть, но в течение десятилетия порой появляются достаточно крупные и яркие объекты которые можно увидеть с поверхности Земли без телескопа.

Ядра комет относятся к числу наименее отражающих тел, известных в Солнечной системе. Космический зонд «Джотто» в 1986 году показал, что ядро ​​кометы Галлея, которое отражает лишь около 4 % света, падающего на его поверхность. Для сравнения, асфальт отражает 7 % света. Зонд «Deep Space 1» в 1998 году обнаружил, что ядро ​​кометы 19P/Борелли отражает только от 2,4 % до 3,0 % света.

Размеры ядер комет колеблются от 100 метров до более 40 километров в диаметре. Они состоят из каменистых элементов, пыли, льда и замороженных газов, таких как окись углерода, двуокись углерода, метан и аммиак. Кометы также содержат множество органических соединений — они могут включать метанол, цианистый водород, формальдегид, этанол и этан, а также, возможно, более сложные молекулы, такие как углеводороды с длинной цепью и аминокислоты. Из-за малой массы они не становятся сферическими под действием собственной силы тяжести, а имеют неправильную форму. Сложные органические соединения, молекулы которых тяжелые, как полагают учёные, остались на поверхности комет после того, как более лёгкие молекулы испарились под действием солнечной радиации. Таким образом, ядро ​​кометы больше похоже на шар из сырой нефти или мазута. Низкое альбедо ядра способствует испарению летучих элементов. В 1996 году были обнаружены кометы, испускающие рентгеновское излучение, возможно, вызванное ионизацией атмосферы кометы и солнечным ветром.

Орбиты

Кометы классифицируются в соответствии с их орбитальными периодами на короткопериодические и долгопериодические кометы. Короткопериодические имеют орбитальные периоды менее 200 лет, а долгопериодические — более длительный. Одиночные кометы имеют параболические или гиперболические траектории и через определённое время покидают Солнечную систему. Короткопериодические кометы (например, комета Энке), вероятно, происходят из пояса Койпера, а долгопериодические — из облака Оорта.

Был предложен ряд механизмов для объяснения того, как кометы падают внутрь Солнечной системы после гравитационных столкновений с другими телами, такими как звёзды, соседствующие с Солнцем, неизвестные планеты и коричневые карлики.. Из-за их малой массы и эллиптических орбит, приближающих их к газовым гигантам, кометы часто испытывают гравитационное влияние, особенно массивного Юпитера. Часто их афелии находятся на таком же расстоянии от Солнца, как и радиус орбиты одной из планет из-за орбитальных резонансов. Большое количество комет, наблюдавшихся в прошлом, было потеряно. Они были выброшены из Солнечной системы во время близкого прохода одного из газовых гигантов, истощили свои летучие вещества и не имеют наблюдаемой комы или хвоста, или просто их орбита не была установлена ​​вовремя с достаточной точностью, чтобы их можно было отследить. Иногда некоторые из недавно открытых комет были обнаружены в прошлом, но временно были потерянны, такие как комета 11P/Темпеля — Свифта — LINEAR, впервые наблюдавшаяся в 1869 году, но из-за столкновения с Юпитером потерянная после 1908 года и вновь обнаруженная системой LINEAR в 2001 году.

Классификация

Снимок кометы 67P/Чурюмова — Герасименко, снимок с космического корабля.

Соглашение об именовании комет менялось несколько раз за последние два столетия. До начала XX века большинство комет были известны по названию года, в котором они были обнаружены, с добавлением прилагательных для самых ярких из них. Например, Исаак Ньютон в своем труде «Математические начала натуральной философии» описал «Великую комету 1680 года». Эдмунд Галлей показал, что наблюдаемые кометные явления 1531, 1607 и 1682 годов представляли собой одно и то же тело, и успешно предсказал его появление в 1759 году. Таким образом, эта комета стала известна как комета Галлея. После таких наблюдений кометы Энке и Бьелла названы в честь астрономов, рассчитывавших их орбиты, а не их первооткрывателей.

Впоследствии кометы стали называть в основном именами первооткрывателей, но кометы наблюдавшиеся лишь однажды продолжали называться по названию года их единственного наблюдения.

По действующему соглашению принято, что комета должна быть названа в честь её первооткрывателей (но не более трех человек). В последние десятилетия многие кометы были обнаружены с помощью инструментов и автоматических систем, управляемых большими группами астрономов. В таких случаях кометы называют в честь системы или инструмента, использованного при открытии. Например, Комета ИРА–Араки–Алькок была открыта независимо друг от друга спутником IRAS и астрономами-любителями Геничи Араки и Джорджем Алькоком.

В прошлом, когда астроном или группа астрономов открывали более одной кометы, использовался порядковый номер, например кометы Шумейкера-Леви (с номерами от 1 до 9). Однако эта норма нецелесообразна из-за большого количества комет, обнаруженных в последние годы автоматическими системами. Например, обсерватория SOHO, по данным на апрель 2005 года, обнаружила более 940 комет.

До 1994 года кометам давали предварительные обозначения, включая год открытия, за которым следовала строчная буква, обозначающая порядковый номер открытия в этом году. Например, комета Беннета 1969i была девятой кометой, открытой в 1969 году. После наблюдения кометы в перигелии и определения её орбиты с достаточной точностью комете было присвоено официальное обозначение, содержащее год прохождения перигелия, за которым следует римская цифра, обозначающая последовательность номер соответствующего транзитного года. Таким образом, комета Беннета 1969i впоследствии получила название Комета Беннета 1970 II (вторая недавно открытая комета, достигшая перигелия в 1970 году).

В следующие десятилетия увеличение числа вновь открытых комет сделало эту процедуру громоздкой, и в 1994 году Международный астрономический союз утвердил новую систему. Согласно ей, кометы обозначаются годом открытия, за которым следует латинская буква от A до Y (24, по две на каждый месяц года), обозначающая половину месяца открытия и порядковый номер. Таким образом, четвёртая комета, открытая во второй половине февраля 2006 года, будет называться 2006 D4. Можно добавить префиксы, уточняющие тип кометы, такие как P/ для периодической кометы, C/ для непериодической кометы, X/ для кометы с неизвестной орбитой, D/ для кометы, которая распалась или была разрушена. потерян, а A/ — малая планета, которую на время ошибочно приняли за комету. После второго наблюдения кометы в перигелии периодической комете присваивается порядковый номер открытия. Полное обозначение кометы Галлея, первой открытой периодической кометы, — P/1682 Q1, а обозначение кометы Хейла — Боппа— C/1995 O1.