Описание возникновения и поведения самых экзотических тел солнечной системы – комет. Ознакомление с результатами исследования внешнего вида кометы Галлея с помощью космических аппаратов. Изучение состава ее ядра, периода вращения и расположения орбиты.
Аннотация к работе
Охота за кометами является довольно распространенным увлечением среди астрономов-любителей, не последнюю роль здесь играет то, что неизвестная комета получает имя ее первооткрывателя. Кометы принято делить на долгопериодические (с периодом обращения больше 200 лет) и короткопериодические, таких около 150. При пролете вблизи Солнца ядро начинает испаряться, что приводит к появлению украшений кометы, так называемой комы, которая может быть по размерам сравнима с диаметром Солнца и кометного хвоста, который может иметь длину превышающую расстояние от Земли до Солнца. Чем чаще пролетает комета вблизи Солнца, тем меньше ее время жизни. Тихо Браге удалось лишь в 1577 году доказать , что расстояние до комет превышает расстояние до Луны.
Введение
Кометы (в переводе с греческого "волосатые"), являются самыми экзотическими телами солнечной системы. Охота за кометами является довольно распространенным увлечением среди астрономов-любителей, не последнюю роль здесь играет то, что неизвестная комета получает имя ее первооткрывателя. К настоящему времени зарегистрировано больше двух тысяч комет. Источником комет считается облако Оорта, окружающее Солнце на расстоянии порядка 100 тысяч а.е. Большая часть комет, однажды пролетев вблизи Солнца, никогда больше назад не возвращается. Другие же, захваченные совместным действием полей Солнца и планет, переходят на эллиптические орбиты и становятся периодическими. Периодическими является примерно четвертая часть всех зарегистрированных комет. Кометы принято делить на долгопериодические (с периодом обращения больше 200 лет) и короткопериодические, таких около 150. Около 100 короткопериодических комет являлись на памяти человечества к Солнцу неоднократно.
Ядра комет, представляют собой неправильные глыбы, образованные в основном изо льда и замерзших газов - метана и аммиака, размером порядка 10 км. При пролете вблизи Солнца ядро начинает испаряться, что приводит к появлению украшений кометы, так называемой комы, которая может быть по размерам сравнима с диаметром Солнца и кометного хвоста, который может иметь длину превышающую расстояние от Земли до Солнца. Это же явление и служит главной причиной гибели комет. Чем чаще пролетает комета вблизи Солнца, тем меньше ее время жизни. Кометы наблюдались с древних времен. В античности, следуя Аристотелю, полагали что кометы представляют собой явления в атмосфере. Тихо Браге удалось лишь в 1577 году доказать , что расстояние до комет превышает расстояние до Луны. Однако до открытия закона всемирного тяготения Ньютоном астрономы не могли объяснить странное поведение комет - их внезапные появления и исчезновения. Исаак Ньютон решил, что поскольку кометы - небесные тела, они также должны подчиняться закону всемирного тяготения. Он предположил, что кометы двигаются по параболическим орбитам, и указал как по трем наблюдениям можно определить параметры такой орбиты. Ньютон применил свой метод к кометам, наблюдавшимся в 1680 и в 1682 годах, и путь комет на небе полностью совпал с вычисленным по новой теории. Дальнейшее исследование комет связано с именем друга Ньютона - Эдмунда Галлея.
Краткие сведения о комете Галлея
Орбитальный период кометы Галлея составляет 76 лет, но невозможно рассчитать сроки ее возвращения, просто добавляя периоды равные 76 годам. Гравитационное поле планет-гигантов изменяет направление движения кометы. Негравитационные эффекты (например, струи испаряющихся газов во время прохождения кометы вблизи Солнца) также изменяют орбиту кометы.
В период с 239 г. до н.э. по 1986 двадцатого века, орбитальный период вращения составил 76,0 - 79,3 года. Комета Галлея была видна в 1910 году и снова в 1986 году. Самое известное появление кометы Галлея было в 1066 году, когда она была замечена в битве при Гастингсе. Это событие запечатлено на знаменитом древнем гобелене из Байе.
Комета Галлея на гобелене из Байе
Ядро кометы Галлея
Ядро кометы Галлея составляет примерно 16x8x8 километров. Ядро почти полностью поглощает падающий на него свет, поэтому альбедо очень низкое - около 0,03. Ядро кометы Галлея - один из самых темных объектов Солнечной системы. Кроме того, ядро кометы Галлея имеет низкую плотность: около 0,1 г/см3. Это говорит о том, что вещество ядра кометы, вероятно, пористое, возможно потому, что оно в условиях полной заморозки и вакуума подверглось процессу сублимации (испарения льда и образования пор).
Орбита кометы Галлея комета галлей ядро орбита
Орбита кометы Галлея ретроградная и наклонена на 18 градусов к плоскости эклиптики. И, как и орбиты всех комет, весьма эксцентрична. Комета Галлея является прекрасным примером короткопериодических комет. На своей ближайшей точке (перигелии), комета находится на расстоянии лишь 88 миллионов километров от Солнца (около 60% от расстояния Земли от нашей звезды). На своей самой отдаленной точке (афелии), комета Галлея вращается на расстоянии 5,2 миллиарда километров от Солнца и, следовательно, за орбитой Нептуна.
Исследования кометы Галлея с помощью космических аппаратов
Комета Галлея уникальна в своем роде, так имеет четко определенные, регулярные орбиты. Это сделало ее относительно легкой мишенью для исследовательских космических аппаратов, чего нельзя сказать о других кометах в целом. В 1986 году несколько космических аппаратов СССР, Японии и Европейского сообщества посетили кометы Галлея; Европейский космический аппарат Джотто получил крупный план фотографии ядра кометы Галлея.
На этом верхнем снимке видны три струи газа на солнечной стороне, просматривается кратер справа. Это изображение показывает, что испарение происходит вдоль определенных частей кометы. Данные, полученные приборами космических аппаратов, показывают, что комета состоит в основном изо льда.
Комета Галлея вернется во внутреннюю Солнечную систему в 2061 году, с прохождением перигелия в начале 2062 года.