Интересные темы:

Гаджеты

Немного интересного:

Хвостатые странницы: отсуеверия доастрофизики

13.12.2011 Наука и жизнь

Вид комет неизменно приводил к сходным ассоциациям у представителей самых разных культур. Слово «комета» имеет греческий корень «коме» («волосы»), так что комета — это «волосатая звезда». Китайцы именовали их метлоподобными звездами, ацтеки — дымящимися, множество вторых народов — оперенными либо же хвостатыми. Практически везде с кометами связывали уже имевшие место либо еще лишь ожидаемые негативные события.

В самом раннем упоминании кометы в письменном документе, китайской летописи XV века до н. э., отмечено, что она показалась сразу после того, как некоторый правитель безвинно казнил собственных верных советников
Нечистый снежок: на лекции в Гарвардской астрофизической обсерватории Фред Виппл поясняет аудитории анатомию кометного ядра на примере 220-килограммовой модели из грязи и снега. Кометное ядро в ней предстает как громадный ком смерзшихся ледяных частиц, заключенный в узкую пылевую оболочку

Анатомия кометы
Центральное сечение облака Орта
Миссия Rosetta — попыткаКосмического агентства ЕС изучить кометы вблизи.Хвостатые странницы: отсуеверия доастрофизики

в течении десятилетнего полета зонд сблизится с кометой 67Р/Чурюмова-Герасименко и «высадит» на ее поверхность спускаемый модуль Philae с научной аппаратурой для изучения состава ядра
Спускаемый аппарат Philae

Природа комет с покон веков интересовала любознательное человечество. халдеи и Вавилоняне почитали их не то огненными воздушными вихрями, не то настоящими небесными телами. Пифагорейцы и еще многие ученые мужи древнегреческого мира вычисляли их настоящими планетами, каковые нечасто появляются на земном небосводе и, подобно Меркурию, низко висят над горизонтом.

Это объяснение на большое количество столетий заблокировал авторитет Аристотеля, что утверждал, что кометы чисто атмосферный феномен, потому, что перемещаются по небесной сфере как им вздумается, а не только вблизи дорог, по которым движутся Солнце и планеты. Так, Аристотель отказал кометам в космическом статусе, поскольку они, выражаясь современным языком, смогут как угодно отклоняться от плоскости эклиптики Нашей системы. Любопытно, что от этого очень нетривиального утверждения прослеживается нить исторической преемственности, которая тянется к современной теории происхождения комет.

В Средние века интерес к кометам по большей части проявляли астрономы. Появление хвостатых странниц на небосводе неоднократно фиксировалось в летописях (в «Нюрнбергских хрониках» 684 года не только обрисована, но и нарисована известная комета, которая через тысячу с лишним лет взяла имя Галлея).

Китайские сведения были намного шире. За полторы тысячи лет начиная с 1400 года до н.э. хронисты Поднебесной отметили 338 появлений комет. Приблизительно в 300 году до н.э. был составлен первый в собственном роде богато иллюстрированный трактат о кометах, написанный на шелковой ткани.

В руках науки

В Европе XVI века труды Аристотеля уже прекратили принимать как непререкаемую истину, и астрологи заново заинтересовались кометами. Первыми были итальянец Джиролами Фракасторо (не только наблюдатель небес, но и большой доктор-инфекционист, обрисовавший симптомы заболевания, которое он назвал сифилисом) и немец Петер Апиан. В 1530—1540-х годах они отследили пара комет и независимо друг от друга подчернули, что их хвосты развёрнуты от Солнца (на данный момент мы знаем, что бывают и исключения).

Но настоящий момент рождения кометной астрономии пришелся на 70-е годы того же XVI столетия. В первой половине 70-ых годов XVI века в созвездии Кассиопеи зажглась сверхновая, сразу же увиденная великим астрологом-наблюдателем Тихо Браге. Неожиданная вспышка этого светила убедила его, что от небес возможно ожидать и не таких сюрпризов.

Пятью годами позднее он два с половиной месяца с великим тщанием отслеживал показавшуюся на небосводе комету а также вычислил, что расстояние до нее по крайней мере в четыре раза превышает расстояние до Луны. Тем самым он первым доказал, что кометы нужно считать настоящими космическими телами, отдаленными от Почвы на огромные расстояния (не смотря на то, что утверждение, что хвостатая гостья обращается около Солнца по кругу, было неверным и практически противоречило его собственным наблюдениям).

В семнадцатом веке кометы изучали многие большие астрологи. очень способный Иоганн Кеплер посвятил им особый труд, итальянец Джованни Борелли и поляк Ян Гевелий (по совместительству знаменитый пивовар и бургомистр Гданьска, которого не позабыли и поныне) осознали, что кометы смогут двигаться не только по замкнутым орбитам, но и по разомкнутым траекториям. Ученик Гевелия Георг Дорффел сделал следующий ход, поместив Солнце в фокусе параболической орбиты кометы 1680 года.

А двумя годами позднее 26-летний англичанин Эдмонд Галлей просчитал траекторию перемещения открытой им же кометы назад во времени и заявил, что именно ее-то в первой половине 30-ых годов XVI века замечал Апиан, а в 1607 году — Кеплер. Из этого следовало, что период кометы образовывает 75−76 лет, и Галлей «с полной уверенностью» (его личные слова) предсказал, что в конце 1758 года она снова покажется на земном небосводе.

Предсказание Галлея всецело подтвердилось. В рождественскую ночь 1758 года обещанную комету узрел живший рядом от Дрездена астролог-любитель Иоганн Георг Палич, что первым и оповестил мир о великом событии.

Незадолго до этого математик и французский астроном Алексис Клеро заново вычислил орбиту данной кометы, приняв в расчет гравитационные возмущения со Сатурна и стороны юпитера (с этими трудоемкими расчетами ему помогли узнаваемый астролог Жозеф Жером де Лаланд и, что страно для того времени, дама-математик Николь де ла Бриер Лепот). У них оказалось, что комета Галлея приблизится к Солнцу на минимальную расстояние (перигелий) 15 апреля 1759 года с вероятной неточностью примерно в один месяц. «Волосатая звезда» не подвела ученых и прошла перигелий 13 марта.

Современники восприняли это совпадение как настоящий успех ньютоновской небесной механики. Последний раз комету Галлея видели во второй половине 80-ых годов двадцатого века, а в следующий раз она объявится спустя 55 лет.

Прогноз Галлея занимает в истории астрономии особенное место еще и вследствие того что почти полтора столетия он оставался единственным. Лишь в 1819 году Иоганн Энке предсказал, что промелькнувшая годом ранее комета возвратится в первой половине 20-ых годов XIX века, — и попал в яблочко. С того времени комету Энке замечают особенно довольно часто, что и немудрено, потому, что ее период образовывает всего 3,3 года (у всех других известных комет он дольше).

С данной кометой связано еще одно открытие. Энке увидел, что с каждым оборотом ее период значительно уменьшается на несколько часов. Это указывает, что комета тормозится какими-то силами не гравитационной природы. Сам Энке полагал, что ее замедляет сопротивление малоизвестной науке среды; другие астрологи ссылались на столкновения с небольшими частицами, предположительно обращающимися вблизи Солнца.

Но позднее стало известно, что кое-какие кометы, наоборот, увеличивают собственный период и, следовательно, ускоряются. В 1835 году Фридрих Бессель высказал предположение, что скорость изменяется под действием реактивной тяги газов, каковые выбрасываются в пространство, в то время, когда солнечный свет нагревает и испаряет вещество кометного ядра. Эта догадка была честной, но подтвердить ее удалось только через сто с лишним лет.

В середине 1860-х кометы стали изучать посредством спектроскопических способов, что дало много информации об их составе. Ученые узнали, что в кометное вещество входяткислород и водород (а также в виде молекул воды и гидроксильных групп), его окислы и углерод, азот, целый ряд и силикаты металлов. Астрологи составили классификацию кометных хвостов — но, сперва только по внешнему виду.

Со временем было доказано, что вытянутые по прямой от Солнца хвосты первого типа складываются из газовой плазмы, а скошенные в сторону хвосты второго типа содержат большое количество пылевых частиц. В большинстве случаев, любая комета владеет двумя хвостами — и ионным, и пылевым. Хвосты обоих типов смогут вытягиваться на огромные расстояния — впредь до одной астрономической единицы.

Что у нее в

В первой половине 50-ых годов двадцатого века гарвардский астролог Фред Лоуренс Виппл выступил с теорией кометных ядер, взявшей со временем полное признание. Ее именуют моделью «нечистого снежка». Кометное ядро в ней предстает как громадный ком смерзшихся ледяных частиц, заключенный в узкую пылевую оболочку.

В состав кометных льдинок величиной от микрона до дециметра входит вода, двуокись и окись углерода, циан, аммиак, метан и еще кое-какие вещества, каковые при увеличении температуры скоро переходят в газообразное состояние.

В то время, когда комета приближается к Солнцу, ядро прогревается и начинает испаряться (вернее, сублимироваться — из жёсткого, а не жидкого состояния). Неспешно оно окутывается газопылевым облаком поперечником от ста тысяч до миллиона километров, так называемой комой. Время от времени это случается между орбитами юпитера и Сатурна, но чаще недалеко от главного пояса астероидов, между Марсом и юпитером.

Кометный хвост формируется потому, что под давлением солнечного ветра и света вещество комы отбрасывается прочь от Солнца. Десять лет назад ученые поняли, что кометы испускают рентгеновские лучи; считается, что это происходит благодаря столкновениям частиц комы с стремительными солнечными ионами.

Кометы юпитерианского семейства видятся с Солнцем чаще, чем остальные, и стремительнее худеют. В итоге каждая действительно периодическая комета разрушается и исчезает.

«Снежковая» модель неоднократно модифицировалась в подробностях, но по большей части сохранила силу до наших дней. Она прекрасно растолковывает формирование хвостов и возникновение комы, потому, что при полной сублимации одного грамма кометного льда высвобождается 1022−1023 молекул газа. Эта же модель разрешила обосновать ветхую догадку Бесселя.

Кометный лед не хорошо проводит тепло, и исходя из этого при нагревании солнечными лучами испарение происходит только с поверхности ядра. При вращении ядра территория сублимации успевает уйти из-под прямого освещения, так что газы покидают ядро под углом к Солнцу. Появляющаяся реактивная тяга кроме этого оказывается «скошенной».

Она может и разгонять, и тормозить ядро — все зависит от характера его вращения.

Теория Виппла взяла убедительное подтверждение во второй половине 80-ых годов двадцатого века, в то время, когда на свидание с кометой Галлея отправились пять автоматических космических станций. В составе «галлеевской армады» (так их тогда именовали) были европейский зонд Giotto, советско-Вега пара «и-1» французская «Вега-2» и японцы Suisei и Sakigake. Giotto прошел всего в 600 км от ядра и послал на Землю больше 2000 снимков, сделанных в разных участках спектра.

На этих фотографиях ядро выглядит темнее сажи, так что пыли в нем, "Наверное," большое количество больше, нежели льда. В первый раз были точно выяснены и линейные размеры ядра, каковые были равны 7,5х8,2х16 км.

Вид из космоса

Вот уже практически 37 лет кометы изучают не только с Почвы, но и из космоса. 14 января 1970 года американская орбитальная обсерватория OAO-2 сделала ультрафиолетовые снимки только что открытой кометы Таго-Сато-Косаки. Скоро и эта станция, и другие космические аппараты приступили к наблюдению за кометами Беннета, Энке и Когоутека.

С той поры изучения комет создают с многих космических платформ, в частности — с запущенного в первой половине 90-ых годов XX века орбитального телескопа «Хаббл».

Первые экспедиции к кометам стартовали практически четверть века назад. В первой половине 80-ых годов XX века непроизвольный зонд International Sun-Earth Explorer 3 выполнил собственную начальную миссию, но не выработал ни ресурса, ни топлива. Его переименовали в International Cometary Explorer и послали к комете Джикобини-Циннера. В сентябре 1985-го он приблизился к цели и произвел комы плотности и замеры хвоста. После этого последовал полет «галлеевской армады».

В первой половине 90-ых годов двадцатого века завершивший собственную главную миссию Giotto состоялся в 200 км от ядра кометы Григга-Скьеллерупа, но из-за неисправности фотокамеры никакой информации не отправил.

22 сентября 2001 года американский аппарат Deep Space 1 пролетел рядом от восьмикилометрового ядра кометы Борелли. В январе 2004 года непроизвольный зонд Stardust приблизился к голове кометы Вильда-2 и собрал частицы комы в аэрогельную ловушку, которую 15 января 2006-го послал на Землю.

И наконец, 4 июля 2005 года еще один посланец NASA Deep Impact ударил по ядру юпитерианской кометы Темпель-1 372-килограммовым пробником, что выбил с поверхности фонтан вещества неспециализированным весом в 10 000 т, где выяснилось много сложных органических соединений. Так, к настоящему времени автоматические зонды доходили уже к шести кометам.

2 марта 2004 года Космическое агентство ЕС послало к комете Чурюмова-Герасименко станцию Rosetta. В случае если все отправится по замыслу, то в ноябре 2014-го она отстрелит на поверхность кометы спускаемый модуль с оборудованием для химического анализа, а сама превратится в ее спутник.

Облачное хранилище

В первой половине 50-ых годов двадцатого века имел место еще один теоретический прорыв, что разрешил проблему происхождения комет. Его совершил доктор наук Лейденского университета Ян Хендрик Оорт, что еще в конце 1920-х доказал, что отечественная Галактика вращается, а по окончании Второй мировой стал одним из основателей радиоастрономии. К тому времени было совершенно верно как мы знаем, что большая часть комет приходят к Солнцу с больших расстояний.

Исходя из этого Оорт счел непериодические и длиннопериодические кометы бывшими жителями громадного сферического облака, внутренняя граница которого отдалена от Солнца на 20 000 а.е., а внешняя — на 150 000 а.е. (около 2,5 световых лет). Он подсчитал, что в этом космическом рое приблизительно 100 млрд. кометных ядер и их суммарная масса образовывает 1−10 процентов от массы Почвы. Позднее это скопление стало называться облака Оорта.

В принципе, эта идея была отнюдь не нова. Во второй половине XIX века что-то подобное предположил математик и американский астроном Бенджамен Пирс, а в первой половине 30-ых годов двадцатого века — доктор наук Тартуского университета Эрнст Юлиус Эпик, что трудился тогда в Гарвардском университете. Почему-то статья Эпика не произвела особенного впечатления, не смотря на то, что он пользовался славой очень сильного астрофизика.

А вот работу Оорта «Структура кометного облака, окружающего Солнечную совокупность, и догадка его происхождения» сотрудника сходу оценили.

Облако Оорта и по сей день остается чисто теоретическим объектом (кометы, входящие в его состав, не видны ни в один телескоп), но в его существовании никто не сомневается. Астрологи уверены в том, что оно содержит порядка 10 трлн. тел (в сто раза больше, чем предполагал Оорт), а его масса оставляет 40−45 земных весов.

Облако Оорта есть реликтом первичной газопылевой туманности, которая 5 млрд. лет назад претерпела гравитационный коллапс, начавший процессобразования Солнца и планет. Первым шагом к этому стала конденсация планетезималей, довольно маленьких комков вещества, каковые потом объединялись и слипались в протопланеты. «Уже по окончании образования внешних планет кое-какие планетезимали разогнались в их гравитационном поле и были отброшены на большом растоянии от Солнца.

В том месте они образовали громадный диск, прилегающий к плоскости эклиптики, — растолковал «ПМ» астрофизик Майкл Мумма из Годдардовского центра изучения космических полетов. — Неспешно гравитационные возмущения перевели тела этого пояса на еще более далекие околосолнечные орбиты и разбросали их по всем направлениям. Как раз так диск превратился в сферическое облако».

Откуда берутся кометы? Замерзшие глыбы из облака Оорта притягиваются к Солнцу столь слабо, что смогут изменять собственные орбиты под действием малых возмущений. Каждые миллион лет 10−12 звезд сближаются с Солнцем на 200 000 а.е., так что облако Оорта оказывается в зоне их влияния.

Кроме этого на него воздействуют приливные силы, порожденные как притяжением центральной плоскости отечественной галактики, так и (не смотря на то, что в меньшей степени) галактического ядра.

И наконец, Солнце раз в пара сотен миллионов лет видится с громадными водородными тучами, притяжение которых также ощутимо для Облака. В следствии таких действий кое-какие жители Облака покидают собственную орбиту и устремляются к Солнцу.

На выходе из облака Оорта ядро будущей кометы движется по гиперболической либо параболической траектории, которую тяготение планет трансформирует в очень сильно вытянутый эллипс. Так появляются непериодические и длиннопериодические кометы.

А кометы с периодами менее 200 лет? «Все либо практически все юпитерианские кометы вытягиваются из пояса Койпера притяжением четырех огромных планет, — говорит врач Мумма. — Происхождение галлеевских комет до сих пор остается предметом дискуссий. Новейшие модели облака Оорта разрешают предполагать, что оно складывается из двух частей: внешней, сферической, и внутренней, сжатой к плоскости эклиптики и расположенной ближе к Солнцу. Нельзя исключать, что немногочисленные галлеевские кометы родом оттуда».

Пути кометные

85 процентов каталогизированных комет движутся по очень вытянутым эллипсам либо, в отдельных случаях, по параболам и гиперболам, причем эти орбиты смогут быть наклонены к плоскости эклиптики под любым углом. Периоды эллиптических комет данной группы превышают 200 лет (причем часто в десятки, тысячи и сотни раз), их именуют длиннопериодическими. Кометы с разомкнутой траекторией периода не имеют. Но имеется в кометной популяции и партия меньшинства.

По большей части она складывается из комет, чьи афелии тяготеют к орбите Юпитера, а периоды не превышают 20 лет. Этих комет так именуемого юпитерианского семейства больше много, они отклоняются от плоскости эклиптики в среднем на 11 градусов (в максимуме — на 32 градуса). Одна из них, комета Шумейкера-Леви-9, лет 30 назад была захвачена притяжением Юпитера.

Позднее приливные силы раскололи ее ядро на два десятка фрагментов, и в июле 1994 года огромная планета поглотила временные останки звездной скиталицы. В каталоги внесено кроме этого около дюжины комет, каковые долетают до внутренней границы и орбиты Плутона пояса Койпера, удаляясь от Солнца на 30−35 а.е. Как раз так ведет себя и комета Галлея, почему это семейство время от времени именуют галлеевским (официально семейство Нептуна).

Орбитальные плоскости галлеевских комет наклонены к плоскости эклиптики под куда громадными углами, достигающими 70 градусов.

Статья размещена в издании «Популярная механика» (№51, январь 2007).

Случайные записи:

Народные приметы про цепочку


Похожие статьи, которые вам понравятся:

Tags:  , ,