Кометы
лекулярного разлёта кометных частиц в межпланетное
пространство.
[pic]Но не для всякой кометы должно быть обязательным наличие всех
перечисленных атмосферных областей.
[pic]По мере приближения кометы к Солнцу диаметр видимой головы день ото
дня растёт, после прохождения перигелия её орбиты голова снова
увеличивается и достигает максимальных размеров между орбитами Земли и
Марса. В целом для всей совокупности комет диаметры голов заключены в
широких пределах: от 6000 км до 1 млн. км.
[pic]Головы комет при движении кометы по орбите принимают разнообразные
формы. Вдали от Солнца они круглые, но по мере приближения к Солнцу, под
воздействием солнечного давления, голова принимает вид параболы или цепной
линии.
[pic]С. В. Орлов предложил следующую классификацию кометных голов,
учитывающую их форму и внутреннюю структуру:
1. Тип E; - наблюдается у комет с яркими комами, обрамлёнными со стороны
Солнца светящимися параболическими оболочками, фокус которых лежит в ядре
кометы.
2. Тип C; - наблюдается у комет, головы которых в четыре раза слабее голов
типа E и по внешнему виду напоминают луковицу.
3. Тип N; - наблюдается у комет, у которых отсутствует и кома и оболочки.
4. Тип Q; - наблюдается у комет, имеющих слабый выступ в сторону Солнца, то
есть аномальный хвост.
5. Тип h; - наблюдается у комет, в голове которых генерируются равномерно
расширяющиеся кольца - галосы с центром в ядре.
[pic]Наиболее впечатляющая часть кометы - её хвост. Хвосты почти всегда
направлены в противоположную от Солнца сторону. Хвосты состоят из пыли,
газа и ионизированных частиц. Поэтому в зависимости от состава частицы
хвостов отталкиваются в противоположную от Солнца сторону силами,
исходящими из Солнца.
[pic]Ф. Бессель, исследуя форму хвоста кометы Галлея, впервые объяснил её
действием отталкивающих сил, исходящих из Солнца. Впоследствии Ф. А.
Бредихин разработал более совершенную механическую теорию кометных хвостов
и предложил разбить их на три обособленные группы, в зависимости от
величины отталкивающего ускорения.
[pic]Анализ спектра головы и хвоста показал наличие следующих атомов,
молекул и пылевых частиц:
1. Органические C, C[pic], C[pic]CH, CN, CO, CS, HCN, CH[pic]CN.
2. Неорганические H, NH, NH[pic], O, OH, H[pic]O.
3. Металлы - Na, Ca, Cr, Co, Mn, Fe, Ni, Cu, V, Si.
4. Ионы - CO[pic], CO[pic], CH[pic], CN[pic], N[pic], OH[pic],
H[pic]O[pic].
5. Пыль - силикаты (в инфракрасной области).
[pic]Механизм свечения кометных молекул был расшифрован в 1911 году К.
Шварцшильдом и Е. Кроном, которые пришли к выводу, что это механизм
флуоресценции, то есть переизлучения солнечного света.
[pic]Иногда в кометах наблюдаются достаточно необычные структуры: лучи,
выходящие под различными углами из ядра и образующие в совокупности
лучистый хвост; галосы - системы расширяющихся концентрических колец;
сжимающиеся оболочки - появление нескольких оболочек, постоянно двигающихся
к ядру; облачные образования; омегообразные изгибы хвостов, появляющиеся
при неоднородностях солнечного ветра.
[pic]
Рис.: Комета с лучистым хвостом.
[pic]Также существуют и нестационарные процессы в головах комет: вспышки
яркости, связанные с усилением коротковолновой радиации и корпускулярных
потоков; разделение ядер на вторичные фрагменты.
5. Современные исследования комет.
[pic]Проект «Вега».
[pic]Проект «Вега» («Венера - комета Галлея») был одним из самых сложных в
истории космических исследований. Он состоял из трёх частей: изучение
атмосферы и поверхности Венеры при помощи посадочных аппаратов, изучение
динамики атмосферы Венеры при помощи аэростатных зондов, пролёт через кому
и плазменную оболочку кометы Галлея.
[pic]Автоматическая станция «Вега-1» стартовала с космодрома Байконур 15
декабря 1984 года, через 6 дней за ней последовала «Вега-2». В июне 1985
года они друг за другом прошли вблизи Венеры, успешно проведя исследования,
связанные с этой частью проекта.
[pic]Но самой интересной была третья часть проекта - исследования кометы
Галлея. Космическим аппаратам впервые предстояло «увидеть» ядро кометы,
неуловимое для наземных телескопов. Встреча «Веги-1» с кометой произошла 6
марта, а «Веги-2» - 9 марта 1986 года. Они прошли на расстоянии 8900 и 8000
километров от её ядра.
[pic]Самой важной задачей в проекте было исследование физических
характеристик ядра кометы. Впервые ядро рассматривалось как пространственно
разрешённый объект, были определены его строение, размеры, инфракрасная
температура, получены оценки его состава и характеристик поверхностного
слоя.
В то время ещё не представлялось технической возможности совершить посадку
на ядро кометы, так как слишком велика была скорость встречи - в случае с
кометой Галлея это 78 км/с. Опасно было даже пролетать на слишком близком
расстоянии, так как кометная пыль могла разрушить космический аппарат.
Расстояние пролёта было выбрано с учётом количественных характеристик
кометы. Использовалось два подхода: дистанционные измерения с помощью
оптических приборов и прямые измерения вещества (газа и пыли), покидающего
ядро и пересекающего траекторию движения аппарата.
[pic]Оптические приборы были размещены на специальной платформе,
разработанной и изготовленной совместно с чехословацкими специалистами,
которая поворачивалась во время полёта и отслеживала траекторию движения
кометы. С ёе помощью проводились три научных эксперимента: телевизионная
съёмка ядра, измерение потока инфракрасного излучения от ядра (тем самым
определялась температура его поверхности) и спектра инфракрасного излучения
внутренних «околоядерных» частей комы на длинах волн от 2,5 до 12
микрометров с целью определения его состава. Исследования ИК излучения
проводились при помощи инфракрасного спектрометра ИКС.
[pic]Итоги оптических исследований можно сформулировать следующим образом:
ядро - вытянутое монолитное тело неправильной формы, размеры большой оси -
14 километров, в поперечнике - около 7 километров. Каждые сутки его
покидают несколько миллионов тонн водяного пара. Расчёты показывают, что
такое испарение может идти от ледяного тела. Но вместе с тем приборы
установили, что поверхность ядра чёрная (отражательная способность менее
5%) и горячая (примерно 100 тысяч градусов Цельсия).
[pic]Измерения химического состава пыли, газа и плазмы вдоль траектории
полёта показали наличие водяного пара, атомных (водород, кислород, углерод)
и молекулярных (угарный газ, диоксид углерода, гидроксил, циан и др.)
компонентов, а также металлов с примесью силикатов.
[pic]Проект был осуществлён при широкой международной кооперации и с
участием научных организаций многих стран. В результате экспедиции «Вега»
учёные впервые увидели кометное ядро, получили большой объём данных о его
составе и физических характеристиках. Грубая схема была заменена картиной
реального природного объекта, ранее никогда не наблюдавшегося.
[pic]В настоящее время NASA готовит три больших экспедиции. Первая из них
называется «Stardust» («Звёздная пыль»). Она предполагает запуск в 1999
году космического аппарата, который пройдёт в 150 километрах от ядра кометы
Wild 2 в январе 2004 года. Основная его задача: собрать для дальнейших
исследований кометную пыль с помощью уникальной субстанции, называемой
«аэрогель». Второй проект носит название «Contour» («COmet Nucleus TOUR»).
Аппарат будет запущен в июле 2002 года. В ноябре 2003 года он встретится с
кометой Энке, в январе 2006 года - с кометой Швассмана-Вахмана-3, и,
наконец, в августе 2008 года - с кометой d’Arrest. Он будет оснащён
совершенным техническим оборудованием, которое позволит получить
высококачественные фотографии ядра в различных спектрах, а также собрать
кометные газ и пыль. Проект также интересен тем, что космический аппарат
при помощи гравитационного поля Земли может быть переориентирован в 2004-
2008 году на новую комету. Третий проект - самый интересный и сложный. Он
называется «Deep Space 4» и входит в программу исследований под названием «
NASA New Millennium Program». В его ходе предполагается посадка на ядро
кометы Tempel 1 в декабре 2005 года и возвращение на Землю в 2010 году.
Космический аппарат исследует ядро кометы, соберёт и доставит на Землю
образцы грунта.
[pic]
Рис.: Проект Deep Space 4.
[pic]Наиболее интересными событиями за последние несколько лет стали:
появление кометы Хейла-Боппа и падение кометы Шумахера-Леви 9 на Юпитер.
[pic]Комета Хейла-Боппа появилась на небе весной 1997 года. Её период
составляет 5900 лет. С этой кометой связаны некоторые интересные факты.
Осенью 1996 года американский астроном-любитель Чак Шрамек передал во
всемирную сеть Интернет фотографию кометы, на которой отчётливо был виден
яркий белый объект неизвестного происхождения, слегка сплюснутый по
горизонтали. Шрамек назвал его «Saturn-like object» (сатурнообразный
объект, сокращённо - «SLO»). Размеры объекта в несколько раз превосходили
размеры Земли.
[pic]
Рис.: SLO - загадочный спутник кометы.
[pic]Реакция официальных научных представителей была странной.
| |  скачать работу |
Кометы |
