Кометы

Определение "Кометы" в Большой Советской Энциклопедии

Комета Аренда-Ролана

Кометы (от греч. kometes - звезда с хвостом, комета; буквально-длинноволосый), тела Солнечной системы, имеющие вид туманных объектов обычно со светлым сгустком - ядром в центре и хвостом.

Комета Донати

Общие сведения о кометах. Кометы наблюдаются тогда, когда небольшое ледяное тело, называемое ядром Кометы, приближается к Солнцу на расстояние, меньшее 4-5 астрономических единиц, прогревается его лучами и из него начинают выделяться газы и пыль. Последние создают вокруг ядра туманную оболочку (атмосферу Кометы), иногда называемую комой и составляющую вместе с ядром голову Кометы Атмосфера Кометы непрерывно рассеивается в пространство и существует лишь тогда, когда происходит выделение газов и пыли из ядра. Под действием светового давления, а также вследствие взаимодействия с солнечным ветром газы и пыль уносятся прочь от ядра, образуя хвосты Кометы

Комета Икея

У большинства Кометы в середине головы наблюдается яркое «ядро» (звездообразное или диффузное), представляющее собой свечение центральной, наиболее плотной зоны газов вокруг истинного ядра Кометы Голова Кометы и её хвосты не имеют резких очертаний, и их видимые размеры зависят, с одной стороны, от общей интенсивности выделения газов и пыли из ядра и его близостью к Солнцу, а с другой стороны - от обстоятельств наблюдений, в первую очередь от яркости фона неба. Значительное количество сведений о появлении Кометы, об их движениях содержат древние китайские хроники. В Европе же, в соответствии с учением Аристотеля, вплоть до 17 в. считали, что Кометы возникают и движутся в атмосфере, что это - земные пары, поднявшиеся вверх и загоревшиеся от приближения к «сфере огня», причём их хвосты - это пламя, гонимое ветром. Т. Браге, изучая движение кометы 1577 среди звёзд, по наблюдениям в Дании и в Праге определил её параллакс, который оказался меньше лунного параллакса, и, т. о., оказалось, что Кометы находилась дальше Луны. Это явилось доказательством того, что Кометы - такие же небесные светила, как и Луна, планеты и др.

Комета Икея – Секи

После открытия закона тяготения в 18-19 вв. были разработаны методы определения орбит Кометы (Э. Галлей, Г. Ольберс и др.). Новый подход к исследованию Кометы был предложен Ф. Бесселем (начало 19 в.) и развит Ф. А. Бредихиным (2-я половина 19 в.), начавшим изучение физической природы Кометы и особенностей их внутреннего строения; в частности, Бредихин создал сыгравшую большую роль в исследованиях Кометы механическую теорию кометных форм. В начале 20 в. австрийский астроном И. Голечек и советский астроном. С. В. Орлов исследовали блеск Кометы и выяснили закон его изменения в зависимости от расстояния Кометы до Солнца. Современная эпоха в исследовании Кометы началась в 1910, когда при возвращении яркой Галлея кометы стали широко применяться фотографический и спектроскопический методы наблюдений.

Комета Мркоса

Неожиданные появления необычных небесных светил, какими представляются яркие Кометы, всегда производило сильное впечатление. Поэтому неудивительно, что появления Кометы суеверные люди принимали за разного рода предзнаменования, связывали их с различными земными событиями, причём в разных местах - с разными. Так, появление яркой Кометы в 1811- 1812 в России связывалось с нашествием полчищ Наполеона, в Испании - с хорошим урожаем винограда, в Мексике - с открытием серебряных руд и т.п.

Количество Кометы в Солнечной системе чрезвычайно велико: их число, по-видимому, достигает сотен миллиардов. Однако наблюдениям доступно лишь небольшое число Кометы, заходящих внутрь орбиты Юпитера. Так, в 1850-1949 в среднем наблюдалось по 5 прохождений Кометы через перигелий ежегодно (из них лишь одно, видимое невооружённым глазом). В последующие 20 лет (1950-69), вследствие интенсификации поисков Кометы, это число возросло до 9 прохождений за год. В табл. 1 приведён список наиболее ярких Кометы 19 и 20 вв. и указаны их наибольшие звёздные величины (где они известны).
По международному соглашению Кометы первоначально обозначаются годом открытия и буквой латинского алфавита в порядке поступления сообщения об их открытии.

После надёжного определения их орбит эти предвариттельные обозначения заменяются окончательными, содержащими год, порядковый номер (римская цифра) прохождения Кометы через перигелий и имя открывшего её наблюдателя (или наблюдателей). См. Ахмарова - Юрлова комета, Белявского комета, Биэлы комета, Джакобини - Циннера комета, Донати комета, Икея - Секи комета, Лекселя комета, Морхауза комета, Неуймина кометы, Шайна комета, Энке - Баклунда комета.
Табл. 1.- Большие кометы<

Кометы	Наибольшая видимая звездная величина	Кометы	Наибольшая видимая звездная величина
1811 I	+1	1882 II	-17
1823		1901 II	-2
1843 I	-7	1910 I	-5
1858 VI	+0,2	1910 II Галлея	-1
1861 II	-4	1927 IX	-6
1874 III		1947 XII	-2
1880 I		1948 XI	ок. +1
1881 II		1957 III	+2

  Блеск Кометы изменяется в больших пределах. Самой яркой из известных была Кометы 1882 II, подходившая к Солнцу на очень небольшое расстояние. Её блеск в перигелии достигал -17 звёздной величины, т. е. она давала в 60 раз больше света, чем Луна в полнолуние. Она была самым ярким небесным объектом после Солнца и была хорошо видна днём вблизи поверхности Солнца. Однако большинство Кометы видно только в телескопы.

Блеск Кометы быстро увеличивается с изменением её расстояния r от Солнца и зависит также от её расстояния D от Земли. Звёздная величина т головы Кометы может быть представлена эмпирической зависимостью т = т_о + 5 lg D + 2,5 т lg r. Советский астроном Б. Ю. Левин, на основании физических соображений, установил иную зависимость: т = А + В (r + 5 lgD. В этих формулах т_о - абсолютный блеск, n, А и В - постоянные, у большинства Кометы n »4, т. е. свечение головы Кометы изменяется приблизительно обратно пропорционально r⁴. На регулярное изменение блеска Кометы с изменением r накладываются иногда неправильные колебания, которые, возможно, связаны с солнечной активностью. У многих периодических Кометы наблюдается вековое ослабление блеска, которое объясняют исчерпыванием запасов светящегося вещества.

Орбиты комет. К 1971 вычислено около 1 тыс. систем элементов орбит для почти 600 Кометы Результаты вычислений публикуются в специальных каталогах. Так, каталог Портера содержит сведения о появлениях Кометы в годы от 239 до н. э. до 1961 н. э.; всего в нём упоминается 829 появлений 566 индивидуальных Кометы, среди которых 54 короткопериодических (с периодами р<200 лет), наблюдавшихся при двух и более приближениях к Солнцу; 40 короткопериодических, наблюдавшихся только при одном приближении; 117 долгопериодических (с р > 200 лет); 290 Кометы с параболическими орбитами; 65 Кометы с гиперболическими орбитами, которые, удаляясь от Солнца, навсегда покидают Солнечную систему, уходя в межзвёздное пространство. Большинство орбит, считающихся параболическими, в действительности, по-видимому, сильно вытянутые эллиптические, для них, однако, эксцентриситет не мог быть определен из-за недостаточной точности наблюдений. Гиперболические же орбиты являются результатом возмущающего действия больших планет, преимущественно Юпитера, на движение Кометы Анализ движения таких Кометы в минувшие годы привел к заключению, что до момента, когда каждая из таких Кометы начала испытывать заметное возмущающее влияние планет, она приближалась к Солнечной системе по эллиптической орбите. Прохождения Кометы вблизи больших планет приводят к резким изменениям орбит Кометы Например, Кометы, открытая финским астрономом Л. Отермой в 1942 и двигавшаяся до 1963 между орбитами Марса и Юпитера, перешла после сближения с Юпитером на новую орбиту, лежащую между орбитами Юпитера и Сатурна.
Табл. 2.- Элементы орбит некоторых комет<

Комета	Время последнего прохождения перигелия Т	Период обращения р (годы)	Эксцентриситет е	Наклон орбиты i	Долгота восходящего узла	Расстояние перигелия от узла w	Перигелийное расстояние q (а. е.)	Афелийное расстояние Q (а. е.)	Примечания
1970 I Энке	1971 январь, 9,92	3,302	0,847152	11°, 9747	334°, 2224	185°,9383	0,338897	4,09	Самая короткопериодическая
1957 IV Швассмана-Вахмана I	1957, май, 12, 89	16,10	0,131488	9,4872	321,6094	355,8271	5,53774	7,21	Малое е, планетоподобная орбита
1910 II Галлея	1910, апрель, 20, 18	76,1	0,967297	162,2158	57,8466	111,7190	0,587212	35,31	Первая Кометы для которой определена орбита
1965 VIII Икея-Секи (главное ядро)	1965, октябрь, 21, 18	874	0,999915	141, 8576	346,2963	69,0499	0,007785	183	«Задевающая Солнце»

  В движении ряда Кометы, в первую очередь короткопериодических, обнаружены также эффекты, не объяснимые притяжением их известными телами Солнечной системы (так называемые негравитационные эффекты). Так, одни Кометы испытывают вековое ускорение, а другие - вековые замедления движения, являющиеся, по-видимому, результатом реактивного эффекта от выделяющихся из ядра потоков вещества.

Короткопериодические Кометы принято делить на «семейства» по величине афелийных расстояний. К наиболее многочисленному семейству Юпитера относят Кометы, афелий которых расположен около орбиты Юпитера. К семейству Сатурна относят Кометы с афелиями вблизи его орбиты. Интересную группу Кометы, «задевающих Солнце», образуют несколько долгопериодических Кометы Все они имеют очень малые перигелийные расстояния, в пределах 0,0055-0,0097 а. е. (т. e. их перигелии удалены от поверхности Солнца на 0,5-1 радиус Солнца), и примерно одинаковые остальные элементы орбиты. Весьма вероятно, что эти Кометы - продукты распада одной материнской Кометы
В табл. 2 приведены элементы орбит некоторых Кометы

Строение комет. По современным представлениям, ядра Кометы состоят из водяного газа с примесью «льдов» других газов (СО₂, NH₃ и др.), а также каменистых веществ. Пылинки частично выделяются из ядра при испарении (сублимации) льдов, частично образуются в его окрестностях в результате конденсации молекул нелетучих и умеренно летучих веществ. Пылевые частицы рассеивают солнечный свет, атомы же и молекулы газов поглощают излучения в некоторых длинных волнах и из освещающего солнечного света, а затем переизлучают их. В результате выделения из нагретого Солнцем ядра газа и пылинок возникает реактивная сила, которая, возможно, порождает негравитационные эффекты в движении Кометы Интенсивное выделение происходит из наиболее нагретого участка поверхности ядра, который, вследствие вращения ядра, расположен не точно с солнечной стороны, а несколько смещен в сторону вращения. В результате появляется компонента реактивной силы, которая либо ускоряет движение Кометы, если вращение ядра происходит в том же направлении, что и обращение Кометы около Солнца, или замедляет его, если вращение и обращение происходят в противоположных направлениях.

Газ и пыль, выделяемые ядром, образуют голову Кометы Молекулы воды и др. газов, выделяющиеся из ядра под действием солнечного излучения, очень быстро распадаются, порождая наблюдаемые химически активные свободные радикалы. Последние также распадаются под действием излучения Солнца, но гораздо медленнее, вследствие чего успевают распространиться на значительные расстояния от ядра. Изучение спектров Кометы свидетельствует о том, что Кометы содержат нейтральные молекулы C₃, C₂, CN, СН, ОН, NH, NH₂, ионизованные молекулы СО⁺, N₂⁺, СН⁺, а также атомы Н, О и Na. В редких случаях в спектрах Кометы, исключительно близко подлетавших к Солнцу, наблюдались линии излучения Fe и др. нелетучих химических элементов. Диаметр головы у ярких Кометы может достигать миллионов км. Количество пыли в головах Кометы различно: у одних Кометы она отсутствует, у др. её масса может достигать половины массы всего вещества головы. Цвет и поляризация света, отражённого пылевыми частицами, указывает на то, что их размеры в головах Кометы составляют около 0,25-5 мкм.

  Согласно классификации, разработанной во второй половине 19 в. Ф. А. Бредихиным, хвосты Кометы подразделяются на 3 типа: хвосты 1-го типа направлены прямо от Солнца, хвосты 2-го типа изогнуты и отклоняются назад по отношению к орбитальному движению Кометы, хвосты 3-го типа - почти прямые, но заметно отклоняются назад. При некоторых взаимных положениях Земли, Кометы и Солнца, отклоненные назад хвосты 2-го и 3-го типа видны с Земли как бы направленными в сторону Солнца (так называемые аномальные хвосты). Физическая интерпретация разделения хвостов на типы, предложенная Бредихиным, в последующие годы значительно развивалась и в 70-х гг. 20 в. получила следующее содержание. Хвосты 1-го типа - плазменные и состоят из ионизованных молекул СО⁺, N₂⁺, СН⁺, которые с большими ускорениями под действием солнечного ветра уносятся в сторону, противоположную направлению на Солнце. Хвосты 2-го типа образуются пылевыми частицами разной величины, непрерывно выделяющимися из ядра, хвосты же 3-го типа появляются в том случае, когда из ядра одновременно выделяется целое облако пылинок. Пылинки разной величины под действием светового давления получают различное ускорение, и облако растягивается в полосу, образующую хвост Кометы, так называемую синхрону. Редко наблюдается прямой натриевый хвост, направленный вдоль плазменного хвоста (1-го типа). Нейтральные молекулы, присутствующие в голове Кометы, приобретают под действием светового давления примерно такое же ускорение, как и пылевые частицы, и поэтому движутся в направлении хвоста 2-го типа. Однако время их жизни до фотодиссоциации (или ионизации) солнечным излучением составляет всего несколько часов. Поэтому они не успевают продвинуться далеко в хвост 2-го типа. Иногда их удается заметить в небольшом количестве только в начальном отрезке хвоста.

Непрерывно выделяющиеся из ядра и движущиеся под действием одинакового ускорения частицы равной величины располагаются в пространстве вдоль искривленной линии - так называемой синдинамы. Хвосты 2-го типа представляют собой веер синдинам, соответствующим пылинкам разных размеров. Видимая форма хвоста 2-го типа определяется при этом распределением пылевых частиц по размерам. Таким образом, видимый хвост 2-го типа представляет собой полосу максимальной яркости в пределах веера.

Наибольшей длины достигают, как правило, хвосты 1-го типа, простираясь на сотни млн. км. Однако их плотность, по-видимому, не превышает 10²-10³ ионов/см³.

Лучшему пониманию природы Кометы во многом способствуют лабораторные эксперименты по моделированию Кометы Удалось, в частности, воспроизвести сублимацию запыленных кометных льдов с выбросом метеорных частиц из ядра, образование ионизированных структур, напоминающих хвосты 1-го типа. С помощью геофизических ракет и космических зондов на высотах от нескольких сот до десятков тыс. км созданы искусственные облака из паров щелочных металлов - так называемые кометы искусственные, которые подготовили почву для моделирования Кометы в открытом космосе. Обсуждается вопрос о посылке космического зонда к той или иной периодической Кометы при её возвращении к Солнцу для непосредственного изучения состава, магнитных полей и прочих физических особенностей Кометы

Происхождение и эволюция комет. Теория, наблюдения и эксперименты свидетельствуют о том, что при возвращениях к Солнцу Кометы теряет значительную часть своего вещества, так что время ее жизни не может превышать сотни или тысячи оборотов около Солнца; это время чрезвычайно мало с космогонической точки зрения. Поскольку, тем не менее, Кометы наблюдаются и в современную эпоху, должны существовать те или иные источники пополнения их количества. Согласно одной гипотезе, разрабатываемой советским астрономом С. Кометы Всехсвятским, Кометы являются результатами мощных вулканических извержений на больших планетах и их спутниках. По другой гипотезе, предложенной голландским астрономом Я. Оортом, ныне наблюдаемые Кометы приходят в окрестности Солнца из гигантского кометного облака, окружающего Солнечную систему и простирающегося до расстояний в 150 тыс. астрономических единиц, которое образовалось в эпоху формирования планет-гигантов. Под воздействием возмущений от притяжения звёзд некоторые Кометы этого облака могут переходить на орбиты с малыми перигелийными расстояниями и становиться таким образом наблюдаемыми.

Лит.: Бредихин Ф. А., О хвостах комет, М. - Л., 1934; Орлов С. В., О природе комет, М., 1958; Всехсвятский С. Кометы, Физические характеристики комет, М., 1958; Добровольский О. В., Кометы, М., 1966; Фесенков В. Г., Солнечное кометное облако и межзвёздное пространство, «Земля и Вселенная», 1965, № 4; Richter N. В., Statistik und Physik der Kometen, Lpz., 1954 (English translation: The Nature of Comets, L., 1963); The Moon, Meteorites and Comets, ed B. М. Middle-hurst and G. P. Kuiper, Chi. - L., 1963, ch. 15-20; Nature et originc des cometés, Liege, 1966.
  О. В. Добровольский.

I: слегка турбулизированный хвост 1-го типа." href="/a_pictures/12/16/295103127.jpg">I: слегка турбулизированный хвост 1-го типа."http://iodine.atomistry.com/">I: слегка турбулизированный хвост 1-го типа." src="a_pictures/12/16/th_295103127.jpg">
Комета Икея 1963 I: слегка турбулизированный хвост 1-го типа.

III: хвост 2-го типа и копьевидный псевдоаномальный хвост." href="/a_pictures/12/16/214356810.jpg">III: хвост 2-го типа и копьевидный псевдоаномальный хвост." src="a_pictures/12/16/th_214356810.jpg">
Комета Аренда - Ролана 1957 III: хвост 2-го типа и копьевидный псевдоаномальный хвост.

V: широкий изогнутый хвост 2-го типа с поперечными полосами и узкий прямой хвост 1-го типа." href="/a_pictures/12/16/222749072.jpg">V: широкий изогнутый хвост 2-го типа с поперечными полосами и узкий прямой хвост 1-го типа."http://vanadium.atomistry.com/">V: широкий изогнутый хвост 2-го типа с поперечными полосами и узкий прямой хвост 1-го типа." src="a_pictures/12/16/th_222749072.jpg">
Комета Мркоса 1957 V: широкий изогнутый хвост 2-го типа с поперечными полосами и узкий прямой хвост 1-го типа.

VIII: веретенообразная структура в хвосте 2-го типа." href="/a_pictures/12/16/233225546.jpg">VIII: веретенообразная структура в хвосте 2-го типа." src="a_pictures/12/16/th_233225546.jpg">
Комета Икея - Секи 1965 VIII: веретенообразная структура в хвосте 2-го типа.

VI: оболочки в голове (зарисовка)." href="/a_pictures/12/16/285158751.jpg">VI: оболочки в голове (зарисовка)." src="a_pictures/12/16/th_285158751.jpg">
Комета Донати 1858 VI: оболочки в голове (зарисовка).