Кометы и метеорные потоки 

На этих днях мы ждём к себе комету,

Которая несёт погибель свету...

Михаил Лермонтов (о комете Галлея, 1835, "Сашка") 

Я не планета. Судьбы - свиты.

И в безднах неба, навсегда,

Я лишь комета без орбиты,

Я лишь падучая звезда...

Константин Бальмонт

Кометам можно было бы посвятить отдельную объёмистую книгу, так как они видны невооружённым глазом и появлялись вблизи Земли многократно. Поэтому в данном очерке приводятся только основные сведения об этих небесных телах и порождаемых ими метеорных потоках. Подробно рассматриваются лишь новые данные и особенно те, которые собраны космическими аппаратами.

Кометы имеют ядро, напоминающее по размерам и форме небольшой астероид. Ядро содержит твёрдые вещества, которые вблизи Солнца, начинают испаряться. Вокруг ядра образуется газовая кома (голова), в тысячи и миллионы раз превышающая по объёму ядро. Например, голова кометы 1680 г. по размерам приближалась к Солнцу. Газообразное и зачастую ионизированное вещество под действием солнечного ветра (под действием истекающей от Солнца плазмы) и под действием светового давления перемещается в сторону от Солнца. Так образуется кометный хвост, многократно превосходящий по размерам голову. Например, у кометы 1680 г. он в 2 раза превосходил расстояние от Земли до Солнца. Впрочем, кометные хвосты бывают разными: иногда они вытягиваются по прямой от Солнца (I тип), иногда чуть отклонены от этого направления (II тип), иногда коротки и сильно отклонены (III тип), а иногда (редко) вытянуты по орбите вперёд, назад или "тянутся" к Солнцу. Бывают кометы с несколькими хвостами, состоящие из частиц разной природы (прежде всего - разной массы). Иногда видна только голова кометы. Дело в том, что яркость хвоста кометы всегда меньше яркости её головы, и у слабых комет хвост может быть не виден. Не виден хвост также у любых комет, если они ещё не успели приблизиться к Солнцу. Далёкие кометы напоминают маленькое и слабое туманное пятнышко, которое можно разглядеть лишь в сильный телескоп.

Различаются короткопериодические, длиннопериодические и непереодические кометы. Непериодические кометы приходят к нам из облака Оорта однажды, и время их прихода мы не можем предсказать. Орбиты таких комет столь вытянуты, что их следующий приход может состояться через многие миллионы лет. Они могут и вообще не появиться, если орбиты будут изменены под действием притяжения каких-либо тел в облаке Оорта или близких к Солнцу звёзд (см. предыдущий раздел). Таких комет подавляющее большинство. Их орбиты бывают сильно наклонены к плоскости эклиптики (к плоскости земной орбиты и вообще к плоскости планетной системы). Движение может быть в любом направлении.

Длиннопериодические кометы имеют периоды обращения более 200 лет. Короткопериодические кометы возвращаются к Солнцу через небольшой срок. Периоды их обращения вокруг Солнца составляют от нескольких лет до нескольких десятков лет, реже - сотни лет. В середине XX века было известно около 100 короткопериодических комет, но, конечно, к настоящему времени их список пополнился. У этих комет относительно упорядоченные орбиты: преобладает движение в плоскости эклиптики и в ту же сторону, что и движение планет (при взгляде с северного полушария Земли - против часовой стрелки). Обычно эти кометы не покидают пределы планетной системы. Многие из них (кометное семейство Юпитера) не уходят от Солнца далее орбиты Юпитера. Юпитер заметно влияет на "свои" кометы и может "выкинуть" их подальше от нас или наоборот перевести на орбиты, близкие к Солнцу, после чего мы можем их наблюдать регулярно.

При появлении новой кометы ей присваивается имя первооткрывателя и порядковый номер (если этим же человеком открыты другие кометы). Например, чешский астроном и геофизик А.Мркос открыл 15 комет [Детская энциклопедия, т.2, 1964].

Самый короткий период зафиксирован у кометы Вильсона-Харрингтона - 2,3 года. Эта еле заметная комета наблюдалась в 1949 г., а потом была утеряна (не удалось с достаточной точностью вычислить её орбиту). С периодичностью в 3,3 года возвращается к Солнцу комета Энке-Баклунда. Она наблюдается с 1786 г. и до сих пор.

Впервые появление кометы было предсказано Эдмундом Галлеем в 1705 г. Комета, для которой это было сделано, носит имя учёного и появляется каждые 76 лет. С помощью древних летописей прослежены многие её появления с 240 г. до нашей эры. В последний раз она посетила "наши места" в 1986 г. (30-ый раз).

Голова и хвост комет состоят из газа и пыли. При каждом приближении к Солнцу комета теряет часть вещества, и поэтому короткопериодические кометы являются также короткоживущими. Есть сведения, что к середине XX века половина короткопериодических комет уже не наблюдалась [Всехсвятский, 1955]. Иногда кометы разрушаются и иным образом: комета Биэллы в XIX веке на глазах у наблюдателей распалась на несколько частей, а затем совсем исчезла. Газ под действием солнечного ветра рассеивается в космическом пространстве, а частицы покрупнее (пылинки) постепенно расходятся по орбите вперёд и назад, образуя метеорный поток. При пересечении орбиты Земли с таким потоком наблюдается метеорный дождь (много метеоров, вылетающих из одной и той же точки ночного неба). Метеоры сгорают в верхних слоях земной атмосферы. Особенно сильные метеорные дожди наблюдались в 1872 и 1885 годах, когда Земля пересекала орбиту распавшейся несколько десятилетий перед этим кометы Биэллы. Метеорные потоки носят названия созвездий, из которых они вылетают - Персеиды, Лириды, Ориониды...

Газы и лёгкие частицы покидают кометное ядро (сдуваются солнечным ветром), а частицы покрупнее скапливаются на поверхности, образуя защитную корку на поверхности ядра.

Спектральными методами с Земли в составе кометных голов были обнаружены вещества со следующими формулами: C2, C3, CH, CN, NH, NH2, Na, Fe, Ni, Cr. В хвостах I типа - CO, N2, CO2, CH. Все эти молекулы ионизированы (без одного из электронов), и потому взаимодействуют с солнечным ветром. В хвостах II типа - те же нейтральные молекулы, что и в головах (или особенно мелкие пылинки такого химического состава). В хвостах III типа - пылинки разного размера. Частицы обычно в той или иной степени электрически заряжены и зачастую являются химически активными радикалами, но из-за разреженности вещества не могут вступить в реакцию с другими частицами и потому сохраняются длительно, чего не бывает в земных условиях.

Прохождение Земли сквозь кометные голову и хвост не ощутимы. Столкновение с ядром представляет большую опасность, но случается редко. Пример - падение в 1908 г. Тунгусского метеорита, который не был обычным метеоритом (маленьким астероидом), а был, судя по всему, именно ядром кометы диаметром менее 100 м. Ядро кометы вошло в атмосферу под углом 10 - 15 градусов. От трения об воздух тело рассыпалось и взорвалось, чуть-чуть не долетев до поверхности Земли. Во время падения Тунгусского метеорита всю ночь светилось небо над Евразией в полосе шириной от Петербурга до Крыма и длиной от Тунгуски до Великобритании (Бронштен, 1993). Это двигавшиеся вблизи ядра кометные частицы (в основном, молекулы газа и т.п.) вписались в "коридор" околоземной орбиты и летели какое-то время в верхних слоях атмосферы параллельно земной поверхности (больше угол - падение, меньше - выход из атмосферы) . Европейские газеты того времени отметили, что "ночь в эту ночь" почему-то не наступила. О падении метеорита в Сибири узнали через 14 - 18 лет, хотя местная сибирская газета сообщила о нём. 

Новые сведения 

В 1986 г. европейский космический зонд "Джотто" пересёк центральную часть головы кометы Галлея в 605 км от ядра (по другому источнику - в 550 км). Скорость прохождения станции через комету составляла около 70 км/с. Комета Галлея движется навстречу Земле, и её скорость сложилась со скоростью аппарата, запущенного с Земли. Пылинки кометы даже повредили некоторые приборы "Джотто", но, в целом, станция полностью справилась с поставленной задачей [Пролёт "Джотто"..., 1986].

Помимо "Джотто" через голову кометы Галлея в это же время прошли американские станции "Вега-1" (в 8900 км от ядра) и "Вега-2" (в 7900 км от ядра), а также японский аппарат "Планета-А" (в 150000 км от ядра). Они двигались дальше от ядра, но зато через менее концентрированное вещество и "видели" комету в целом [Пролёт "Джотто"..., 1986].

До 1986 г. кометные ядра не были доступны для наблюдения (скрыты большой толщей газов и пыли кометной головы). "Джотто" впервые сфотографировал ядро кометы Галлея с близкого расстояния. Ядро оказалось "картофелиной" изо льда и камней размером 16 на 8 км (по другим источникам - 14 на 7,5 или 11 - 15 на 4 - 8 км) - в 10 - 100 раз массивнее, чем предполагали для данной кометы! [Пролёт "Джотто"..., 1986; Марочник и др., 1987; др.]. Сверху, как и представляли, находилась корка из тёмного тугоплавкого вещества. Лёд под пылью. Поверхность ядра была холмистой и "усыпанной" метеоритными кратерами. Газы вырывались из кометного ядра струями, пробив в нескольких местах корку. Наблюдались две больших и две малых струи [Пролёт "Джотто"..., 1986]. За сутки расходовалось 100 000 тонн льда [В голове кометы - лёд, 1986].

Определён был химический состав кометы. Достоверно выяснено, что в ядре кометы Галлея присутствуют замёрзшие вода (H2O) и углекислый газ (CO2). Предположительно есть также синильная кислота (HCN), аммиак (NH3) и метан (CH4). Когда эти вещества испаряются, образуются различные вторичные молекулы, которые уже перечислялись выше по наблюдениям спектра комет с Земли. Достоверно обнаружены, в частности, CO, CN, C2, C3, CH, NH, NH2, OH (химически активные молекулы, радикалы и т.п., они образуются при взаимодействии кометного вещества с потоком солнечной плазмы и светом) [В голове кометы - лёд, 1986]. Интересно обнаружение различных органических веществ: углеводородов (пентан, гексан, бутадиен, бензин, толуол и др.), азотсодержащих (аминокислоты пурин и аденин), кислородсодержащих (метиловый и этиловый спирт), содержащих одновременно кислород и азот (метанолнитрил) [Органические вещества в комете Галлея, 1987]. Это ещё одно подтверждение того, что органические вещества могут возникать и без участия живых организмов.

Когда комета Галлея уже отходила от Солнца и была между Сатурном и Марсом, на ней наблюдалась длительная вспышка, увеличившая её яркость в 300 раз [Гигантская "вспышка"..., 1991]. Столкновение с астероидом? Но почему долгая вспышка? После столкновения от перегрева пошли какие-то химические реакции? Или сбита корка, и газы устремились наружу из многих трещин?

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: реферат молодежь, скачать дипломную работу.





1  2 | Следующая страница реферата