Анатомия кометы, коротко - и долгопериодические кометы

Большая комета с яркой головой и хвостом, простирающимся на полнеба,-удивительное зрелище. Легко понять, почему подобные кометы в древние времена вызывали такой ужас у людей. Кометы всегда считались предвестниками несчастья, и страх перед ними до сих пор живет в некоторых примитивных обществах. И все же комета-отнюдь не такой уж важный объект, как это может показаться по ее виду. Она состоит из небольших частиц (в основном изо льда) и разреженного газа. Как известно, были случаи, когда Земля проходила через хвост кометы без какого-либо вреда.

Анатомия кометы. Большая комета состоит их трех основных частей: ядра (содержащего большую часть массы), головы кометы, или «комы», и хвоста. Голова и хвост кометы видны только тогда, когда комета приближается к Солнцу и под действием солнечного излучения лед в ядре начинает испаряться. Когда комета удаляется, хвост исчезает. Небольшие кометы, однако, часто лишены хвостов и в небе выглядят скорее как небольшие клочки слабо подсвеченной пряжи.

Хвосты комет бывают двух основных типов: газовые и пылевые. В целом газовые хвосты относительно прямые, тогда как пылевые-искривлены, поскольку они отстают от летящей по орбите кометы. Примечательная особенность хвостов состоит в том, что они всегда направлены более или менее от Солнца. Так что, когда комета удаляется, она уходит хвостом вперед. Причина этого не вполне ясна, но считается, что крошечные частицы в хвосте отгоняются так называемым «солнечным ветром» — потоком заряженных частиц низкой энергии, постоянно вытекающим из Солнца во всех направлениях.

Кометы-члены Солнечной системы, но их орбиты в большинстве случаев отличаются от орбит планет тем, что они гораздо более эксцентричны. Известно множество комет с короткопериодическими орбитами; период кометы Энке, например, составляет только 3,3 года, так что она видна регулярно. С момента, когда она была впервые замечена в XVIII в., наблюдалось более 50 ее возвращений к перигелию. Кометы практически не испускают собственного излучения, а отражают солнечный свет; последний к тому же заставляет вещество комет светиться (флуоресцировать). Таким образом, большую часть комет нельзя проследить на протяжении всей орбиты, и они видны, только когда подходят относительно близко к Земле и Солнцу.

Существуют три основных класса комет. Короткопериодические кометы (А) часто имеют афелий примерно на расстоянии орбиты Юпитера (1). Их периоды достигают нескольких лет; все короткопериодические кометы-слабые. Долгопериодические кометы (Б) имеют афелий вблизи (или за) орбиты Нептуна (2). Комета Галлея- единственный знаменитый представитель этого класса. Кометы с очень длинным периодом (В) имеют настолько вытянутые орбиты, что их пути почти параболические. Период этих комет невозможно вычислить сколько-нибудь точно. Все по-настоящему яркие кометы, за исключением кометы Галлея, относятся к этому типу.

Анатомия большой кометы (А): ядро (1) , которое может быть или не быть составным; голова (2) состоящая из небольших частиц и разреженного газа; хвост (3), выходящий из головы. На рисунке Б показаны два типа хвостов- газовый (4), как правило, почти прямой, и пылевой (5), тянущийся за летящей кометой и потому искривленный. Хвост кометы, как у кометы Галлея (В), всегда направлен примерно по радиусу от Солнца. Хвосты у комет развиваются только на подходе к перигелию и исчезают с удалением от Солнца

Некоторые из короткопериодических комет, афелий которых находится вблизи орбиты Юпитера, зовутся членами семейства комет Юпитера. На схеме их орбиты показаны на фоне орбиты Земли (внутреннее голубое кольцо) и Юпитера (внешнее кольцо). Комета Энке имеет самый короткий период (3,3 года); комета Шаумассе - период более 8 лет

Коротко- и долгопериодические кометы. Все короткопериодические кометы-слабые, и многие из них трудно наблюдать в телескоп. Некоторые кометы (в особенности комета Швассмана-Вахмана и недавняя комета Ганна) имеют сравнительно круговые орбиты, и за ними можно проследить на всем их пути вокруг Солнца.

Другие кометы обращаются вокруг него раз в несколько десятилетий. Наиболее известная из них, комета Галлея,-очень яркий объект, прекрасно видный невооруженным глазом,-наблюдается примерно каждые 76 лет (период кометы непостоянен из-за возмущений, вызванных планетами). Комета Галлея последний раз вернулась в перигелий в 1910 г. и должна вновь возвратиться в 1986 г. Ее появление отмечалось задолго до нашей эры.

Другие яркие кометы имеют намного большие периоды, которые мы даже не можем определить точно. Появление комет такого типа нельзя предсказать, и они всегда являются сюрпризом для астрономов. Такой была большая комета 1843 г., голова которой по размерам превосходила Солнце, хотя ее масса по астрономическим масштабам была незначительной. Другие большие кометы появлялись в 1811, 1882 и 1910 г. Дневная комета 1910 г. (не путайте с кометой Галлея!) была, вероятно, самой яркой из всех виденных в этом столетии. Ожидалось, что комета Когоутека 1973 г. будет яркой, но она всех разочаровала в этом смысле.

Комета Донати 1858 г. считалась самой замечательной из всех когда-либо наблюдавшихся. Это был очень яркий объект, видимый невооруженным глазом и имевший как газовый, так и пылевой хвост. Снимок со старинной гравюры

Эта яркая комета Беннета сфотографирована 12 марта 1970 г. Хвост ее достаточно длинен, и отчетливо выявляется его газовая природа. Ядро не видно, поскольку изображение головы кометы передержано, с тем чтобы выявить структуру хвоста. Голова состоит из вещества ядра, испарающегося под действием солнечного излучения по мере приближения кометы к Солнцу. Когда температура ядра поднимается до нескольких тысяч градусов, в спектре излучения кометы выявляются такие элементы, как железо, кальций, натрий, калий, медь, хром, никель и следы нескольких других металлов

Короткоживущие кометы. Некоторые большие кометы подходят настолько близко к Солнцу, что по существу движутся в пределах солнечной короны. Когда комета проходит перигелий, ее хвост разворачивается относительно ядра, и часто случается, что первоначальный хвост исчезает, а возникает новый. Хвосты комет формируются в результате испарения льдов их ядер, поэтому вещество ядер постоянно расходуется, и, по космическим понятиям, кометы - короткоживущие образования. Мы даже знаем кометы, исчезнувшие совсем. Комета Вестфаля, 1913 г., с периодом 62 года померкла, приближаясь к перигелию, и больше никогда не была видна. Периодичная комета Биэлы, которая совершает один оборот за 6,75 года, в 1846 г. распалась на две части. «Близнецов» заметили снова в 1852 г., но это было их последнее появление. В 1872 г., когда вновь ожидалось их возвращение, на участке неба, откуда они должны были появиться, наблюдался яркий метеорный поток. Это подчеркивает тесную связь между кометами и метеорными телами - последние, по сути дела, могут считаться остатками комет.

Происхождение комет в значительной степени представляется спорным. Так, согласно голландскому астроному Оорту, на огромном расстоянии от Солнца существует протяженное «облако комет». Иногда их траектории под влиянием возмущений соседних звезд меняются, направляясь к Солнцу, и тогда комета становится видимой.

Хотя профессиональные астрономы и занимаются поисками комет, многие из них открыты любителями. Школьный учитель из Англии Г. Олкок открыл уже четыре кометы, а яркая комета 1970 г. была обнаружена южноафриканцем Дж. Беннетом.

Кометы представляют большой научный интерес, и всерьез рассматривается возможность посылки космического аппарата для встречи с какой-либо кометой.

Комета Галлея в последний раз вернулась в перигелий в 1910 г. На этих последовательных снимках хорошо видны рост и исчезновение ее хвоста. При подходе к перигелию комета развила огромный хвост. После максимального сближения с Солнцем хвост быстро сократился, так что, когда комету наблюдали в последний момент, хвост исчез совершенно. (На седьмом по счету рисунке показан вид ее хвоста незадолго до прохождения перигелия.)

На фотографии, полученной на обсерватории Маунт-Паломар (США), показана комета Хьюмасона 1961 г.; это- одна из первых комет, сфотографированных в цвете. Поскольку телескоп следил за кометой, изображения окружающих звезд выглядят короткими штрихами

Комета Аренда- Роланда 1957 г. была одной из наиболее интересных комет современности. То, что выглядит торчащим вперед острием, не «дополнительный» хвост, а освещенные Солнцем метеорные частицы

На фотографии, полученной на обсерватории Маунт-Паломар (США), показана комета Хьюмасона 1961 г.; это- одна из первых комет, сфотографированных в цвете. Поскольку телескоп следил за кометой, изображения окружающих звезд выглядят короткими штрихами.