Закон за всеобщото привличане и законите на Кеплер, а кометата, открита на "върха на перото" получава името на своя откривател халеева комета



Дата22.01.2017
Размер147.93 Kb.
НАРОДНА АСТРОНОМИЧЕСКА ОБСЕРВАТОРИЯ

Юрий Гагарин”



СТАРА ЗАГОРА

КУРС ПО ОБЩА АСТРОНОМИЯ


Надя Кискинова
КОМЕТНА АСТРОНОМИЯ
Едни от най-ефектните космически зрелища са близопреминаващите покрай нас комети с техните характерни опашки, които понякога се простират на голяма част от небето.


Небето често е зрелищно. Тук на плажа на Перт, Австралия на 26 януари 2007 г жителите се събраха да се полюбуват както на фойеверките в чест на Деня на Австралия, така и на величавата комета на годината МакНот и светкавиците в далечината.


Кометата МакНоут от януари 2007 г. Кометата Икея-Секи от 1965 г.

Първото писмено свидетелство за появяване на комета е от 2 296 г. пр.н.е. Появата на комета от край време било тълкувано като небесен знак за бедствие.




Кометата от 1532 г.
Аристотел смятал, че кометите са изпарения в атмосферата и дълго време те не били включвани в списъка на астрономическите обекти. Едва Тихо Брахе показал, че наблюдаваната от него комета от 1577 г. е по-далеч от Луната.


Кометата на Тихо Брахе от 1577г.

Нютон бил убеден, че тези тела се движат по елиптични орбити, а през 1704 г. Едмунд Халей издава книгата си “Обзор на кометната астрономия”, където бил поместен първият каталог на елементите на орбитите на 24 комети, наблюдавани през годините от 1337-1698.




Едмунд Халей

В каталога си Халей обръща внимание на появилите се през 1531, 1607 и 1682 години комети, които имат много близки орбити. Оттук Халей прави извода, че това не са 3 различни комети, а една и съща комета с период на обикаляне около Слънцето 75-76 години. Халей изчислява, че следващата поява на тази комета трябва да е през 1758-9 г. Той не доживява до това време, но кометата наистина се появява.Това бил истински триумф на Нютоновия закон за всеобщото привличане и законите на Кеплер, а кометата, открита на “върха на перото” получава името на своя откривател – ХАЛЕЕВА КОМЕТА.




Халеевата комета, изобразена на гоблен

в чест на битката на английския крал Харолд през 1066 г.
С помощта на съвременни средства ежегодно се наблюдават обикновено 10-20 комети, от които 3-5 се появяват за първи път пред очите на земните наблюдатели. Понякога има повече комети – през 1978 г. те били 31, от които 10 – съвсем непознати.

Преобладаващата част около 75% от кометите са открити от астрономи-любители.

Кометите се обозначават с годината на тяхното появяване, последователен номер или буква и с фамилните имена на първите откриватели: 1954 ХІІ Кресак-Ейбл; 1969 ІХ Чурюмов-Герасименко. Някои особено известни комети се наричат само на имената на техните откриватели – Халей, Енке.
Кометите най-общо могат да се разделят на


  • късопериодични и (или периодични)

  • дългоперодични (или непериодични).

ПЕРИОДИЧНИ КОМЕТИ
Късопериодичните комети принадлежат към кометното семейство на някоя от големите планети, тъй като ахелият им е в близост до орбитата на съответната планета. Те циркулират между планетата и Слънцето обикновено и по периода им на поява в близост до нас може да се съди към кое кометно семейство принадлежи дадена небесна гостенка.

Разпределението на ахелийните разстояния на периодичните комети има максимуми, приблизително равни на хелиоцентричните разстояния на големите планети.

Има комети, които циркулират между някои от планетите и ахелият им е далеч от Слънцето. Такава е изненадата в края на 2007 година – кометата на Холмс с нейното ефектно избухване, поради което стана видима с просто око на нашето небе.


Съвсем обикновената комета 17Р/ Холмс от семейството на Юпитер с период на обиколка по доста отдалечен перихелий отвъд орбитата на Марс от 7 години, открита преди повече от век – на 6 ноември 1892 г. от Едуин Холмс, на 24 октомври 2007 г, внезапно засвети милион пъти по-ярко, променяйки звездната си величина от 17-та до 2- 3-та. Стана видима с просто око като една от ярките звезди на небето в областта на съзвездията Касиопея, Персей и Андромеда. През май 2007 г. кометата бе в перихелия си, а избухването става при отдалечаване й към Юпитер. Предполага се, че или ледът във вътрешността й изцяло е сублимирал, или самото кометно ядро се е разпаднало.

Семейството на Юпитер наброява 90 комети с периоди от 3,3 (Енке) до 15,1 години (Коуъл-1). Наблюдавани са повече от 50 появявания на кометата Енке, ала 1/3 от кометите на Юпитер са наблюдавани само веднъж. Кометите от това семейство имат право движение /обратно на часовниковата стрелка, гледано откъм северния небесен полюс/, с ексцентрицитети от 0,1 до 0,9 и са почти в равнината на планетите.




Обикалящата в опасна близост комета Шумейкър-Леви 9, /а може би астероид?/ в крайна сметка е разкъсана на парчета от гравитацията на огромния Юпитер

и

последиците запланетата, наблюдаващи се дълго след фаталния юли на 1994 г. .



Кометата 57Р/дьо Тойт-Неумин-Делпорт се разпадна. Най-големите отломъци са 19 и те са нанесени с обозначенията си на картината. Общата им протяжност в пространството е поне милион км. Размерът на парчетата са от порядъка наняколко десетки до няколко стотин км. Това е слаба комета, открита през 1941 г.Периодът й на обикаляне около Слънцето е 5,9 години, а цифрата 57 означава, че е 57-ма поред в списъка на периодичните комети, започващ с Халеевата комета.
Към семейството на Сатурн спадат 12 комети с периоди от 11 до 18 години.

От Урановото семейство са известна само 3 комети, като едната е с обратно движение.




На това изображение на слънчевата обсерватория SOho от 23 декември 1996 г. виждате дъгичката на кометата-пастир. Точките и шрихите са от фоновите звезди и заредените частици, попадащи в камерата. Комета-камикадзе, прелитаща на около 50 хиляди км само от слънчевата фотосфера рано или късно ще паднат на Слънцето. През ХІХ век немският астроном Хенрих Крейц забелязва, че тези комети, наричани още пастири се движат по близки траектории около Слънцето и предполага, че са фрагменти от някогашна голяма комета, разпаднала се преди 2 000 години при преминаването си през перихелия.

Ярката комета Икея-Секи от 1965 г. е също от това семейство комети и е преминала на 640 хиляди км само от повърхността на Слънцето. Повечето от кометите-пастири като тази тук – СОХО 6 не преживяват близостта до Слънцето.

Знаменитата Халеева комета спада към семейството на Нептун заедно с още 10-тина известни комети, а заедно с 3 от тях има обратно движение по орбитата си.





Орбита на Халеевата комета.
Орбитата на Халеевата комета е силно сплесната елипса с

е = 0,97


и е почти допирателна на земната орбита.

Скоростта й в перихелия е 54,5 км/сек., а в ахелия е само 0,9 км/сек.

Плътността на веществото в кометните ядра е от порядъка на плътността на водата – 1,3 г/куб. см.

Масата на Халеевата комета сега е 1,15.10х16 г или 11,5 млрд. тона. Но от времето на първото й регистрирано до Земята появяване през 240 г. пр.н.е. за 29 пъти приближавания до Слънцето оттогава в резултат на изпарение на веществото й, диаметърът й трябва да е бил с 1 км повече от сега, а масата -–2,5 пъти повече от сегашната.



Сондата „Джото” преминава през комата на Халеевата комета. Годината е 1986 г. Виждат се тъмните структури на кометното ядро и яркият фон от газ, сублимиращ от ядрото под действие на слънчевия вятър. Ядрото на Халеевата комета прилича на доста неправилен картоф със среден размер от 16 км.
По форма ядрото на Халеевата комета е доста неправилно – състои се от един голям и по-малък къс, свързани с нещо като мост помежду си с размери 10х15х3 км.
Това са характерните размери на ядрата и на другите комети – около 10-тина км и по-малко.
СТРУКТУРА НА КОМЕТИТЕ

ЯДРО – Още в началото на миналия век е била изказана хипотезата, че кометните ядра представляват твърди тела, съдържащи лед, който при сближение със Слънцето сублимира. Това е т.нар леден модел за кометните ядра.

Съгласно модела на Уипъл , предложен преди няколко десетилетия, кометното ядро е конгломерат със слоеста структура от замръзнали летливи компоненти като въглероден диоксид, вода, метан и др., както и силикатни частици. Можем да си го представим като луковица с редуващи се слоеве от лед и каменисти тела от фини прашинки до по-големи парчета. Нещо като мръсни буци лед, останали по непочистените улици.


Сондата Deep Impact се блъсна с ядрото на кометата Темпел 1 в началото на юли 2005 г.


Това е изображение на ядрото на кометата Борели, направена от сондата Deep Space 1
При нагряване с приближаване до Слънцето втвърдените газове сублимират и увличат със себе си прах. Така твърдото ядро се обгръща със газове. Мъглявинната газова обвивка се нарича КОМА.



На 11 май 1997 г. кометата Хейл-Боп вече скриваща се за наблюдателите на северното небе е снимана на фона на известния воден гейзер в Националния парк Йелоустоун Старият верен, от който на всеки 60-80 минути изригва висок фонтан гореща вода.

Макар в изкуствени цветове тук добре личат 7 джет, изригващи като гейзери от ядрото на кометата Хейл-Боп при приближаване й към Слънцето.

Тази изключително активна комета бе много ярка през 1997 г


Ядрото на кометата Хейл-Боп с размери 40 км се върти около оста си за 12 часа и веществото, изхвърлено от струите се завива около ядрото спираловидно.


Кометата Хейл-Боп в момента на перихелия, когато бе недостъпна за земния наблюдател, поради близостта й до Слънцето. Това е серия от изображения на космическия телескоп „Хъбъл”. Той успя да регистрира бурните и сложни процеси в кометата при максималното й сближение със Слънцето.
.

Комата заедно с ядрото са ГЛАВАТА на кометата. Размерите на главата нарастват с доближаване до Слънцето и понякога се съизмерими по размери с него – достигат десетки и стотици хиляди км.




Кометна глава
Главата на кометите започва да се формира на разстояние 3-6 а.е. от Слънцето – далеч зад орбитата на Марс и от този момент кометата става забележима за земните наблюдатели.


Сондата „Вега”, преминала през главата на Халеевата комета през 1986 г. На платформата отстрани са българските уреди, дали соя принос за изследване на химическия състав на кометното вещество.


На фреската на известния италиански художник /отдясно/ „Поклонението на влъхвите” се вижда комета. Предполага се, че това е Халеевата комета от 1301 г.

Европейската космическа агенция също изпрати свой посланик към Халеевата комета от 1986 г. и нарече проекта „Джото” на името на художника.
Най-впечатляваща е ОПАШКАТА на кометата. Под действие на късовълновото лъчение на Слънцето, отделящите се от ядрото молекули дисоциират и се йонизират. Корпускулярните слънчеви потоци – слънчевият вятър също играе определяща роля за възникването на красивия шлейф обикновено в посока обратна на Слънцето. Тя може да достигне стотици хиляди и дори над стотина милиона км дължина.



Развитие на кометната опашка с доближаване и отдалечаване от Слънцето.


Нощта на 19-20 януари 2007 г. и великолепната прахова опашка на кометата на Мак Нот с дължина 150 млн. км –толкова, колкото е разстоянието от Земята до Слънцето. За да се получи снимка на опашката на земното небе,бе необходимо да се снима както от южното, така и от северното полукълбо – от планината Сиеро Паранал, Чили – вляво и Карнийските Алпи в Италия. Двете изображения са обединени тук.

Праховите опашки на кометите се образуват от налягането на слънчевия вятър. Първоначално те са насочени обратно на Слънцето, а после се разстилат по кометната орбита. Астрономите се опитват да обяснят сложната структура на опашката и тези ивици, по които може да се съди за тласъците на слънчевия вятър и размера на частичките прах. С прекъсната линия са нанесени синхроните – частичките прах, изхвърлени по едно и също време, и синдините с плътна линия – праховите частици с еднакви размери.
Опити за обясняване на формите на кометните опашки са предприети за първи път от Бесел, който предположил съществуването на сила на отблъскване от Слънцето, обратнопропорционална на разстоянието до него.

В края на ХІХ век руският астроном Бредихин във фундаментален труд построява КЛАСИЧЕСКАТА МЕХАНИЧНА ТЕОРИЯ НА КОМЕТНИТЕ ОПАШКИ.



Според Бредихин кометните опашки могат да се класифицират като:



  • І тип – тънки, прави опашки, понякога състоящи се от отделни струи или лъчеви образувания. Днес се знае, че този тип опашки се състоят от йони на въглеродния диоксид, въглеродния оксид, азота и електрони и се образуват не само под въздействие на налягането на слънчевия вятър, но и от взаимодействието с него. Тъй като слънчевият вятър се променя със слънчевата активност, движенията в опашките, както и светенето на кометите е в тясна връзка с активността на нашето Слънце.




Синята йонна опашка на кометите и тук на Хейл-Боп се променя по-бързо от бялата прахова опашка. Йоните на слънчевия вятър, които са причина за появата на йонната кометна опашка са непредсказуеми в своето поведение и затова опашките, както и техните структури са интересни за наблюдение. Снимката на кометата Хейл-Боп е от 30 април 1997 г.



Добре видимата комета Хейл-Боп в небето на Италия.



  • ІІ тип – прахови опашки. Наподобяват извит рог, който в края може да е на ивици. Те притежават по-малко структурни детайли и се формират най-вече под действие на лъчевото налягане, както и опашките от




  • ІІІ тип – къси и прави, насочени почти обратно на орбиталното движение.




  • Аномални опашки – тънки струи, насочени към Слънцето. Състоят се от праховидни частици със значителни размери – 0,1-1 мм.




Великата комета на 2007 година МакНот с разкошната си опашка, видима така добре за съжаление от южното полукълбо при залез. Част от опашката някои наблюдатели от северното полукълбо твърдят, че се е виждала и дори са я снимали при залез с по-дълги експозиции. Виждаше се е дори от България. Блясъкът на кометата /главата/ й достигнал до -2 зв.в.

Тази снимка е направена от първооткривателя й от обсерваторията Сайдинг Спринг в Австралия.

Най-ярка (от –3 зв. в.) на небето ни Халеевата комета е била на 11 април 837 г, когато е била само на 6 млн. км от Земята. Тогава опашката й обхващала цели 97 градуса от небето. А през 1910 г. при поредното й близко преминаване, Земята навлязла във външните части на опашката на кометата.

Последното преминаване през ахелия, а следователно и в близост до Земята, Халеевата комета направи през 1986 г., но за първи път бе видяна още на 16 октомври 1982 г. в съзвездието Малко куче с 5-метровия телескоп на Маунт Паломар. През март 1986 г. максималната й яркост достигна 4 зв.в., а опашката й – 30-тина градуса. В северното полукълбо се виждаше много ниско над хоризонта призори. Близостта до нея в пространството бе в този случай от порядъка на 60-тина млн. км. Това появяване е историческо, тъй като за първи път хората изпратиха сонди, които да преминат през кометата и да изпратят данни за ядрото й, непосредствено да изследват състава на кометното вещество. Това е проектът на Европейската космическа агенция „Джото”, руските сонди „Вега-1 и 2”, където България също има участие в създаването на уреди и две японски сонди.

Следващото появяване на Халеевата комета се очаква през 2061 г.


С Халеевата комета са свързани 2 метеорни потока през годината в моментите на приближаване на Земята до кометната орбита:

  • Ета-Аквариди от 21 април до 12 май с максимум на 5 май (тогава Земята е на разстояние 0,064 а.е. от орбитата на кометата) и

  • Ориониди от 2 октомври до 7 ноември с максимум на 21 октомври, когато Земята е на разстояние 0,16 а.е. от орбитата на Халеевата комета.




Изследването на комети с космически сонди продължава.

На 2 януари 2004 г. американската космическа сонда Stardust се срещна с кометата Wild-2 и прелетя покрай нея на 240 км.Апаратът изпрати на Земята снимки на кометата от близко разстояние и взе проба от веществото й, което с капсула бе спуснато на Земята, за да се изследва в лабораториите. Ядрото на кометата е диаметър 5,4 км.

Срещата с кометата стана на 389 млн. км от Земята.

НЕПЕРИОДИЧНИ КОМЕТИ

Това са комети, които имат силно изтеглени елиптични орбити, достигащи в ахелия си далеч в покрайнините на Слънчевата система и такива, чиито орбити са незатворени криви – параболи или хиперболи. Комети с далечни ахелии се появяват през хиляди и милиони години.



Пролетта на 1997 г. е ознаменувана с ярката комета Хейл-Боп. Вляво е една от първите снимки на кометата Хейл-Боп в очакване тя да се появи с целия си блясък на небето. Тук тя все още е на разстояние 544 млн. км от Земята, но по всичко личи, че процесите на кометата са такива, каквито се очаква да бъдат, за да бъде една ярка комета в близост до Земята на 192 млн. км, което бе на 22 март 1997 г. Изчисленията показват, че тази комета вече е била във вътрешността на Слънчевата система преди 4200 години.Комети с такъв период са на практика са непериодични.

Вдясно кометата Хейл-Боп от 5 април 1997 г. над платото Индийска пещера в Националната гора Джошуа Три, Калифорния, САЩ, с експозиция от 30 секунди.

Преди се смяташе, че кометите с хиперболични орбити са “гости” на Слънцето. Пресмятанията обаче показват, че първоначалните орбити са били елиптични, но поради гравитационните смущения от страна на планетите, те са трансформирали в хиперболични. Следователно, кометите идват по-скоро от далечните покрайнини на Слънчевата система и поне повечето от тях едва ли някога са били междузвездни странници.

Дългопериодичните комети с пара- или хиперболични орбити доближават Слънцето само веднъж и те понякога изненадват земните наблюдатели, както и кометите със силно изтеглени елиптични орбити. Те имат несравними с човешкия живот и дори човешката цивилизация периоди от порядъка на десетки, стотици хиляди и дори милиони години. Те също спадат към дългопериодичните комети, които на практика се наблюдават само веднъж. Често именно непериодичните комети изненадват с яркостта си на нашето небе.


По-ярката от Венера комета МакНот на в небето на планините на Каталония, Испания.

В началото на 2007 година тази велика комета с хиперболична орбита достигна яркост -5 зв. в. и така стана втората по яркост комета след Икея-Секи от 1965 г. от -7 зв.в. с период от 880 години.
Такава е кометата Хейл-Боп, също така ярката Хиакутаке от 1996 г., открита на 31 януари с.г. от японския астроном-любител Южи Хиакутаке. Периодът на обикаляне около Слънцето й е 10-20 хиляди години. На 25 март 1996 г. кометата бе на 1,5 млн. км от Земята, т.е. 4 пъти разстоянието Земя-Луна и това е максимално близкото й приближаване.


Това е кометата Хиакутаке от 1996 г., вдъхновила фотографите Рики Скот и Джо Орман от Аризона. Тук слабите звездички, които светят през опашката на кометата са от съзвездието Малка мечка и част от орбитата й вдясно.



Това е кометата Хиакутаке от 27 март 1996 г

За първи е получено рентгеново изображение на комета от рентгеновия спътник ROSAT, което бе неочаквано, тъй като се считаше, че кометите не излъчват в рентгена. Нещо повече, яркостта на рентгеновото излъчване на кометата е променливо от порядъка на няколко часа.. Възможно е молекулите вода да поглъщат слънчевите рентгенови лъчи и да флуосрецират. Възможно е също така частиците от главата на кометата да светят в рентгена в резултат на взаимодействие с частиците от слънчевия вятър.

Кометите, които спадат към непериодичните, се наричат още МЛАДИ, тъй като при едно или няколкото преминавания покрай Слънцето през твърде големи периоди от време, те съдържат доста повече газове в сравнение със СТАРИТЕ, периодични комети. Затова при сближаването им със Слънцето, отделянето на газове е доста интензивно. Това обяснява защо именно непериодичните комети понякога са най-впечатляващите небесни обекти, видими с просто око.

ПРОИЗХОД НА КОМЕТИТЕ


  • Олберс – кометите заедно с астероидите са възникнали при взрива на планетата Фаетон;




  • Лаплас – кометите идват от междузвездното пространство – концепцията за “дифузия” на кометите от облака на Оорт във вътрешността на Слънчевата система;




  • Лагранж – кометите са вулканични изхвърляния от планетите от Слънчевата система – еруптивна концепция;




  • Щмид – кометите са остатъци от протопланетния облак – планетозимали – във външните студени области на Слънчевата система. 99% от тях са изтласкани завинаги извън нашата система, а 1% е останал в облака на Оорт;




  • кометите са кондензати от газ и прах, които възникват и сега;




  • кометите са кондензати в зоните между планетите-гиганти в устойчивите на гравитацията им зони, откъдето понякога се откъсват порави смущаващ външен фактор;




  • кометите са модификация на астероидите.

Като наблюдателно доказателство за последните две групи хипотези е наличието на пояса на Куйпер зад Нептун.


Сега се счита се , че кометите са планетозимали не поради дифузията на междупланетното вещество, а останали от времето на възникване на Слънчевата система и то на устойчиви гравитационно места между планетите.


Докато поясът на Куйпер днес е наблюдателен факт, то до облакът на Оорт ни дели още време и пространство.
През 1950 г. Оорт изказва хипотезата, че на разстояние около 150 000 а.е. от Слънцето съществува динамично устойчив облак от огромен брой дългопериодични комети, водещ началото си вероятно от образуването на планетната система. При кондензирането на големите планети в хладната зона на протопланетния облак са се образували и кометните ядра. От гравитационното въздействие на големите планети те са били изхвърлени далеч в периферията на Слънчевата система и са формирали кометен облак. Чрез числено моделиране на движенията в кометния облак се установи, че смущенията от съседните звезди действително връщат кометите към вътрешността на Слънчевата система, където най-често почти параболичните орбити се трансформират в почти кръгови.

Има и друго виждане относно облака на Оорт:



А облакът на Оорт, отстоящ на 200-300 а.е. от Слънцето е мястото, където поради много бавното движение на кометите в ахелия по силно изтеглените им елиптични орбити (от порядъка на 1 км/с) кометната плътност е по-висока – хиляди пъти повече, отколкото в перихелия.






База данных защищена авторским правом ©obuch.info 2016
отнасят до администрацията

    Начална страница