КОМЕ́ТЫ
В книжной версии
Том 14. Москва, 2009, стр. 612
Скопировать библиографическую ссылку:
КОМЕ́ТЫ (от греч. ϰ ομ ήτης – волосатый, косматый), небольшие по размеру и массе небесные тела Солнечной системы, обращающиеся вокруг Солнца по сильно вытянутым орбитам и резко повышающие свою яркость при сближении с Солнцем. Вблизи Солнца К. выглядят на небе как светящиеся шары, за которыми тянется длинный хвост (рис. 1). К. представляют собой ледяные небесные тела (иногда называемые космич. айсбергами), яркое свечение которых создаётся рассеянием солнечного света и др. физич. эффектами. Полное название К. включает в себя имена открывателей (не более трёх), год открытия, прописную букву лат. алфавита и число, указывающие, в какой момент года была открыта К., и префикс, обозначающий тип К. (Р – короткопериодическая К., С – долгопериодическая К., D – разрушившаяся К. и пр.). Ежегодно в любительский телескоп можно наблюдать примерно 10–20 комет.
Источник
История наблюдения комет: от Древнего Рима до Нового времени
Наблюдение комет в древности — Попытки научного осмысления явления комет в древнем мире — Наблюдение комет в средние века и предсказание появления комет
Наблюдение комет в древности
Тысячи лет назад люди поняли, что небесные светила видимые невооруженным глазом либо практически не меняют своего взаимного расположения на небосклоне (звезды), или двигаются по строго установленным путям и с вполне определенной скоростью (планеты, Луна и Солнце). Поэтому неожиданное появление на ночном небе объектов не похожих на звезды и планеты не только скоростью, траекторией, но и внешним видом, всегда вызывало у наблюдателей удивлением, благоговение, а иногда страх и панику. Такими “космическими неожиданностями”, в первую очередь, были конечно же кометы.
Изображение наблюдаемой кометы в Аугсбургской хронике, 1552 г.
«Комета» в переводе с греческого означает «волосатая звезда». В Древней Греции, а затем и в Средние века комету часто изображали в виде отрубленной головы с развевающимися волосами. Поскольку история человечества всегда была насыщена трагическими событиями – войнами, эпидемиями, дворцовыми переворотами, убийствами вельмож, – то каждому появлению яркой кометы непременно сопутствовало какое-либо из этих событий. Придворным астрологам оставалось лишь глубокомысленно «увязать» дела земные и небесные.
Римские историки сообщили, что смерть Юлия Цезаря в 44 году на н.э. совпала с появлением на небе яркой кометы. Поэтому в Средние века и даже позднее при королевских дворах Европы было распространено мнение, что комета предвещает смерть королю или его наследнику (весьма удобный способ «списать» дворцовую интригу на явление природы).
Вот пример эмоционального описания кометы 1578 года, составленного известным французским хирургом Амбруазом Паре: «Эта комета была столь ужасна и страшна и порождала в народе столь великое смятение, что некоторые умирали от одного лишь страха, а другие заболевали. Она представляла собой светило громадной длины и кровавого цвета; в вершине ее была видна сжатая рука, держащая длинный меч, как бы готовый разить. У конца его клинка были видны три звезды. По обе стороны лучей, выходящих из хвоста этой кометы, виднелось множество топоров, ножей, мечей, обагренных кровью, а среди них были видны ужасные человеческие лица с всклокоченными бородами и дыбом стоящими волосами».
Попытки научного осмысления явления комет в древнем мире
Первое документально зафиксированное в истории появление кометы, относится к 2296 году до н.э. Тогда ее наблюдали китайские астрономы, старательно следившие за перемещением кометы по созвездиям.
В представлении древних китайцев небо было огромной империей, управляемой Солнцем и состоящей из многочисленных областей и провинций, в которых яркие планеты были правителями. Для доставки императорских указов в отдаленные провинции нужны были курьеры. Их роль как раз и отводилась «хвостатым светилам», поскольку они быстро перемещались через многие созвездия и могли передавать императорскую волю.
Подтверждением этого китайские астрономы считали перемещение «по воле императора» планет-правителей из одного созвездия в другое после прохождения кометы. Любопытно, что столь положительную роль кометам приписывали только в Китае.
«Ужасная комета» Амбруаза Паре
Против обывательских взглядов, разумеется, устояли некоторые древнегреческие и римские мыслители, рассматривавшие кометы как природные явления, не связанные с судьбой человека.
Аристотель считал кометы атмосферным феноменам, принадлежащим изменчивому «подлунному миру», своеобразным родом земных испарений, нагревающих или даже воспламеняющихся от близости к небесной «сфере огня». Правда, он не особенно настаивал на своей гипотезе; он писал: «Поскольку мы о кометах не имеем мнения, опирающегося на ощущения, то я должен быть доволен таким объяснением, которое не содержит противоречий с известными истинами».
Ближе всех к современной научной истине, пожалуй, подошел римский философ Сенека, который в заочном споре с Аристотелем писал: «Я не могу согласиться, что комета – это только зажженный огонь; это, скорее, одно из вечных творений природы… Комета имеет собственное место между небесными телами…, она описывает свой путь и не гаснет, а только удаляется. Не будем удивляться, что законы движения комет еще не разгаданы; придет время, когда упорный труд откроет нам скрытую сейчас правду…».
Это время пришло лишь через полтора тысячелетия.
Наблюдение комет в средние века и предсказание появления комет
Датский астроном Тихо Браге, наблюдавший яркую комету 1577 года, сопоставил свои данные с наблюдениями других европейских астрономов и пришел к выводу, что у комет не было заметного параллакса, а значит они находились далеко за пределом земной атмосферы и даже за пределом орбиты Луны, т.е. были самостоятельными небесными телами.
Теоретический труд Николая Коперника и практические открытия, сделанные с телескопом Галилея, окончательно подорвали доверие к геоцентрической системе мира Аристотеля и Птолемея, служившей основой научного мировоззрения почти два тысячелетия.
Наверное этому факту более других удивлялся бы сам Аристотель. В отличие от своих многочисленных последователей он не был догматиком; он писал: «Я говорю о небесных телах, но я вижу их только издали; я не могу их наблюдать там, где они есть, и большая часть того, что происходит на небе, избегает наших глаз… Если кто-нибудь может дать другое объяснение этим феноменам, опирающееся на лучшее и более естественное основание, он приобретает законное право на нашу благодарность».
Комета Галлея – именно благодаря ей кометы из «философско-мистической» сферы переместились в научную
Заочную благодарность Аристотеля заслужили те, кто подготовил почву для поиска общих законов движения небесных тел – астрономы эпохи Тихо и Галилея. Сами же эти законы были установлены в 1609-18 гг. талантливым математиком Иоганном Кеплером, который использовал точнейшие данные о движениях планет, полученные Тихо Браге.
Кеплер установил три закона движения планет по эллиптическим траекториям вокруг Солнца, но причина такого движения была неясна. И только закон всемирного тяготения и законы механики, окончательно сформулированные Иссаком Ньютоном в 1687 году, дали этому научное объяснение.
Расчеты, произведенные Ньютоном по просьбе английского астронома Эдмонда Галлея, доказали, что яркая комета 1682 года движется по эллиптической орбите. На основе собственных наблюдений этой кометы и анализа достоверных исторических записей о наблюдениях комет за предшествовавшие 300 лет Галлей составил первые каталоги 24 комет, включавший рассчитанные им элементы их орбит.
Анализируя эти данные, Галлей заметил близкое совпадение орбитальных элементов у трех комет, появлявшихся в 1531, 1607 и 1682 годах. Он предположил, что это может быть одна и та же комета. Её период обращения вокруг Солнца оказался 75,5 года, так что следующее появление должно было произойти в 1758 года.
Предсказание Галлея подтвердилось: в начале 1759 года появилась яркая комета, утвердив доверие к законам механики, на основе которых были выполнены расчеты кометных траекторий. К сожалению, Галлей не дожил до этого дня. Открытую им периодическую комету назвали кометой Галлея. Так начались научные исследования комет.
Источник
Что случится, если комета Галлея столкнется с Луной?
Существует гигантский объект в форме арахиса, вращающийся вокруг Солнца, и его зовут комета Галлея. Как и все кометы, это космическое скопление замороженного льда, газов и пыли.
Этот космический снежный ком простирается на огромные 15 километров в длину и на 8 километров в ширину. Его орбита вокруг Солнца составляет 76 лет. Комета еще не доставляла нам никаких проблем, но чтобы изменилось, если бы её эллиптическая орбита пересеклась с Луной, вызвав разрушительное столкновение, видимое при дневном свете?
Как оно повлияет? Какой ущерб это нанесет Луне? Что будет с Землей?
Идет 2061 год, и толпы народа собрались, чтобы посмотреть на предстоящий фейерверк. Мы знаем, что оно случится заранее благодаря предсказуемости орбиты кометы. И хотя это событие крайне страшное, оно необычно зрелищное.
Взрыв будет аналогичен столкновению астероида в 2013 году с Луной, который создал восьмисекундное световое шоу и оставил кратер шириной 40 метров. За исключением лишь того, что комета Галлея в 550 миллиардов раз тяжелее астероида 2013 года.
Комета Галлея, запечатленная в 1986 году
Таким образом, вместо того, чтобы просто оставить кратер, комета Галлея разорвет поверхность Луны на части. С Земли это будет выглядеть одинаково красиво и страшно.
Но на Луне это был бы просто ужас. Магма из ядра Луны вылилась бы, выпустив в космос большие струи пыли и материала.
Частицы и мелкий мусор будут безвредны и будут летать вокруг Луны, но более здоровые куски наберут достаточную скорость, чтобы избежать вырваться из притяжения Луны и отправиться в космос. Оказавшись в космосе, они будут путешествовать к Земле, притягиваясь гравитацией нашей планеты.
Надеюсь, у нас будет достаточно времени для подготовки, потому что на этом этапе люди должны будут укрываться в подземных бункерах, поскольку сверху на нас прольется метеоритный дождь. Последний раз подобное событие произошло в 2013 году. Челябинский метеорит был шириной 19 метров, а его взрыв был эквивалентен 500 000 тонн тротила. Более 1000 человек получили ранения.
Шлейф от Челябинского метеорита на небе
Некоторые города будут частично уничтожены, в то время как другие будут полностью разрушены.
Затем начнется восстановление, но последствия падения кометы Галлея на нашу Луну будут далеко не окончены. Наши мечты о продолжении освоения космоса будут разрушены.
Нам понадобится Луна в качестве пит-стопа для пополнения запасов и заправки для исследования космоса. Но из-за серьезного ущерба от столкновения с кометой приземлиться там будет трудно, если не невозможно.
Таким образом, любые мысли о разработке Луны для получения необходимого сырья для развития космических технологий не оправдались бы. По крайней мере, NASA и другие космические агентства станут лучше финансироваться. Мир будет полагаться на них, чтобы постоянно отслеживать опасные куски Луны, все еще оставшиеся на нашей орбите.
Источник
Откуда берутся кометы и почему их орбиты не такие, как у планет
Вместо почти круговых, как у планет, орбиты комет чрезвычайно вытянуты. Почему это так?
Если вы посмотрите на движение планет в нашей Солнечной системе, то увидите почти круговые орбиты, а точнее — эллиптические с очень малым эксцентриситетом. Это было открыто еще 400 лет назад Иоганом Кеплером, который на основе анализа астрономических наблюдений Тихо Браге вывел три своих эмпирических закона, описывающих движение планет вокруг Солнца. Позднее Исаак Ньютон, при помощи открытого им закона всеобщего тяготения обосновал, почему орбиты планет имеют такую форму.
Но кометы, посещающие Солнечную систему, двигаются по очень вытянутым орбитам, похожим на параболу. Почему это так? Попробуем разобраться.
Но, вначале мы рассмотрим строение солнечной системы и ответим на вопрос: почему все объекты в ней движутся именно так — совершая обороты вокруг Солнца по почти круговым орбитам?
В нашей Солнечной системе имеется четыре внутренних, каменистых планеты — Меркурий, Венера, Земля и Марс, за пределами которых находится пояс астероидов, далее располагаются газовые планеты — Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун со множеством своих спутников и колец, далее идет пояс Койпера. За поясом Койпера следует большой рассеянный диск, который переходит в сферическое облако Оорта, простирающееся на огромное расстояние: возможно, один или два световых года, почти на полпути к следующей звезде.
Чтобы быть на устойчивой орбите на определенном расстоянии от Солнца, согласно законам тяготения, каждый объект должен двигаться с определенной скоростью. В терминах физики это означает, что должен быть баланс между потенциальной энергией системы (в виде гравитационной потенциальной энергии) и энергией движения тела (кинетическая энергия). Чем ближе планета к Солнцу — тем больше сила гравитации и поэтому необходимо двигаться быстрее, чтобы иметь стабильную орбиту.
Вот почему, если посмотреть на средние скорости планет на их орбитах, то они такие:
Из-за большой массы Солнца в сравнении с массами вращающихся вокруг него планет их орбиты близки к круговой, поскольку сами планеты находятся относительно далеко друг от друга и мало гравитационно взаимодействуют между собой.
Но есть и другие гравитационные взаимодействия, которые происходят в солнечной системе. Если астероид или объект из пояса Койпера проходят близко к большой массе, например Юпитеру или Нептуну, гравитационное взаимодействие с ними придает импульс движения. Они могут изменить свою скорость на значительную величину, вплоть до нескольких километров в секунду, практически в любом направлении. Подробнее об этом читайте в статье «Как при помощи гравитации «Вояджеры» покинули Солнечную систему» .
Для астероида или кометы это может привести к тому, что его орбита переходит от примерно круговой к вытянутой эллиптической. Хорошим примером этого является орбита кометы Энке, которая, возможно, имеет свое происхождение из пояса астероидов.
С другой стороны, если объект (астероид или комета) находится очень далеко от Солнца, например, в поясе Койпера или облаке Оорта, он может двигаться со скоростью от 4 км/с (для внутреннего пояса Койпера) до нескольких сотен метров в секунду (для облака Оорта). Гравитационное взаимодействие с крупной планетой, подобной Нептуну, может изменить его орбиту в одном из двух направлений. Если Нептун забирает кинетическую энергию, то он направит тело во внутреннюю Солнечную систему, создав длиннопериодический эллипс, похожий на орбиту кометы Свифта–Таттла, которая вызывает метеорный дождь Персеиды. Это будет эллипс, который едва ли гравитационно связан с Солнцем, но тем не менее это эллипс.
Но если Нептун или любое другое массивное небесное тело (мы все еще не знаем, что там есть во внешней Солнечной системе) дает дополнительную кинетическую энергию, то это может изменить орбиту кометы со связанной эллиптической на несвязанную гиперболическую (параболическая, между прочим, является несвязанной орбитой, которая находится между эллиптической и гиперболической). Например, комета ISON, которая в 2013 году распалась, приблизившись к Солнцу, была на гиперболической орбите.
Как правило, все кометы, происходящие из внешней Солнечной системы, имеют скорости, отличающиеся между связанными и несвязанными орбитами, в пределах нескольких км/с.
Поэтому им не нужно много энергии, чтобы войти во внутреннюю Солнечную систему. При очень малых скоростях они бы просто падали на Солнце под воздействием его гравитации. В принципе, все они рано или поздно так и сделают, как комета ISON.
Для очень отдаленных масс в нашей солнечной системе даже самое небольшое изменение их скорости может подтолкнуть к изменению орбиты с почти круговой до вытянутой к Солнцу параболической. Хотя эти гравитационные подталкивания от соседних объектов происходят в более или менее случайных направлениях, мы видим только те кометы, которые приближаются к Солнцу, при этом испуская хвосты и становясь достаточно яркими, чтобы их можно было заметить. Вот откуда берутся кометы.
Источник