Кометы: из чего они состоят и откуда прилетают

Иногда на небе появляется необычный объект с яркой головой и длинным светящимся хвостом. Это комета. В прошлом люди не знали её природы и связывали появление комет с разными приметами. Сегодня астрономы понимают, что кометы — небольшие древние тела Солнечной системы, богатые льдом, пылью и замёрзшими газами.

Комета начинается не с хвоста

Далеко от Солнца многие кометы выглядят как тёмные небольшие тела. Их главная твёрдая часть называется ядром. В ядре находятся лёд, замёрзшие летучие вещества, пыль, каменные частицы и органические соединения.

Когда комета приближается к Солнцу, её поверхность нагревается. Часть льда превращается в газ, минуя обычную жидкую стадию. Вместе с газом наружу выносятся пылинки. Вокруг ядра появляется большое разреженное облако — кома. Именно кома и хвост делают активную комету заметной.

Главные части активной кометы

Почему хвост всегда связан с Солнцем

Хвост кометы не просто тянется «сзади» по направлению её движения. Солнечное излучение и поток заряженных частиц от Солнца воздействуют на газ и пыль, поэтому хвосты в целом направлены от Солнца.

Когда комета летит к Солнцу, её хвост может казаться расположенным позади. После прохождения ближайшей к Солнцу точки направление движения меняется, а хвост по-прежнему остаётся обращённым от Солнца. Получается непривычная картина: комета способна лететь как будто «хвостом вперёд».

Откуда прилетают кометы

Учёные связывают большинство комет с двумя очень далёкими областями Солнечной системы — поясом Койпера и облаком Оорта.

Пояс Койпера

Пояс Койпера начинается за орбитой Нептуна. Это огромная область, где обращается множество ледяных тел. Некоторые из них под действием гравитации больших планет могут перейти на новые орбиты, которые ведут ближе к Солнцу. С этой областью связано происхождение многих короткопериодических комет — тех, что возвращаются сравнительно часто.

Облако Оорта

Облако Оорта — предполагаемая очень далёкая сферическая область вокруг Солнечной системы. Её нельзя увидеть как сплошное облако: речь идёт об огромном количестве отдельных ледяных тел на колоссальных расстояниях.

Считается, что отсюда приходят многие долгопериодические кометы. Их путь вокруг Солнца может занимать тысячи, десятки тысяч и даже больше лет. Орбиты таких комет нередко сильно наклонены к плоскости, в которой движутся планеты.

Почему комета начинает светиться

Сама комета не работает как лампа. Мы видим отражённый солнечный свет, а газы в коме и хвосте также могут светиться под воздействием солнечного излучения. Чем ближе комета подходит к Солнцу, тем сильнее обычно нагревается её ядро и тем активнее выделяются газ и пыль.

Но яркость зависит не только от расстояния. Важны размеры ядра, состав поверхности, количество выделяемого вещества, расстояние до Земли и геометрия наблюдения. Поэтому заранее точно предсказать яркость новой кометы бывает трудно.

Кометы исчезают или возвращаются?

Если комета движется по замкнутой орбите, она может возвращаться к Солнцу снова и снова. Самый известный пример — комета Галлея. Период её обращения составляет примерно 76 лет, хотя отдельные промежутки немного различаются из-за гравитационного влияния планет.

Каждое сближение с Солнцем меняет комету. Она теряет часть льда и пыли. Со временем активность может ослабнуть, ядро может расколоться или комета вообще перестанет образовывать заметную кому.

Может ли комета столкнуться с планетой

Да, столкновения в Солнечной системе возможны. Хорошо известен пример кометы Шумейкеров — Леви 9, фрагменты которой в 1994 году упали на Юпитер. Такие события помогают учёным изучать состав комет и понимать роль столкновений в истории планет.

Комета, астероид и метеор — не одно и то же

• Комета обычно богата льдом и при нагревании может образовывать кому и хвост.
• Астероид чаще представляет собой каменное или металлическое тело, хотя граница между некоторыми малыми телами бывает сложной.
• Метеор — это световое явление в атмосфере, возникающее, когда небольшое космическое тело влетает в неё на большой скорости.

Путаница возникает потому, что часть метеорных потоков связана именно с кометами. Комета оставляет вдоль своей орбиты пыль и маленькие частицы. Когда Земля проходит через такой след, мы видим множество метеоров.

Как исследуют кометы

Астрономы наблюдают их в наземные и космические телескопы, изучая свет, который приходит от комы и хвоста. По спектру можно узнать, какие вещества присутствуют в газе. Орбиту вычисляют по последовательным наблюдениям положения кометы на небе.

К некоторым кометам отправляли космические аппараты. Европейская станция «Розетта» несколько лет сопровождала комету 67P/Чурюмова — Герасименко и исследовала, как её активность меняется при движении вокруг Солнца. Другие миссии пролетали рядом с ядрами или собирали частицы кометной пыли.

Что кометы рассказывают о прошлом

Кометы важны потому, что их вещество сформировалось на ранних этапах существования Солнечной системы. В холодных далёких областях оно могло сохраниться лучше, чем на поверхности Земли, где породы постоянно меняются под действием воды, воздуха и движения земной коры.

Учёные также исследуют вопрос о том, какую роль кометы и астероиды могли сыграть в доставке воды и органических веществ на молодую Землю. Это сложная научная тема: нельзя утверждать, что вся вода на Земле появилась только благодаря кометам.

Наблюдаем комету правильно

Если яркая комета подходит достаточно близко и условия благоприятны, её можно увидеть невооружённым глазом. Но чаще нужны бинокль или телескоп. Для наблюдения выбирают тёмное место вдали от городских фонарей и заранее уточняют, в какой части неба находится объект.

Никогда нельзя смотреть на Солнце через обычный бинокль или телескоп без специального солнечного фильтра. Комета может находиться рядом с Солнцем на небе, но это не делает прямое наблюдение Солнца безопасным.

Пять фактов, которые легко запомнить

1. Ядро кометы содержит лёд, пыль и каменные вещества.
2. Кома и хвост появляются главным образом при приближении к Солнцу.
3. Хвост направляется от Солнца под действием солнечного излучения и солнечного ветра.
4. Многие короткопериодические кометы связаны с поясом Койпера, а многие долгопериодические — с облаком Оорта.
5. Кометы сохраняют древнее вещество, важное для изучения истории Солнечной системы.

Краткий план доклада

1. Что такое комета.
2. Ядро, кома и хвост.
3. Как Солнце меняет внешний вид кометы.
4. Пояс Койпера и облако Оорта.
5. Почему некоторые кометы возвращаются.
6. Связь комет с метеорными потоками.
7. Зачем учёные исследуют кометы.

Вывод

Кометы — древние ледяные тела, которые путешествуют по орбитам вокруг Солнца. Далеко от него они могут быть почти незаметными, а при приближении нагреваются и образуют яркую кому и хвост. Изучение комет помогает понять раннюю историю Солнечной системы, происхождение её малых тел и процессы, которые происходили ещё до появления Земли в современном виде.