Что является третьим главным составляющим кометы помимо хвоста и ядра
Состав и строение кометы
Комета представляет собой незначительный по размеру космический объект, который обращается вокруг светила. Его орбита является вытянутой и напоминает сечение конуса. В ходе приближения к звезде тело образует кому. В некоторых ситуациях у неё появляется хвост, состоящий из газовых и пылевых частиц. По данным на середину 2018 года общее количество комет составляет 6 339. Особого внимания заслуживает состав кометы, а также нюансы её структуры.
Общая ознакомительная информация
Кометы с длительным периодом, по мнению учёных, появляются во внутренней Солнечной системе из дальней приграничной её территории. Именно там располагается их большинство. Тела, присутствующие на окраинах, имеют в своём составе летучие газы. Во время подлёта к звезде они испаряются.
Нюансы структурного состава
Строение кометы подразумевает присутствие в ней следующих химических элементов:
Пропорции, сформированные между этими веществами, зависят от типа и класса кометы, а также от конкретной области космического объекта.
Строение кометы
Особенности кометного строения
Объект содержит в себе ядро, кому и хвостовую часть. Стоит остановиться на каждом элементе более подробно.
Ядерная часть
Основная область, которую включает в себя состав кометы – ядро. Оно представляет собой твёрдую часть данного объекта, в которой локализуется вся его масса. Наблюдать его в телескоп современные технологии не позволяют по причине светящейся материи. Самая распространённая модель гласит, что в ядре сконцентрирована смесь льдов и газов, чередующихся со слоями пыли. Они подвергаются испарению по мере нагревания тела и образуют пылевые облака.
Строение кометы также включает в себя эту область. Она окружает ядро и представлены туманной оболочкой светлого типа, имеющей форму чаши. В ней так же преобладают газовые и пылевые элементы. Протяжённость традиционно равна от 100 тыс. до 1,4 млн. км. Давление может привести к деформации. В коме есть три области:
Хвост
Рассматривая вопрос, из чего состоят кометы, стоит отметить наличие в них хвостовой части. Он представляет собой несильно светящуюся полосу, которая традиционно имеет направленность в сторону, противоположную от Солнца. Эти газовые образования создают 99,9% свечения, которое можно обнаружить невооружённым глазом, даже несмотря на то, что львиная доля массы приходится именно на ядерную часть.
Хвостовые части комет являются различными по форме и длине. У некоторых тел они протягиваются через всё небо. В ряде ситуаций они могут отделяться от основных тел. Резких и чётких очертаний хвостовые области не имеют. Цвет их определить проблематично из-за высокого уровня прозрачности. В составе могут присутствовать совершенно разные вещества, но опять же, преимущественно это пыль и газ.
В структуре большинства пылинок присутствует и занимает особое место астероидный материал. Это было выявлено в ходе исследования объекта 81P / ВИЛЬДА посредством аппарата «СТАРДАСТ».
Что является третьим главным составляющим кометы помимо хвоста и ядра
Кометы движутся по вытянутым траекториям. Орбита комет характеризуется параметрами, которые описывают размер орбиты, ее положение относительно Солнца: перигелийным расстоянием q (минимальным расстоянием от Солнца) и эксцентриситетом е (степенью вытянутости орбиты), периодом обращения кометы Р, большой полуосью орбиты а. Орбита кометы может лежать не в плоскости эклиптики. Поэтому орбита кометы может характеризоваться углом наклона плоскости орбиты кометы i к плоскости эклиптики.
Кометы могут периодически возвращаться к Солнцу. Такие кометы называют периодическими. У периодических комет определены перигелий q (минимальное расстояние от Солнца), афелий Q (максимальное расстояние от Солнца).
Буква P ставится впереди, если комета периодическая, например P/2004 R 1.
Хорошо заметны белый пылевой и синий плазменный хвосты кометы. Типы хвостов комет исследовал русский астроном Ф.А.Бредихин. В конце XIX века от разделил хвосты комет на три типа:
I тип хвостов комет прямой и направлен в сторону от Солнца по радиусу вектору.
II тип хвостов широкий, изогнутый.
III тип хвостов направлен вдоль орбиты кометы. Такие хвосты неширокие.
Довольно редко встречаются кометы, хвосты которых направлены к Солнцу. Это так называемые аномальные хвосты. Под воздействием солнечного ветра пылевые частицы отбрасываются в направлении, противоположном Солнцу, формируя пылевой хвост кометы. Пылевой хвост кометы имеет обычно желтоватый цвет и светится отражённым от Солнца светом.
Плазменный хвост кометы обычно голубоватого цвета. Плазменный хвост кометы образуется из газа, который электризуется под действием ультрафиолетового излучения Солнца – плазмы.
У каждой кометы несколько различных составных частей:
Кометы Солнечной системы
Понятие кометы как элемента Солнечной системы
Чтобы разобраться с данным понятием, следует отталкиваться от орбит комет. Немало этих космических тел проходит через Солнечную систему.
Рассмотрим подробно особенности комет:
Особенности строения комет
Описание кометы можно распределить на характеристики ядра, комы и хвостовой части объекта. Это говорит о том, что нельзя назвать изучаемое небесное тело простой конструкцией.
Ядро кометы
Практически вся масса кометы заключена именно в ядре, которое является наиболее сложным объектом для изучения. Причина состоит в том, что ядро скрыто даже от самых мощных телескопов материей светящегося плана.
Существует 3 теории, которые по-разному рассматривают строение ядра комет:
Кома кометы
Вместе с ядром голову кометы формирует кома, которая представляет из себя туманообразную оболочку светлого цвета. Шлейф такой составляющей кометы тянется на довольно большое расстояние: от ста тысяч до почти полутора миллионов километров от основы объекта.
Можно обозначить три уровня комы, которые выглядят следующим образом:
Хвост кометы
Хвост кометы — это уникальное по своей красоте и эффектности зрелище. Обычно направляется он от Солнца и выглядит в виде газо-пылевого шлейфа вытянутой формы. Четких границ такие хвосты не имеют, и можно сказать, что их цветовая гамма близка к полной прозрачности.
Федор Бредихин предложил классифицировать сверкающие шлейфы по таким подвидам:
Основные разновидности комет
Виды комет можно разграничить по времени их обращения вокруг Солнца:
Самые известные кометы Солнечной системы
Существует большое количество комет, которые проходят через Солнечную систему. Но есть наиболее известные космические тела, о которых стоит поговорить.
Комета Галлея
Комета Галлея стала известна благодаря наблюдениям за ней известного исследователя, в честь которого она и получила свое название. Отнести ее можно к короткопериодическим телам, потому что возвращение ее к главному светилу исчисляется периодом в 75 лет. Стоит отметить изменение этого показателя в сторону параметров, которые колеблются в пределах 74-79 лет. Знаменитость ее заключается в том, что это первое небесное тело такого типа, орбиту которого удалось рассчитать.
Безусловно, некоторые долгопериодические кометы более эффектны, но 1P/Halley реально наблюдать даже невооруженным глазом. Этот фактор делает подобное явление уникальным и популярным. Практически тридцать зафиксированных появлений этой кометы порадовали сторонних наблюдателей. Периодичность их напрямую зависит от гравитационного влияния крупных планет на жизнедеятельность описанного объекта.
Скорость кометы Галлея по отношению к нашей планете поражает, потому что превышает все показатели деятельности небесных тел Солнечной системы. Сближение земной орбитальной системы с орбитой кометы можно наблюдать в двух точках. Это приводит к двум пыльным образованиям, которые в свою очередь формируют метеоритные потоки под названием Аквариды и Ореаниды.
Если рассматривать структуру подобного тела, то она мало чем отличается от других комет. При приближении к Солнцу наблюдается образование сверкающего шлейфа. Ядро кометы относительно мало, что может свидетельствовать о груде обломков в виде строительного материала для основы объекта.
Насладиться необыкновенным зрелищем прохождения кометы Галлея можно будет летом 2061 года. Обещается лучшая видимость грандиозного явления по сравнению с более чем скромным визитом в 1986 году.
Комета Хейла-Боппа
Это достаточно новое открытие, которое было сделано в июле 1995 года. Два исследователя Космоса обнаружили эту комету. Причем, эти ученые вели отдельные друг от друга поиски. Существует множество разных мнений касательно описываемого тела, но специалисты сходятся на версии, что оно является одной из самых ярких комет прошлого столетия.
Феноменальность данного открытия заключается в том, что в конце 90-х годов комету наблюдали без специальных аппаратов в течение десяти месяцев, что само по себе не может не удивлять.
Оболочка твердого ядра небесного тела довольно неоднородна. Обледеневшие участки не перемешанных газов соединены с углеродной окисью и прочими природными элементами. Обнаружение минералов, которые характерны для структуры земной коры, и некоторые метеоритные образования лишний раз подтверждают, что комета Хейла-Бопа возникла в пределах нашей системы.
Влияние комет на жизнедеятельность планеты Земля
Существует много гипотез и предположений относительно этой взаимосвязи. Есть некоторые сравнения, которые носят сенсационный характер.
Исландский вулкан Эйяфьятлайокудль начал свою активную и разрушительную двухгодичную деятельность, которая удивила многих ученых того времени. Случилось это практически сразу после того, как знаменитый император Бонапарт увидел комету. Возможно, это совпадение, но есть и другие факторы, которые заставляют задуматься.
Ранее описываемая комета Галлея странно повлияла на активность таких вулканов, как Руис (Колумбия), Тааль (Филиппины), Катмай (Аляска). Свое воздействие от этой кометы почувствовали люди, проживающие рядом с вулканом Коссуин (Никарагуа), который начал одну из самых разрушительных деятельностей тысячелетия.
Комета Энке стала причиной мощнейшего извержения вулкана Кракатау. Все это может зависеть от солнечной активности и деятельности комет, которые провоцируют при своем приближении к нашей планете некоторые ядерные реакции.
Падение комет является довольно редким. Однако некоторые специалисты считают, что Тунгусский метеорит относится как раз к подобным телам. В качестве аргументов они приводят такие факты:
Как выглядит комета — смотрите на видео:
Что является третьим главным составляющим кометы помимо хвоста и ядра
Кометы подразделяют по периоду обращения на:
1. Короткопериодические
На данный момент обнаружено более 400 короткопериодических комет. Из них около 200 наблюдалось в более чем одном прохождении перигелия. Короткопериодические кометы (период менее 200 лет) приходят из района внешних планет, двигаясь в прямом направлении по орбитам, лежащим недалеко от эклиптики. Вдали от Солнца кометы обычно не имеют «хвостов», но иногда имеют еле видимую «кому», окружающую «ядро»; вместе их называют «головой» кометы. С приближением к Солнцу голова увеличивается и появляется хвост. Многие из них входят в так называемые семейства. Например, большинство самых короткопериодических комет (их полный оборот вокруг Солнца длится 3-10 лет) образуют семейство Юпитера. Немного малочисленнее семейства Сатурна, Урана и Нептуна (к последнему, в частности, относится знаменитая комета Галлея).
Семейства:
— семейство Юпитера
— семейство Сатурна
— семейство Урана
— семейство Нептуна
При прохождении кометы вблизи Солнца ее ядро нагревается, и льды испаряются, образуя газовые кому и хвост. После нескольких сотен или тысяч таких пролетов в ядре не остается легкоплавких веществ, и оно перестает быть видимым. Для регулярно сближающихся с Солнцем короткопериодических комет это означает, что менее чем за миллион лет их популяция должна стать невидимой. Но мы их наблюдаем, следовательно, постоянно поступает пополнение из «свежих» комет.
Пополнение короткопериодических комет происходит в результате их «захвата» планетами, главным образом Юпитером. Ранее считалось, что захватываются кометы из числа долгопериодических, приходящих из облака Оорта, но теперь полагают, что их источником служит кометный диск, называемый «внутренним облаком Оорта». В принципе представление об облаке Оорта не изменилось, однако расчеты показали, что приливное влияние Галактики и воздействие массивных облаков межзвездного газа должны довольно быстро его разрушать. Необходим источник его пополнения. Таким источником теперь считают внутреннее облако Оорта, значительно более устойчивое к приливному влиянию и содержащее на порядок больше комет, чем предсказанное Оортом внешнее облако. После каждого сближения Солнечной системы с массивным межзвездным облаком кометы из внешнего облака Оорта разлетаются в межзвездное пространство, а им на смену приходят кометы из внутреннего облака.
Переход кометы с почти параболической орбиты на короткопериодическую происходит в том случае, если она догоняет планету сзади. Обычно для захвата кометы на новую орбиту требуется несколько ее проходов через планетную систему. Результирующая орбита кометы, как правило, имеет небольшое наклонение и большой эксцентриситет. Комета движется по ней в прямом направлении, и афелий ее орбиты (наиболее удаленная от Солнца точка) лежит вблизи орбиты захватившей ее планеты. Эти теоретические соображения полностью подтверждаются статистикой кометных орбит.
 | |
Кометы, прибывающие из глубины космоса, выглядят как туманные объекты, за которыми тянется хвост, иногда достигающий в длину нескольких миллионов километров. Ядро кометы представляет собой тело из твёрдых частиц и льда, окутанное туманной оболочкой, которая называется комой. Ядро диаметром в несколько километров может иметь вокруг себя кому в 80 тыс. км в поперечнике. Потоки солнечных лучей выбивают частицы газа из комы и отбрасывают их назад, вытягивая в длинный дымчатый хвост, который движется за ней в пространстве.
Яркость комет очень сильно зависит от их расстояния до Солнца. Из всех комет только очень малая часть приближается к Солнцу и Земле настолько, чтобы их можно было увидеть невооружённым глазом. Самые заметные из них иногда называют «великими кометами».
Многие из наблюдаемых нами метеоров («падающих звёзд») имеют кометное происхождение. Это потерянные кометой частицы, которые сгорают при попадании в атмосферу планет.
Движение ядра кометы полностью определяется притяжением Солнца. Форма орбиты кометы, как и любого другого тела в Солнечной системе, зависит от ее скорости и расстояния до Солнца. Средняя скорость тела обратно пропорциональна квадратному корню из его среднего расстояния до Солнца (a). Если скорость всегда перпендикулярна радиусу-вектору, направленному от Солнца к телу, то орбита круговая, а скорость называют круговой скоростью (υc) на расстоянии a. Скорость ухода из гравитационного поля Солнца по параболической орбите (υp) в раз √2 больше круговой скорости на этом расстоянии. Если скорость кометы меньше υp, то она движется вокруг Солнца по эллиптической орбите и никогда не покидает Солнечной системы. Но если скорость превосходит υp, то комета один раз проходит мимо Солнца и навсегда покидает его, двигаясь по гиперболической орбите. Орбиты у большинства комет эллиптические, поэтому они принадлежат Солнечной системе. Правда, у многих комет это очень вытянутые эллипсы, близкие к параболе; по ним кометы уходят от Солнца очень далеко и надолго.
 | |
На рисунке показаны эллиптические орбиты двух комет, а также почти круговые орбиты планет и параболическая орбита. На расстоянии, которое отделяет Землю от Солнца, круговая скорость равна 29,8 км/с, а параболическая – 42,2 км/с. Вблизи Земли скорость кометы Энке равна 37,1 км/с, а скорость кометы Галлея – 41,6 км/с; именно поэтому комета Галлея уходит значительно дальше от Солнца, чем комета Энке.
Газообразные продукты сублимации оказывают реактивное давление на ядро кометы (подобное отдаче ружья при выстреле), которое приводит к эволюции орбиты. Наиболее активный отток газа происходит с нагретой «послеполуденной» стороны ядра. Поэтому направление силы давления на ядро не совпадает с направлением солнечных лучей и солнечного тяготения. Если осевое вращение ядра и его орбитальное обращение происходят в одном направлении, то давление газа в целом ускоряет движение ядра, приводя к увеличению орбиты. Если же вращение и обращение происходят в противоположных направлениях, то движение кометы тормозится, и орбита сокращается. Если такая комета первоначально была захвачена Юпитером, то через некоторое время ее орбита целиком оказывается в области внутренних планет. Вероятно, именно это случилось с кометой Энке.
В центре комы располагается ядро – твердое тело или конгломерат тел диаметром в несколько километров. Практически вся масса кометы сосредоточена в ее ядре; эта масса в миллиарды раз меньше земной. Согласно модели Ф.Уиппла, ядро кометы состоит из смеси различных льдов, в основном водяного льда с примесью замерзших углекислоты, аммиака и пыли. Эту модель подтверждают как астрономические наблюдения, так и прямые измерения с космических аппаратов вблизи ядер комет Галлея и Джакобини – Циннера в 1985–1986.
Ядра комет – это остатки первичного вещества Солнечной системы, составлявшего протопланетный диск. Поэтому их изучение помогает восстановить картину формирования планет, включая Землю. В принципе некоторые кометы могли бы приходить к нам из межзвездного пространства, но пока ни одна такая комета надежно не выявлена.
Когда комета приближается к Солнцу ее ядро нагревается, и льды сублимируются, т.е. испаряются без плавления. Образовавшийся газ разлетается во все стороны от ядра, унося с собой пылинки и создавая кому. Разрушающиеся под действием солнечного света молекулы воды образуют вокруг ядра кометы огромную водородную корону. Помимо солнечного притяжения на разреженное вещество кометы действуют и отталкивающие силы, благодаря которым образуется хвост. На нейтральные молекулы, атомы и пылинки действует давление солнечного света, а на ионизованные молекулы и атомы сильнее влияет давление солнечного ветра.
 | |
Поведение частиц, формирующих хвост, стало значительно понятнее после прямого исследования комет в 1985–1986. Плазменный хвост, состоящий из заряженных частиц, имеет сложную магнитную структуру с двумя областями различной полярности. На обращенной к Солнцу стороне комы формируется лобовая ударная волна, проявляющая высокую плазменную активность.
Хотя в хвосте и коме заключено менее одной миллионной доли массы кометы, 99,9% света исходит именно из этих газовых образований, и только 0,1% – от ядра. Дело в том, что ядро очень компактно и к тому же имеет низкий коэффициент отражения (альбедо).
Потерянные кометой частицы движутся по своим орбитам и, попадая в атмосферы планет, становятся причиной возникновения метеоров («падающих звезд»). Большинство наблюдаемых нами метеоров связано именно с кометными частицами. Иногда разрушение комет носит более катастрофический характер. Открытая в 1826 комета Биелы в 1845 на глазах у наблюдателей разделилась на две части. Когда в 1852 эту комету видели в последний раз, куски ее ядра удалились друг от друга на миллионы километров. Деление ядра обычно предвещает полный распад кометы. В 1872 и 1885, когда комета Биелы, если бы с нею ничего не случилось, должна была пересекать орбиту Земли, наблюдались необычайно обильные метеорные дожди.
Расскажем поподробнее о каждом элементе строения кометы:
 | |
Ядро имеет довольно низкое альбедо, около 4%. Согласно основной гипотезе, это объясняется наличием пылевой матрицы, образующейся при испарении льда, и накоплении пылевых частиц на поверхности, подобно тому, как нарастает слой поверхностной морены при отступании ледников на Земле. Исследование кометы Галлея зондом «Джотто» выявило, что она отражает только 4% от падающего на неё света, а «Deep Space 1» измерил альбедо кометы Борелли, которое составило только 2,5-3,0%. Также существуют предположения, что поверхность покрыта не пылевой матрицей, а матрицей из сложных органических соединений, тёмных, как дёготь или битум. Гипотетически, на некоторых кометах с течением времени активность может сойти на нет, с прекращением сублимации.
На настоящий момент мало комет, ядра которых наблюдались непосредственно. Использование космических аппаратов позволило исследовать их кому и ядра непосредственно, и получить крупноплановые снимки.
Пылинки и газ из нейтральных молекул образуют почти сферическую кому кометы. Обычно кома тянется от 100 тыс. до 1 млн. км от ядра. Давление света может деформировать кому, вытянув ее в антисолнечном направлении.
Кома светлая туманная оболочка чашеобразной формы, состоящая из газов и пыли. Кома вместе с ядром составляет голову кометы. Чаще всего кома состоит из трёх основных частей:
— Внутренняя кома (молекулярная, химическая и фотохимическая). Здесь происходят наиболее интенсивные физико-химически процессы.
— Видимая кома (кома радикалов).
— Ультрафиолетовая кома (атомная).
 | |
Поскольку льды ядра в основном водяные, то и кома в основном содержит молекулы H2O. Фотодиссоциация разрушает H2O на H и OH, а затем OH – на O и H. Быстрые атомы водорода улетают далеко от ядра прежде чем оказываются ионизованными, и образуют водородную корону, видимый размер которой часто превосходит солнечный диск.
Бредихин предложил относить хвосты комет к основным трём типам:
— I тип. Прямые и узкие, направленные прямо от Солнца;
— II тип. Широкие и немного искривлённые, уклоняющиеся от Солнца;
— III тип. Короткие, сильно уклонённые от центрального светила.
 | |
