ПЛАН
Введення
1. Астероїди
2. Метеорити
3. Дрібні осколки
4. Комети
5. Пошук планет у Сонячній системі
Література
Введення
У Сонячній системі крім великих планет і їх супутників рухаєтьсябезліч так званих малих тіл: астероїдів, комет і метеоритів. Малітіла Сонячної системи мають розміри від сотень мікрон до сотень кілометрів.
Астероїди. З точки зору фізики астероїди або, як їх ще називають,малі планети - це щільні і міцні тіла. По складу і властивостям їх можнаумовно розділити на три групи: кам'яні, железокаменние і залізні.
Астероїд є холодним тілом. Але він, як, наприклад, і Місяць, відображаєсонячне світло, і тому ми можемо спостерігати його у вигляді зіркоподібнооб'єкта. Звідси і відбувається назва "астероїд", що в перекладі згрецького означає зіркоподібних. Так як астероїди рухаються навколо
Сонця, то їх положення по відношенню до зірок постійно і досить швидкозмінюється. З цього первісного ознакою спостерігачі і відкриваютьастероїди.
Комети, або "хвостаті зірки", відомі з незапам'ятних часів. Комета
- Це складне фізичне явище, яке коротко можна описати за допомогоюдекількох понять. Ядро комети являє собою суміш або, як кажуть,конгломерат пилових частинок, водяного льоду і замерзлих газів. Ставленнявмісту пилу до газу в кометних ядрах становить приблизно 1:3. Розмірикометних ядер, за оцінкою вчених, укладені в інтервалі від 1 до 100 км.
Зараз дискутується можливість існування як більш дрібних, так ібільших ядер. Відомі короткоперіодичні комети мають ядрарозміром від 2 до 10 км. Розмір ж ядра найяскравішої комети Хейлі-Боппа, якаспостерігалася неозброєним оком у 1996 році, оцінюється в 40 км.
Метеороід - це невелике тіло, що обертається навколо Сонця. Метеор --це метеороід, що влетіла в атмосферу планети і розжарився до блиску. Аякщо його залишок впав на поверхню планети, його називають метеоритом.
Метеорит вважають «впало», якщо є очевидці, які спостерігали його політ уатмосфері; у противному випадку його називають «знайденим».
Розглянемо вище зазначені малі тіла Сонячної системи більш докладно.
1. Астероїди
Ці космічні тіла відрізняються від планет перш за все своїмирозмірами. Так, найбільша з маленьких планет Церера має упоперечнику 995 км; наступна за нею (за розміром): Палада-560 км, Хігея -
380 км, Психея - 240 км і т.д. Для порівняння можна зазначити, що найменшаз великих планет Меркурій має діаметр 4878 км, тобто в 5 разів перевершує
- Поперечник Церери, а маси їх різняться в багато сотень разів.
Загальна кількість малих планет, доступних спостереженню сучаснимителескопами, визначається в 40 тис., але загальна їх маса в 1 тис. разів меншемаси Землі.
Рух малих планет навколо Сонця відбувається за еліптичниморбітах, але більш витягнутим (середній ексцентриситет орбіт у них 0,51), ніжу великих планет, а нахил орбітальних площин до еклептіке у них більше,ніж у великих планет (середній кут 9,54). Основна маса планет обертаєтьсянавколо Сонця між орбітами Марса і Юпітера, утворюючи так званий поясастероїдів. Але є й малі планети, орбіти яких розташовуються ближчедо Сонця, ніж орбіта Меркурія. Самі ж далекі знаходяться за Юпітером інавіть за Сатурном.
Дослідники космосу висловлюють різні міркування про причинувеликої концентрації астероїдів у порівняно вузькому просторіміжпланетної середовища між орбітами Марса і Юпітера. Однією з найбільшпоширених гіпотез походження тел поясу астероїдів єуявлення про руйнування міфічної планети Фаетон. Сама по собі ідея проіснування планети підтримується багатьма вченими і навіть неначепідкріплена математичними розрахунками. Однак незрозумілою залишається причинаруйнування планети. Висловлюються різні припущення. Однідослідники вважають, що руйнування Фаетона відбулося внаслідок йогозіткнення з якимсь великим тілом. На думку інших, причинами розпадупланети були вибухові процеси в її надрах. В даний час проблемапоходження тел астероїдний пояс входить складовим елементом в широкупрограму досліджень космосу на міжнародному і національних рівнях.
Серед малих планет виділяється своєрідна група тіл, орбіти якихперетинаються з орбітою Землі, а отже, є потенційнаможливість їх зіткнення з нею. Планети цієї групи стали називати
Apollo object, або просто Apollo (Wetherill, 1979). Вперше про існування
Apollo стало відомо з 30-х років цього століття. У 1932 р. буввиявлений астероїд. Його назвали
Apollo 1932 HA. Але він не порушив особливого інтересу, хоча його назвастало загальним для всіх астероїдів, що перетинають земну орбіту.
У 1937 р. космічне тіло з поперечником приблизно в 1 км пройшлов 800 тис. км від Землі і в двократному відстані від Місяця. Згодом йогоназвали Гермес. На сьогоднішній день виявлено 31 таке тіло, і кожне з нихотримало власну назву. Розміри їх поперечників коливаються від 1 до 8км, а нахил орбітальних площин до екліптики бути в межах від 1до 68. П'ять з них обертаються на орбітах між Землею і Марсом, а інші
26 - між Марсом і Юпітером (Wetherill, 1979). Вважають, що з 40 тис.
Малих планет астероїдний пояс з діаметром більше 1 км може виявитисякілька сот Apollo. Тому зіткнення таких небесних тіл з Землеюцілком імовірно, але через досить тривалі проміжки часу.
Можна вважати, що раз на століття одне з таких космічних тіл можепройти поблизу Землі на відстані менше, ніж від нас до Місяця, а раз за 250тис. років може відбутися зіткнення його з нашою планетою. Удар такоготіла виділяє енергію дорівнює 10 тис. водневих бомб кожна потужністю 10
Мт. При цьому повинен утворитися кратер діаметром близько 20 км. Але таківипадки рідкісні і за людську історію невідомі. Гермес відноситься доастероїдам III класу, але ж багато таких тіл і більшого розміру - IIта I класів. Удар при зіткненні їх з Землею, природно, буде щебільш значним.
Коли в 1781 р. було відкрито Уран його середня геліоцентрічекоевідстань виявилося відповідним правилом Тіціуса - Боде, то з 1789почалися пошуки планети, яка, згідно з цим правилом, повинна булазнаходитися між орбітами Марса і Юпітера, на середній відстані а = 2,8 а.е.від сонця. Але розрізнені огляди неба не приносили успіху, і тому 21Вересень 1800 декілька німецьких астрономів на чолі з К. Цахом вирішилиорганізувати колективні пошуки. Вони розділили весь пошук зодіакальнихсузір'їв на 24 ділянки та розподілили між собою для ретельнихдосліджень. Але не встигли вони вступити до систематичних розшуків, як 1 --го січня 1871р. італійський астроном Дж. Піаціі (1746-1826) виявив утелескоп зіркоподібних об'єкт сьомої зоряної величини, повільнопереміщаються по сузір'я Тельця. Обчислена К. Гауса (1777-1855)орбіта об'єкта виявилася планетою, що відповідає правилу Тіціуса-Боде:велика піввісь а = 2,77 а.е. і ексцентриситет е = 0,080. Знову відкритупланету Піаціі назвав Церерою.
28 березня 1802 німецький лікар і астроном В. Ольберса (1758-1840)виявив поблизу Церери ще одну планету (8m), названу Паладій (а = 2,77а.е., е = 0,235). 2-го вересня 1804 була відкрита третя планета, Юнона
(а = 2,67 а.е.), а 29 березня 1807 р. - 4, Веста (а = 2,36 а.е.). Всі зновувідкриті планети мали зіркоподібних вигляд, без дисків, що свідчить проїх невеликих геометричних розмірах. Тому ці небесні тіла назвалималими планетами або, за пропозицією В. Гершеля, астероїдами (від грец.
«Астр» - зоряний і «еідос» - вид).
До 1891 візуальними методами було виявлено близько 320 астероїдів.
Наприкінці 1891 німецький астроном М. Вольф (1863-1932) запропонувавфотографічний метод пошуків: при 2-3 - годинної експозиції зображеннязірок на фотоплатівці виходили точкові, а слід рухається астероїда --у вигляді невеликої рисочки. Фотографічні методи призвели до різкогозбільшення відкриттів астероїдів. Особливо інтенсивні дослідження малихпланет проводяться зараз в Інституті теоретичної астрономії (в
Петербурзі) і в Кримської астрофізичної обсерваторії Академії наук
Росії.
астероїда, орбіти яких надійно визначені, привласнюють ім'я тапорядковий номер. Таких астероїдів зараз відомо понад 3500, але в
Сонячній системі значно більше.
З вказаного числа відомих астероїдів астрономи Кримськоїастрофізичної обсерваторії відкрили близько 550, увічнивши в їхніх назвахімена відомих людей.
Переважна більшість (до 98%) відомих астероїдів рухається міжорбітами Марса і Юпітера, на середніх відстанях від Сонця від 2,06 до 4,30а.е. (Періоди обертання від 2,96 до 8,92 року). Однак зустрічаютьсяастероїди з унікальними орбітами, і їм присвоюються чоловічі імена, якправило з грецької міфології.
Перші три з цих малих планет рухаються поза поясу астероїдів, причомув перигелії Ікар підходить до Сонця удвічі ближче Меркурія, а Гермес і Адоніс
- Ближче Венери. Вони можуть зближуватися з Землейна відстані від 6 млн. до 23млн. км, а Гермес в 1937 р. пройшов поблизу Землі навіть на відстані 580тис. км, тобто всього лише в півтора рази далі за Місяць. Гідальго ж в афеліїіде за орбіту Сатурна. Але гідальго не є винятком. За останніроки відкрито близько 10 астероїдів, перигелії яких розташовані поблизуорбіт планет земної групи, а афелії - поблизу орбіт Юпітера. Такі орбітихарактерні для сімейства комет Юпітера і вказують на можливе загальнепоходження астероїдів і комет.
У 1977 р. виявлено унікальний астероїд, який обертається навколо
Сонця по орбіті з великої півосі а = 13,70 а.е. і ексцентриситетом е = 0,38,так що в перигелії (q = 8,49 а.е.) він заходить всередину орбіти Сатурна, а вафелії (Q = 18,91 а.е.) наближається до орбіти Урана. Він названий Хірон. За -Мабуть, існують і інші подібні далекі астероїди, пошуки якихтривають.
Блиск більшості відомих астероїдів під час протистояння від 7mдо 16m, але є і більш слабкі об'єкти. Найяскравішим (до 6m) є Веста.
Поперечники астероїдів обчислюються за їх блиску і відбивноїздатності у візуальних та інфрачервоних променях. Виявилося, що великихастероїдів не так вже й багато. Найбільш великі - це Церера (поперечник 1000км), Паллада (610 км), Веста (540 км) і Гігія (450 км). Тільки у 14астероїдів поперечники більше 250 км, а в інших менше, аж до 0,7км. У тел таких малих розмірів не може бути сфероїдальної форми, і всеастероїди (крім, можливо, найбільш великих) представляють собоюбезформні брили.
Маси астероїдів вкрай різні: найбільшою, близької до 1,5.1021 кг
(тобто в 4 тис. разів менше маси землі), має Церера. Сумарна масавсіх астероїдів не перевищує 0,001 маси Землі. Звичайно, всі ці небеснітіла позбавлені атмосфери. У багатьох астероїдів за регулярним зміни їхблиску виявлено осьове обертання.
Зокрема, період обертання Церери дорівнює 9,1 год, а Паллади - 7,9 год.
Швидше за всіх обертається Ікар, за 2ч 16м.
Вивчення відбивної здібності багатьох астероїдів дозволилооб'єднати їх у три основні групи: темні, світлі й металеві.
Поверхня темних астероїдів відображає всього лише до 5% падаючого на неїсонячного світла і складається з речовин, подібними з чорними базальтовими івуглисті породами. Ці астероїди часто називають вуглисті. Світліастероїди відображають від 10% до 25% сонячного світла, що ріднить їхповерхню з кремнієвими сполуками - це кам'яні астероїди.
Металеві астероїди (їх абсолютна меншість) теж світлі, але засвоїм відбивних властивостях їх поверхня схожа на железонікелевиесплави. Такий підрозділ астероїдів підтверджується і хімічним складомщо випадають на Землю метеоритів. Незначне число вивчених астероїдівне належить ні до однієї з трьох основних груп.
Показово, що в спектрах вуглистих астероїдів виявлена смугапоглинання води ((= 3мкм). Зокрема, поверхню астероїда Церерискладається з мінералів, схожих на земні глини і містять близько 10% води.
При невеликих розмірах і масах астероїдів тиск у їхніх надрахневелика: навіть у найбільших астероїдів воно не перевищує 7 105
8 10 5 ГПа (700 - 800 атм) і не може викликати розігріву їх твердиххолодних надр. Лише поверхню астероїдів дуже слабко нагрівається далекимвід них Сонцем, але і ця незначна енергія випромінюється в міжпланетнийпростір. Обчислена за законами фізики температура поверхніпереважної більшості астероїдів виявилася близькою до 150 - 170 К (-
120 ...- 100 (С).
І тільки у небагатьох астероїдів, які проходять поблизу Сонця,поверхню в такі періоди сильно нагрівається. Так, температураповерхні Ікара підвищується майже до 1000 К (+730 (С), а при віддаленні від
Сонця знову різко знижується.
Орбіти інших астероїдів схильні до значних збурень відгравітаційного впливу великих планет, головним чином Юпітера.
Особливо сильні обурення зазнають невеликі астероїди, що призводить дозіткнень цих тіл і їх дроблення на соколки найрізноманітнішихрозмірів-б від сотень метрів у поперечнику до пороху.
В даний час фізична природа астероїдів вивчається, томущо по ній можна простежити еволюцію (розвиток) речовини, з якоїсформувалася Сонячна система.
2. Метеорити
У навколоземному космічному просторі рухаються самі різніметеороіди (космічні уламки великих астероїдів і комет). Їх швидкостілежать в діапазоні від 11 до 72 км/с. Часто буває так, що шляхи їх рухуперетинаються з орбітою Землі і вони залітають в її атмосферу.
Метеорити - кам'яні або залізні тіла, які падають на Землю зміжпланетного простору. Падіння метеоритів на Землю супроводжуєтьсязвуковим, світловим і механічним явищем. По небу проноситься яскравийвогненна куля званий болідом, супроводжуваний хвостом і розлітаються,іскрами. Після того як болід зникає, через кілька секунд лунаютьсхожі на вибухи удари, звані ударними хвилями, які інодівикликають значний струс грунту і будівель.
Явища вторгнення космічних тіл в атмосферу мають три основністадії:
1. Політ у розрідженої атмосфері (до висот близько 80 км), девзаємодія молекул повітря носить карпускулярний характер. Частинкиповітря соударяются з тілом, прилипають до нього або відображаються і передають йомучастину своєї енергії. Тіло нагрівається від безперервного бомбардуваннямолекулами повітря, але не відчуває помітного опору, і йогошвидкість залишається майже незмінною. На цій стадії, однак, зовнішня частинакосмічного тіла нагрівається до тисячі градусів і вище. Тут характернимпараметром задачі є відношення довжини вільного пробігу до розмірутіла L, яке називається числом Кнудсена Kn. У аеродинаміці прийнятовраховувати молекулярний підхід до опору повітря при Kn> 0.1.
2. Політ в атмосфері в режимі безперервної обтікання тіла потокомповітря, тобто коли повітря вважається суцільний середовищем та атомно -молекулярний характер його складу явно не враховується. На цій стадії передтілом виникає головний ударна хвиля, за якою різко підвищуєтьсятиск і температура. Саме тіло нагрівається за рахунок конвективноїтеплопередачі, а так само за рахунок радіаційного нагріву. Температура можедосягати декілька десятків тисяч градусів, а тиск до сотень атмосфер.
При різкому гальмуванні з'являються значні перевантаження. Виникаютьдеформації тіл, розплавлення і випаровування їх поверхонь, винесення масинабігаючим повітряним потоком (абляція).
3. При наближенні до поверхні Землі густина повітря зростає,опір тіла збільшується, і воно або практично зупиняється набудь-якій висоті, або продовжує шлях до прямого зіткнення з Землею.
При цьому часто великі тіла поділяються на кілька частин, кожна зяких падає окремо на Землю. При сильному гальмуванні космічної масинад Землею супроводжуючі його ударні хвилі продовжують свій рух доповерхні Землі, відбиваються від неї і виробляють обурення нижніх шаріватмосфери, а так само земної поверхні.
Процес падіння кожного метеороіда індивідуальний. Немає можливості вкороткій розповіді описати всі можливі особливості цього процесу.
«Знайдених» метеоритів значно більше, ніж «впали». Часто їхзнаходять туристи або селяни, які працюють в полі. Оскільки метеорити маютьтемний колір і легко помітні на снігу, прекрасним місцем для їх пошукуслужать крижані поля Антарктики, де вже знайдені тисячі метеоритів. Впершеметеорит в Антарктиці виявила в 1969 група японських геологів, що вивчалихльодовики. Вони знайшли 9 фрагментів, що лежали поруч, але що відносяться до чотирьохрізних типів метеоритів. Виявилося, що метеорити, що впали на лід у різнихмісцях, збираються там, де рухаються зі швидкістю декілька метрів на рікльодовикові поля зупиняються, впираючись в гірські хребти. Вітер руйнуєі висушує верхні шари льоду (відбувається його суха сублімація - абляція), іметеорити концентруються на поверхні льодовика. Такі льоди маютьблакитний колір і легко помітні з повітря, чим і користуються вчені прививченні місць, перспективних для збору метеоритів.
Важливе падіння метеорита відбулося в 1969 в Чіуауа (Мексика). Першийз безлічі великих осколків був знайдений поблизу будинку в селі Пуеблітоде Альєнде, і, дотримуючись традиції, всі знайдені фрагменти цього метеоритабули об'єднані під ім'ям Альєнде. Падіння метеорита Альєнде співпало зпочатком місячної програми «Аполлон» і дало вченим можливість відпрацюватиметоди аналізу позаземних зразків. В останні роки встановлено, щодеякі метеорити, що містять білі уламки, впроваджені в більш темнуматеринську породу, є місячними фрагментами.
Метеорит Альєнде відноситься до хондрити - важливої підгрупі кам'янихметеоритів. Їх називають так, тому що вони містять Хондрит (від грец.chondros, зернятко) - найдавніші сферичні частинки, сконденсувати впротопланетному туманності, а потім увійшли до складу більш пізніх порід.
Подібні метеорити дозволяють оцінювати вік Сонячної системи та їїпочатковий склад. Багаті кальцієм і алюмінієм включення метеорита Альєнде,першими скондесувалися з-за своєї високої температури кипіння, маютьвиміряний за радіоактивного розпаду вік 4,559 ± 0,004 млрд. років. Ценайбільш точна оцінка віку Сонячної системи. До того ж всі метеоритинесуть у собі «історичні записи», викликані тривалим впливом на нихгалактичних космічних променів, сонячного випромінювання і сонячного вітру.
Вивчивши пошкодження, завдані космічними променями, можна сказати, якдовго метеорит перебував на орбіті до того, як потрапив під захист земноїатмосфери.
Прямий зв'язок між метеоритами і Сонцем випливає з того факту, щоелементний склад найбільш старих метеоритів - хондритів - точно повторюєсклад сонячної фотосфери. Єдині елементи, зміст якихрозрізняється, - це летючі, такі, як водень і гелій, рясновипаровується з метеоритів в ході їх охолодження, а також літій, частково
«Згорів» на Сонці в ядерних реакціях. Поняття «сонячний склад» і
«Хондрітний склад» використовують як рівнозначні при описі згаданоговище «рецепта сонячної речовини». Кам'яні метеорити, склад якихвідрізняється від сонячного, називають ахондрітамі.
3. Дрібні уламки.
Околосолнечное простір заповнений дрібними частинками, джереламияких служать руйнуються ядра комет і зіткнення тіл, в основному, впоясі астероїдів. Найдрібніші частинки поступово наближаються до Сонця ввнаслідок ефекту Пойнтінга - Робертсона (він полягає в тому, щотиск сонячного світла на рухому частку направлено не точно полінії Сонце - частинка, а в результаті аберації світла відхилена назад ітому гальмує рух частинки). Падіння дрібних частинок на Сонцекомпенсується їх постійним відтворенням, так що в площиніекліптики завжди існує скупчення пилу, що розсіюють сонячні промені. Унайтемніші ночі воно помітно у вигляді зодіакального світла, що тягнетьсяширокою смугою вздовж екліптики на заході після заходу Сонця і на сходіперед його сходом. Поблизу Сонця зодіакальний світло переходить в помилковукорону (F-корона, від false - помилковий), яку видно тільки при повномузатемнення. Зі зростанням кутової відстані від Сонця яскравість зодіакальногосвітла швидко падає, але в антісолнечной точці екліптики вона зновупосилюється, утворюючи протівосіяніе; це викликано тим, що дрібні пиловічастки інтенсивно відбивають світло тому.
Час від часу метеороіди потрапляють в атмосферу Землі. Швидкість їхньогоруху така велика (в середньому 40 км/с), що майже всі вони, окрім самихдрібних і найбільших, згоряють на висоті близько 110 км, залишаючи довгісвітяться хвости - метеори, або падаючі зірки. Багато метеороіди пов'язаніз орбітами окремих комет, тому метеори спостерігаються частіше, коли Земля упевний час року проходить поблизу таких орбіт. Наприклад, щорічно врайоні 12 серпня спостерігається безліч метеорів, оскільки Земляперетинає потік Персеїди, пов'язаний з частками, втраченими кометою 1862
III. Другий потік - Оріоніди - в районі 20 жовтня пов'язаний з пилом від комети
Галлея.
Частки розміром менше 30 мкм можуть загальмуватися в атмосфері і впастина землю, не згорівши, а також вони мікрометеоритів збирають для лабораторногоаналізу. Якщо частинки розміром в декілька сантиметрів і більше складаються здосить щільного речовини, то вони також не згоряють цілком і випадають наповерхню Землі у вигляді метеоритів. Більше 90% з них каміння; відрізнити їхвід земних порід може тільки фахівець. Решта 10% метеоритів залізні
(насправді вони складаються із сплаву заліза і нікелю).
Метеорити вважаються осколками астероїдів. Залізні метеорити буликолись у складі ядер цих тіл, зруйнованих зіткненні. Можливо,деякі пухкі і багаті летучими речовинами метеорити походять відкомет, але це малоймовірно; швидше за все, великі частинки комет згоряють уатмосфері, а зберігаються лише дрібні. Враховуючи, як важко досягти Землікомет і астероїдів, ясно, наскільки корисним є вивчення метеоритів,самостійно «прибули» на нашу планету з глибин Сонячної системи.
4. Комети
Комети є найефективнішими небесними тілами в Сонячнійсистемі. Комети - це своєрідні космічні айсберги, що складаються ззаморожених газів, складного хімічного складу, водяного льоду ітугоплавкого мінеральної речовини у вигляді пилу й більших фрагментів.
Хоча комети подібно астероїдам рухаються навколо Сонця по конічнихкривим, зовні вони разюче відрізняються від астероїдів. Якщо астероїдисвітять відбитим сонячним світлом і в полі зору телескопа нагадуютьповільно рухаються слабкі зірочки, то комети інтенсивно розсіюютьсонячне світло в деяких найбільш характерних для комет ділянках спектру,і тому багато комет видно неозброєним оком, хоча діаметри їх ядеррідко перевищують 1 - 5 км.
Комети цікавлять багатьох вчених: астрономів, фізиків, хіміків,біологів, газодинаміки, істориків та ін І це природно. Адже кометипідказали вченим, що в міжпланетному просторі дует сонячний вітер;можливо комети є "винуватцями" виникнення життя на Землі, такяк могли занести в атмосферу Землі складні органічні сполуки. Крімтого, комети, очевидно, несуть в собі цінну інформацію про початковістадіях протопланетної хмари, з якого утворилися також Сонце іпланети.
При першому знайомстві з яскравою кометою може здатися, що хвіст --найголовніша частина комети. Але якщо в етимології слова "комета" хвістстав головною причиною для подібного найменування, то з фізичної точкизору хвіст є вторинним утворенням, розвинувся з доситькрихітного ядра, найголовнішу частину комети як фізичного об'єкта. Ядракомет - першопричина всього іншого комплексу кометних явищ, якідо цих пір все ще не доступні телескопічним спостереженнями, так як вонивуалюють навколишнього їх світиться матерією, безперервно що минає зядер. Застосовуючи великі збільшення, можна заглянути в більш глибокі шарисвітиться навколо ядра газо-пилової оболонки, але і те, що залишається, будеза своїми розмірами все ще значно перевищувати справжні розміри ядра.
фотографіях, називається фотометричним ядром. Вважається, що в центрі йогознаходиться власне ядро комети, тобто розташовується центр мас комети.
Туманний атмосфера, що оточує фотометричне ядро і поступовоВихідна нанівець, зливаючись з фоном неба, називається комою. Кома разом зядром складають голову комети. Далеко від Сонця голова виглядаєсиметричною, але з наближенням до Сонця вона поступово стаєовальної, потім голова подовжується ще сильніше, і в протилежному від
Сонця стороні з неї розвивається хвіст.
Отже, ядро - найголовніша частина комети. Проте, до цих пір немаєодностайної думки, що воно є насправді. Ще підчаси Бесселя і Лапласа існувало уявлення про ядрі комети як протвердому тілі, що складається з легко випаровуються речовин типу льоду або снігу,швидко переходять у газову фазу під дією сонячного тепла. Цякрижана класична модель кометного ядра була істотно доповнена ірозроблена останнім часом. Найбільшим визнанням серед дослідниківкомет користується розроблена Уіплом модель ядра - конгломерату зтугоплавких кам'янистих частинок і замороженої летючої компоненти (СН4, СО2,
Н2О та ін.) У такому ядрі крижані шари з заморожених газів чергуються зпиловими шарами. У міру прогрівання сонячним теплом гази типувипаровується "сухого льоду" прориваються назовні, тягнучи за собою хмарипилу. Це дозволяє, наприклад, пояснити освіта газових і пиловиххвостів у комет, а також здатність невеликих ядер комет до активногогазовиділенням.
Голови комет при русі комет по орбіті приймають різноманітніформи. Далеко від СОНЦЯ голови комет круглі, що пояснюється слабкимвпливом сонячних випромінювань на частки голови, і її обрисивизначаються ізотропним розширенням кометного газу в міжпланетнийпростір. Це безхвості комети, за зовнішнім виглядом нагадують кульовізоряні скупчення. Наближаючись до Сонця, голова комети приймає формупараболи або ланцюгової лінії. Параболічна форма голови пояснюється
"Фонтан" механізмом. Освіта голів у формі ланцюгової лінії пов'язане зплазмової природою кометної атмосфери і впливом на неї сонячноговітру і з стерпним їм магнітним полем.
Іноді голова комети настільки мала, що хвіст комети здається що виходитьбезпосередньо з ядра. Крім зміни обрисів в головах комет тоз'являються, то зникають різні структурні утворення: Галс, оболонки,промені, виливу з ядра і т.п.
Великі комети з хвостами, далеко простирається по небу, спостерігалисяз найдавніших часів. Раніше подейкували, що комети належать до числаатмосферних явищ. Це оману спростував Бразі, який виявив, щокомета 1577 займала однакове положення серед зірок при спостереженняхз різних пунктів, і, отже, він від нас далі, ніж Місяць.
Рух комет по небу пояснив вперше Галлей (1705г.), якийзнайшов, що їх орбіти близькі до парабола. Він визначив орбіти 24 яскравихкомет, причому виявилось, що комети 1531 і 1682 р.р. мають дуже схожіорбіти. Звідси Галлей зробив висновок, що ця одна й та сама комета, якарухається навколо Сонця по дуже витягнутому еліпсу з періодом близько 76 років.
Галлей передбачив, що в 1758 році вона повинна з'явитися знову і в грудні
1758 вона дійсно була виявлена. Сам Галлей не дожив до цьогочасу і не міг побачити, як блискуче підтвердилося його прогноз. Цякомета (одна з найяскравіших) була названа кометою Галлея.
Комети позначаються на прізвища осіб, які їх відкрили. Крім того, зновувідкритої комету присвоюється попереднє позначення по року відкриттяз додаванням літери, яка вказує послідовність проходження кометичерез перигелій в цьому році.
Лише невелика частина комет, що спостерігаються щорічно, належить до числаперіодичних, тобто відомих по своїм колишнім появам. Більша частинакомет рухається по дуже витягнутих еліпсах, майже парабола. Періодизвернення їх точно не відомі, але є підстави вважати, що вонисягають багатьох мільйонів років. Такі комети віддаляються від Сонця навідстані, порівнянні з міжзоряними. Площини їх майже параболічнихорбіт не концентруються до площини екліптики і розподілені впросторі випадковим чином. Пряме напрямок руху зустрічається таксамо часто, як і протилежне.
Періодичні комети рухаються по менш витягнутих еліптичних орбітахі мають зовсім інші характеристики. З 40 комет, що спостерігалися більш, ніж 1разів, 35 мають орбіти, нахилені менше, ніж на 45 ^ до площини екліптики.
Тільки комета Галлея має орбіту з нахилом, великим 90 ^ і,отже, рухається у зворотному напрямку. Серед короткоперіодичні
(тобто мають періоди 3 - 10 років) комет виділяється "сімейство Юпітера"велика група комет, афелії яких віддалені від Сонця на таке жвідстань, як орбіта Юпітера. Передбачається, що "сімейство Юпітера"утворилося в результаті захоплення планетою комет, які рухалися ранішеза більш витягнутих орбітах. В залежності від взаємного розташування Юпітераі комети ексцентриситет кометної орбіти може, як зростати, так ізменшуватися. У першому випадку відбувається збільшення періоду або навіть перехідна гіперболічний орбіту і втрата комети Сонячною системою, у другому --зменшення періоду.
Орбіти періодичних комет схильні до дуже помітних змін.
Іноді комета проходить поблизу Землі кілька разів, а потім тяжіннямпланет-гігантів відкидається на більш віддалену орбіту і стаєнеспостережний. В інших випадках, навпаки, комета, раніше ніколи неспостерігалася, стає видимою через те, що вона пройшла поблизу Юпітераабо Сатурна і різко змінила орбіту. Крім таких різких змін,відомих лише для обмеженого числа об'єктів, орбіти всіх кометвідчувають поступові зміни.
Зміни орбіт не є єдиною можливою причиноюзникнення комет. Достовірно встановлено, що комети швидко руйнуються.
Яскравість короткоперіодичні комет слабшає з часом, а в деякихвипадках процес руйнування спостерігався майже безпосередньо. Класичнимприкладом є комета комета. Вона була відкрита в 1772 році і спостерігаласяв 1813, 1826 і 1832. р.р. У 1845 році розміри комети виявилисязбільшеними, а в січні 1846г. спостерігачі з подивом виявили двадуже близькі комети замість однієї. Були обчислені відносні рухуобох комет, і виявилося, що комета комета розділилася на дві ще близькороки тому, але спочатку компоненти проектувалися один на інший, іподіл було помічено не відразу. Комета комета спостерігалася ще один раз,причому один компонент багато слабше іншого, і більше її знайти не вдалося.
Зате неодноразово спостерігався метеорний потік, орбіта якого збігалася зорбітою комети комета.
При вирішенні питання про походження комет не можна обійтися без знанняхімічного складу речовини, з якої складено кометної ядро. Здавалосяб, що може бути простіше? Потрібно сфотографувати побільше спектрів комет,розшифрувати їх - і хімічний склад кометних ядер нам одразу ж станевідомим. Однак, справа йде не так просто, як здається на першийпогляд. Спектр фотометричного ядра може бути просто відбитим сонячнимабо емісійним молекулярною спектром. Відбитий сонячний спектр єбезперервним і нічого не повідомляє про хімічний склад тієї області, відякої він відбився - ядра чи пилової атмосфери, що оточує ядро.
Емісійний газовий спектр несе інформацію про хімічний склад газовоїатмосфери, що оточує ядро, і теж нічого не говорить нам про хімічнийскладі поверхневого шару ядра, тому що випромінюють у видимій областімолекули, такі як С2, СN, СH, МH, ОН та ін, є вторинними,дочірніми молекулами - "уламками" більш складних молекул або молекулярнихкомплексів, з яких складається кометної ядро. Ці складні батьківськімолекули, випаровуючись в околоядерное простір, швидко піддаютьсяруйнівної дії сонячного вітру і фотонів або розпадаються абодисоціюють на більш прості молекули, емісійні спектри яких івдається спостерігати від комет. Самі батьківські молекули дають безперервнийспектр.
Першим спостерігав і описав спектр голови комети італієць Донаті. Натлі слабкого безперервного спектру комети 1864 він побачив три широкісвітяться шпальти: блакитного, зеленого і жовтого кольору. Як виявилося цезбіг належало молекул вуглецю С2, удосталь опинився вкометної атмосфері. Ці емісійні смуги молекул С2 отримали назвусмуг Свана, на ім'я вченого, який займався дослідженням спектрувуглецю. Перша щелевая Спектрограма голови Великий Комети 1881 булаотримана англічАниному Хеггінсом, який виявив у спектрі випромінюванняхімічно активного радикала ціану СN.
Далеко від Сонця, на відстані 11 а.е., що наближається комета виглядаєневеликим туманним плямкою, часом з ознаками починається освітихвоста. Спектр, отриманий від комети, що знаходиться на такій відстані, іаж до відстані 3-4 а.е., є безперервним, оскільки на таких великихвідстанях емісійний спектр не порушується через слабкий фотонного ікорпускулярного сонячного випромінювання.
Цей спектр утворюється в результаті відображення сонячного світла відпилових частинок або в результаті його розсіювання на багатоатомних молекулахабо молекулярних комплексах. На відстані близько 3 а.е. від Сонця, тобтоколи кометної ядро перетинає пояс астероїдів, в спектрі з'являється першаемісійна смуга молекули ціану, яка спостерігається майже у всій головікомети. На відстані 2 а.е. порушуються вже випромінювання триатомним молекул
С3 і NН3, які спостерігаються в більш обмеженій області голови кометипоблизу ядра, ніж все посилюються випромінювання СN. На відстані 1,8 а.е.з'являються випромінювання вуглецю - смуги Свана, які відразу стаютьпомітними у всій голові комети: і поблизу ядра і біля кордонів видимої голови.
Механізм світіння кометних молекул було розшифровано ще в 1911р.
К. Шварцшильда і Е. Кроном, які, вивчаючи емісійні спектри комети
Галлея (1910), прийшли до висновку, що молекули кометних атмосферрезонансно перевипромінюють сонячне світло. Це свічення аналогічнорезонансній свіченню парів натрію у відомих дослідах Ауда, який першимпомітив, що при осещеніі світлом, що мають частоту жовтого дублети натрію,пари натрію самі починають світитися на тій же частоті характерним жовтимсвітлом. Це - механізм резонансної флуоресценції, що є частим випадкомбільш загального механізму люмінесценції. Всім відомо світіння люмінесцентнихламп над вітринами магазинів, у лампах денного світла тощо Аналогічниймеханізм примушує світитися і гази в комети.
Для пояснення свічення зеленої та червоної кисневих ліній
(аналогічні лінії спостерігаються і в спектрах полярних сяйв) залучалисярізні механізми: електронний удар, діссоціатівная рекомбінація іфотодіссаціація. Електронний удар, однак, не в змозі пояснити більшвисоку інтенсивність зеленої лінії в деяких кометах в порівнянні зчервоною. Тому більше переваги віддається механізму Фотоліз, вкористь якого говорить розподіл яскравості в голові комети. Тим неменше це питання ще остаточно не вирішено і пошуки справжнього механізмусвітіння атомів у кометах тривають. До цих пір залишається невирішенимпитання про батьківські, первинних молекулах, з яких складається кометноїядро, а це питання дуже важливе, тому що саме хімізм ядер зумовлюєнезвично високу активність комет, здатних з дуже малих за розмірамиядер розвивати гігантські атмосфери і хвости, що перевершують за своїмирозмірами всі відомі тіла в Сонячній системі.
5. Пошук планет у Сонячній
