Строение комет
В отличие от планет кометы движутся по сильно вытянутым орбитам и поэтому бывают видны только в короткие периоды сближений с Солнцем.
Главная составная часть любой кометы - это ее ядро.
Согласно гипотезе известного американского исследователя комет Фреда Лоуренса Уиппла, кометное ядро представляет собой ледяную глыбу, состоящую из смеси замерзшей воды и замороженных газов с вкраплениями тугоплавких каменистых и металлических частиц. Образно говоря, оно похоже на "загрязненный айсберг".
Представим себе, что мы наблюдаем только что открытую комету, которая находится где-то в окрестностях орбиты Юпитера. Увидав в телескоп бледное туманное пятнышко, похожее на шарообразную туманность (такими непривлекательными представляются наблюдателю далекие кометы), мы, возможно, будем поначалу разочарованы. С приближением кометы к Солнцу поток солнечной радиации возрастает. Кометные "льды" начинают интенсивно испаряться. Вокруг ядра образуется обширная светящаяся газовая оболочка - кома. Вместе с ядром она составляет голову кометы.
| Кометы (от греческого kometes, — длинноволосый), тела Солнечной системы, движутся по сильно вытянутым орбитам, на значительных расстояниях от Солнца выглядят как слабо светящиеся пятнышки овальной формы, а с приближением к Солнцу у них появляются «голова» и «хвост». Центральная часть головы называется ядром. Диаметр ядра 0,5-20 км, масса 1011-1019 кг, ядро представляет собой ледянистое тело — конгломерат замерзших газов и частиц пыли. Хвост кометы состоит из улетучивающихся из ядра под действием солнечных лучей молекул (ионов) газов и частиц пыли, длина хвоста может достигать десятков млн. км. Наиболее известные периодические кометы — Галлея (период Р=76 лет), Энке ( Р=3,3 года), Швассмана — Вахмана (орбита кометы лежит между орбитами Юпитера и Сатурна). |
Дальнейшее сближение кометы с Солнцем приводит к тому, что ее голова становится овальной, затем удлиняется и из нее развивается хвост. Именно из-за хвостов, напоминающих порой распущенные волосы, эти небесные тела стали называть кометами. Кометные хвосты обычно направлены в сторону, противоположную Солнцу. Последнее обстоятельство указывает на существование особой силы, исходящей от лучезарного светила и отталкивающей кометное вещество. В начале XX века после опытов выдающегося русского физика П. Н. Лебедева (1866-1912) стало ясно, что это давление солнечного света на молекулы газов и пылинки, выделяющиеся из кометного ядра.
Подсчитано, что на расстоянии от Солнца, равном среднему радиусу земной орбиты (1 а. е.), пылинка размером в 1/5 микрона будет находиться в равновесии, то есть сила притяжения такой пылинки к Солнцу будет уравновешиваться давлением световых лучей. А для частиц меньших размеров лучевое давление преобладает над силой гравитации, и они будут удаляться от Солнца.
В виде исключения встречаются кометы, имеющие помимо хвоста, направленного от Солнца, еще один прямой хвост, обращенный к светилу. Такой необычный хвост наблюдал в 1835 году немецкий астроном Фридрих Бессель (1784-1846) у кометы Галлея. Но наиболее выразительный аномальный хвост был у кометы Когоутека. На него 29 декабря 1973 года обратили внимание американские астронавты, совершавшие полет на орбитальной станции "Скайлэб".
Возникновение аномальных хвостов связано с выбросом из кометных ядер крупных пылевых частиц - размером от 0,1 мм и более значительных. Основное действие на такие частицы оказывает уже не световое давление, а сила гравитации. Устремляясь под ее влиянием к Солнцу, они образуют у кометы необычный, аномальный хвост.
По оценкам ученых, массы кометных ядер могут быть от нескольких тонн у микро-комет до миллиардов, а возможно, и многих триллионов тонн у комет-гигантов. Но чем короче период обращения кометы и, следовательно, чем чаще комета огибает Солнце, тем быстрее подтаивает и "худеет" ее ядро. Фред Л. Уиппл вычислил, что за одно прохождение около Солнца комета может терять путем испарения сотни миллионов тонн летучих веществ и пыли.
В 1908 году наблюдалась комета Морхауза. В ее хвосте были обнаружены частицы вещества, двигавшиеся с очень большими ускорениями. Расчеты показали, что на них действуют силы отталкивания, в тысячу раз превышающие силу притяжения Солнца.
Объяснить это одним световым давлением было невозможно. Пришлось искать другую причину. И такая причина нашлась: виновником оказался солнечный ветер - струи плазмы, непрерывно истекающие из солнечной короны в межпланетное пространство. Открыт этот ветер был уже в наше время с помощью космических аппаратов, но первыми засвидетельствовали его кометы.
Стремительные потоки корпускул солнечного вещества, наталкиваясь на газы и пары в голове кометы, ионизуют их - создают плазму - и уносят кометную плазму на больших скоростях прочь от Солнца. И чем сильнее дует ветер, тем прямее и длиннее у кометы хвост. Но если пылевой хвост светит отраженным солнечным светом, то плазменный флуоресцирует, испускает собственные лучи под воздействием ультрафиолетовой радиации центрального светила.
Для проверки кометных гипотез, и прежде всего гипотезы о ледяном ядре, в Ленинградском физико-техническом институте имени академика А. Ф. Иоффе были проведены опыты с искусственными кометными ядрами. Интересные результаты по моделированию кометных явлений были получены физиками Евгением Алексеевичем Каймаковым и Виктором Ивановичем Шарковым. В вакуумной камере, где создавались условия, близкие к условиям космического пространства, они изучали поведение искусственных кометных ядер. В качестве "ядер" использовался чистый и запыленный лед различного химического состава. Оказалось, что при облучении такого ядра интенсивным светом, похожим на солнечный, на его поверхности может образоваться матрица, или пылевая корочка. Она обладает высокими теплоизоляционными свойствами, что мешает проникновению солнечного тепла в глубь ядра и сублимации кометного вещества - превращению льдов в пар, минуя жидкое состояние.
Коротцев О.Н.
