Орбиты комет и их классификация. Орбиты комет История открытия кометы Галлея

Комета – это небесный туманный объект с характерным ярким ядром-сгустком и светящимся хвостом. Кометы состоят в основном из замёрзших газов, льда и пыли. Поэтому можно сказать, что комета – это такой огромный грязный снежок, летающий в космосе вокруг Солнца по очень вытянутой орбите.

комета Лавджоя, фото сделано на МКС

Откуда берутся кометы?
Большинство комет прилетает к Солнцу из двух мест – пояса Койпера (пояс астероидов за Нептуном) и облака Оорта. Пояс Койпера – это пояс астероидов за орбитой Нептуна, а облако Оорта – это скопление малых небесных тел на границе Солнечной Системы, которое находится дальше всех планет и пояса Койпера.

Как движутся кометы?
Кометы могут провести миллионы лет где-нибудь очень далеко от Солнца, совершенно не скучая среди своих собратьев в облаке Оорта или поясе Койпера. Но однажды, там, в самом дальнем уголке Солнечной системы, две кометы могут случайно пройти рядом друг с другом или даже столкнуться. Иногда после такой встречи одна из комет может начать двигаться в сторону Солнца.

Гравитационное притяжение Солнца будет только ускорять движение кометы. Когда она подлетит достаточно близко к Солнцу, лёд начнёт таять и испаряться. В этот момент у кометы появится хвост, состоящий из пыли и газов, которые комета оставляет за собой. Грязный снежок начинает таять, превращаясь в прекрасного «небесного головастика», - комету.

Судьба кометы зависит от того, по какой орбите она начнёт своё движение. Как известно, все небесные тела, попавшие в поле притяжения Солнца, могут двигаться либо по окружности (что возможно только теоретически), либо по эллипсу (так двигаются все планеты, их спутники, и т.д.) или по гиперболе или параболе. Представьте себе конус, а затем мысленно отрежьте от него кусок. Если резать конус наобум, наверняка выйдет либо замкнутая фигура - эллипс, либо разомкнутая кривая - гипербола. Для того же, чтобы получилась окружность или парабола, нужно, чтобы плоскость сечения была ориентирована строго определённо. Если комета будет двигаться по эллиптической орбите, то это означает, что однажды она вновь вернётся к Солнцу. Если орбитой кометы станет парабола или гипербола, то притяжение нашей звезды не сможет удержать комету, и человечество увидит её лишь раз. Пролетев мимо Солнца, странница отправится прочь из Солнечной системы, на прощанье помахав нам хвостом.

здесь видно, что в самом конце съёмки комета разваливается на несколько частей

Часто бывает так, что кометы не переживают путешествия к Солнцу. Если масса кометы мала, то она может полностью испариться за один пролёт мимо Солнца. Если вещество кометы слишком рыхлое, то сила гравитации нашей звезды может разорвать комету на части. Подобное случалось не раз. Например, в 1992 году комета Шумейкера-Леви, пролетая мимо Юпитера, развалилась более чем на 20 фрагментов. Юпитеру тогда крепко влетело. Обломки кометы врезались в планету, вызвав сильнейшие атмосферные бури. А совсем недавно (ноябрь 2013) Комета ison не выдержала своего первого пролёта мимо Солнца, и её ядро распалось на несколько осколков.

Сколько у кометы хвостов?
У комет бывает несколько хвостов. Это происходит потому, что кометы состоят не только из замёрзших газов и воды, но и из пыли. При движении к Солнцу комету всё время обдувает солнечный ветер – поток заряженных частиц. Он гораздо сильнее воздействует на лёгкие молекулы газа, чем на тяжёлые пылинки. Из-за этого у кометы появляется два хвоста – один пылевой, другой газовый. Газовые хвост всегда направлен точно от Солнца, пылевой немножко закручивается по траектории движения кометы.

Иногда у комет бывает и больше двух хвостов. Например, у кометы может быть и три хвоста, например, если в какой-то момент из ядра кометы быстро выделится большое количество пылинок, они образуют третий хвост, отдельный от первого пылевого и второго газового.

Что будет, если Земля пролетит сквозь хвост кометы?
А ничего не будет. Хвост кометы – это всего лишь газ и пыль, поэтому если Земля пролетит сквозь хвост кометы, то газ и пыль просто столкнутся с земной атмосферой и либо сгорят, либо растворятся в ней. А вот если комета врежется в Землю, то нам всем может прийтись туго.

Окружающее нас космическое пространство постоянно находится в движении. Следом за движением галактических объектов, таких как галактики и скопления звезд, по четко определенной траектории двигаются и другие космические объекты, среди которых астроиды и кометы. За некоторыми из них человек наблюдает уже не одну тысячу лет. Вместе с постоянными объектами на нашем небосклоне, Луной и планетами, наш небосвод часто посещают кометы. Со времен своего появления человечество не раз могло наблюдать кометы, приписывая этим небесным телам самые разнообразные толкования и объяснения. Ученые долгое время не могли дать четких объяснений, наблюдая астрофизические явления, которые сопровождают полет столь стремительного и яркого небесного тела.

Характеристика комет и их отличие друг от друга

Несмотря на то, что кометы — явление для космоса достаточно распространенное, видеть летящую комету повезло далеко не всем. Все дело в том, что по космическим меркам полет этого космического тела — явление часто. Если сравнивать период обращения подобного тела, ориентируясь на земное время – это довольно большой промежуток времени.

Кометы – это небольшие по размерам небесные тела, двигающиеся в космическом пространстве по направлению к главной звезде солнечной системы, нашему Солнцу . Описания наблюдаемых с Земли полетов подобных объектов наводят на мысль, что все они являются частью солнечной системы, некогда участвующие в ее формировании. Другими словами, каждая комета – это остатки космического материала, используемого при образовании планет. Практически все известные кометы на сегодняшний день входят в состав нашей звездной системы. Аналогично планетам эти объекты подчиняются тем же законам физики. Однако их движение в космосе имеет свои отличия и особенности.

Основное отличие комет от других космических объектов заключается в форме их орбит. Если планеты двигаются в правильном направлении, по круговым орбитам и лежат в одной плоскости, то комета несется в пространстве совершенно иначе. Эта яркая звезда, внезапно появившаяся на небосклоне, может двигаться в правильном или в обратном направлении, по эксцентрической (вытянутой) орбите. Такое движение влияет на скорость кометы, которая является самой высокой среди показателей всех известных планет и космических объектов нашей Солнечной системы, уступая только нашему главному светилу.

Скорость движения кометы Галлея при прохождении рядом с Землей составляет 70 км/с.

Не совпадает и плоскость орбиты кометы с эклиптической плоскостью нашей системы. Каждая небесная гостья имеет свою орбиту и соответственно свой период обращения. Именно этот факт и лежит в основе классификации комет по периоду обращения. Существует два вида комет:

• короткопериодические с периодом обращения от двух, пяти лет до пары сотен лет;
• долгопериодические кометы, совершающие оборот по орбите с периодом от двух, трех сотен лет до миллиона лет.

К первым относятся небесные тела, которые достаточно быстро двигаются по своей орбите. Среди астрономов принято обозначать такие кометы префиксами Р/. В среднем период обращения короткопериодических комет составляет менее 200 лет. Это самый распространенный вид комет, встречаемый в нашем околоземном пространстве и пролетающий в поле зрения наших телескопов. Самая известная комета Галлея совершает свой бег вокруг Солнца за 76 лет. Другие кометы гораздо реже посещают нашу солнечную систему, и мы редко когда становимся свидетелями их появления. Их период обращения составляет сотни, тысячи и миллионы лет. Долгопериодические кометы обозначаются в астрономии префиксом С/.

Считается, что короткопериодические кометы стали заложницами силы притяжения крупных планет солнечной системы, сумевших вырвать этих небесных гостей из крепких объятий дальнего космоса в районе пояса Койпера. Долгопериодические кометы — это более крупные небесные тела, прилетающие к нам из дальних уголков облака Оорта. Именно эта область космоса является родиной всех комет, которые регулярно наведываются с визитом к своей звезде. Через миллионы лет с каждым последующим визитом в солнечную систему размеры долгопериодических комет уменьшаются. В результате такая комета может перейти в разряд короткопериодических, сократив срок своей космической жизни.

За время наблюдений за космосом зафиксированы все известные до сегодняшнего дня кометы. Рассчитаны траектории этих небесных тел, время их очередного появления в пределах солнечной системы и установлены приблизительные размеры. Одно из них даже продемонстрировало нам свою гибель.

Падение в июле 1994 году короткопериодической кометы Шумейкера-Леви 9 на Юпитер стало ярчайшим событием в истории астрономических наблюдений за околоземным пространством. Комета вблизи Юпитера раскололась на фрагменты. Самый крупный из них имел размеры более двух километров. Падение небесной гостьи на Юпитер продолжалось в течение недели, с 17 по 22 июля 1994 года.

Теоретически возможно столкновение Земли с кометой, однако из того числа небесных тел, которые нам известны на сегодняшний день, ни одно из них во время своего путешествия не пересекается с траекторией полета нашей планеты. Сохраняется угроза появления на пути нашей Земли долгопериодической кометы, которая еще вне зоны досягаемости средств обнаружения. В такой ситуации столкновение Земли с кометой может обернуться катастрофой глобального масштаба.

Всего известно более 400 короткопериодических комет, которые регулярно посещают нас. Большое количество долгопериодических комет прилетает к нам из дальнего, открытого космоса, рождаясь в 20–100 тыс. а.е. от нашей звезды. Только в XX веке таких небесных тел зафиксировано более 200. Наблюдать такие удаленные космические объекты в телескоп было практически невозможно. Благодаря телескопу Хаббл появились снимки уголков космоса, на которых удалось обнаружить полет долгопериодической кометы. Этот далекий объект выглядит, как туманность, украшенная хвостом длиной в миллионы километров.

Состав кометы, ее строение и главные особенности

Главная часть этого небесного тела — ядро кометы. Именно в ядре сосредоточена основная масса кометы, которая варьируется от несколько сотен тысяч тонн до миллиона. По своему составу небесные красавицы — ледяные кометы, поэтому при близком рассмотрении являются грязными ледяными комками больших размеров. По своему составу ледяная комета представляет собой конгломерат твердых фрагментов различных размеров, скрепленных космическим льдом. Как правило, лед ядра кометы — это водяной лед с примесью аммиака и углекислоты. Твердые фрагменты состоят из метеорного вещества и могут иметь размеры, сравнимые с частицами пыли или, наоборот, иметь размеры в несколько километров.

В научном мире принято считать, что кометы являются космическими доставщиками воды и органических соединений в открытом космосе. Изучая спектр ядра небесной путешественницы и газовый состав ее хвоста, стала понятна ледяная природа этих комических объектов.

Интересны процессы, которые сопровождают полет кометы в космическом пространстве. Большую часть своего пути, находясь на огромном расстоянии от звезды нашей солнечной системы, эти небесные странницы не видны. Сильно вытянутые эллиптические орбиты способствуют этому. По мере приближения к Солнцу комета нагревается, в результате чего запускается процесс сублимации космического льда, составляющего основу ядра кометы. Говоря понятным языком, ледяная основа кометного ядра, минуя этап плавления, начинает активно испаряться. Вместо пыли и льда под воздействием солнечного ветра молекулы воды разрушаются и образуют вокруг ядра кометы кому. Это своеобразная корона небесной путешественницы, зона, состоящая из молекул водорода. Кома может иметь огромные размеры, растянувшись на сотни тысяч, миллионы километров.

По мере того как космический объект приближается к Солнцу, скорость кометы стремительно растет, начинают действовать не только центробежные силы и гравитация. Под воздействием притяжения Солнца и негравитационных процессов испаряющиеся частицы кометного вещества образуют хвост кометы. Чем ближе объект к Солнцу, тем интенсивнее, больше и ярче хвост кометы, состоящий из разреженной плазмы. Эта часть кометы наиболее заметна и видимая с Земли считается у астрономов одним из самых ярких астрофизических явлений.

Пролетая достаточно близко от Земли, комета позволяет детально рассмотреть всю ее структуру. За головой небесного тела обязательно тянется шлейф, состоящий из пыли, газа и метеорного вещества, которое чаще всего и попадает в дальнейшем на нашу планету в виде метеоров.

История комет, полет которых наблюдался с Земли

Рядом с нашей планетой постоянно пролетают различные космические объекты, озаряя своим присутствием небосвод. Своим появлением кометы часто вызывали у людей необоснованный страх и ужас. Древние оракулы и звездочеты связывали появление кометы с началом опасных жизненных периодов, с наступлением катаклизмов планетарного масштаба. Несмотря на то, что хвост кометы составляет всего миллионную часть массы небесного тела – это наиболее яркая часть космического объекта, дающая 0,99% света в видимом спектре.

Первой кометой, которую сумели обнаружить в телескоп, стала Большая комета 1680 года, более известная как комета Ньютона. Благодаря появлению этого объекта ученому удалось получить подтверждения своих теорий относительно законов Кеплера.

За время наблюдений за небесной сферой человечеству удалось создать список наиболее частых космических гостей, регулярно посещающих нашу солнечную систему. В этом списке на первом месте определенно стоит комета Галлея – знаменитость, которая озарила нас своим присутствием уже в тридцатый раз. Это небесное тело наблюдал еще Аристотель. Ближайшая комета получила свое название благодаря стараниям астронома Галлея в 1682 году, рассчитавшего ее орбиту и следующее появление на небе. Наша спутница с регулярностью 75-76 лет пролетает в зоне нашей видимости. Характерной особенностью нашей гостьи является то, что, несмотря на яркий след в ночном небе, ядро кометы имеет практически темную поверхность, напоминая собой обычный кусок каменного угля.

На втором месте по популярности и знаменитости находится комета Энке. Это небесное тело имеет один из самых коротких периодов обращения, который равняется 3,29 земных года. Благодаря этой гостье мы можем регулярно наблюдать на ночном небе метеорный поток Тауриды.

Другие наиболее знаменитые последние кометы, осчастливившие нас своим появлением, имеют также громадные периоды обращения. В 2011 году была открыта комета Лавджоя, сумевшая пролететь в непосредственной близости от Солнца и при этом остаться целой и невредимой. Эта комета относится к долгопериодическим, с периодом обращения 13 500 лет. С момента своего обнаружения эта небесная гостья будет пребывать в области солнечной системы до 2050 года, после чего на долгие 9000 лет покинет пределы ближнего космоса.

Самым ярким событием начала нового тысячелетия, в прямом и в переносном смысле, стала комета Макнота, открытая в 2006 году. Это небесное светило можно было наблюдать даже невооруженным глазом. Следующее посещение нашей солнечной системы этой яркой красавицей намечено через 90 тыс. лет.

Следующая комета, которая может посетить наш небосвод в ближайшее время, вероятно будет 185P/Петрю. Ее станет заметно, начиная с 27 января 2019 года. На ночном небе это светило будет соответствовать яркости 11 звездной величины.

Если у вас возникли вопросы - оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Запущенный в марте 2004 года, после 10 лет и 6,4 миллиардов километров пути, зонд Европейского космического агентства Rosetta прибыл в своq конечный пункт назначения – к комете Чурюмова-Герасименко.

Зонд Розетта (Rosetta) назван в честь Розеттского камня — выгравированного блока, который имел решающее значение в расшифровке египетских иероглифов. Ученые надеются, что наблюдения, выполненные космическим аппаратом, раскроют каким образом Солнечная система образовалась 4,5 миллиарда лет назад.

Траектория полета и анимация движения кометы

Кстати, на этой анимации, помимо кометы Чурюмова-Герасименко, можно посмотреть траектории таких комет как Вильда 2, Галлея и Виртанена.

Десятилетний путь к комете

Зонд Розетта несет небольшой 62-килограммовый спускаемый аппарат, названный Фила (Philae), в честь острова в реке Нил, где был найден Розеттский камень. В ноябре 2014 года посадочный модуль Фила покинет корабль и опустится на комету. Из-за низкой гравитации посадочный модуль вобьет в поверхность гарпун для фиксации себя на поверхности. Это будет первый раз, когда космический аппарат мягко сядет на поверхность кометы.

Ожидается что зонд, стоимостью 1,3 миллиарда евро, проработает до 2015 года.

Фотографии кометы Чурюмова-Герасименко

Текущие фотографии уже показали на удивление неправильную форму для 5 километровой кометы, которая, возможно, представляет собой объединение двух ледяных тел или результат неравномерного испарения ядра во время предыдущих облетов Солнца.

Кометы состоят из льда, пыли и пород, которые остались после формирования Солнечной системы.

Ядро кометы с расстояния 234 км

Как вы можете видеть из приведенного выше изображения навигационной камеры NavCam, ядро кометы 67P/Чурюмова-Герасименко неправильной формы и имеет размер 3,5 на 4 км — меньше, чем многие горы на Земле, а также намного меньше, чем оба спутника Марса, Фобос и Деймос. С расстояния 300 километров форма ядра отчетливо видна и хорошо заметны множество деталей на поверхности.

Ядро кометы состоит из двух долей, соединённых перешейком. Обе доли проявляют очень холмистый рельеф. Поверхность перешейка хорошо отражает свет и довольно гладкая, возможно, это свежий лед, но требуется более детальные исследования, чтобы выяснить природу этого яркого материала.

Вращение ядра кометы 67P/Чурюмова-Герасименко медленное, на один оборот вокруг своей оси уходит 12 часов и 36 минут.

Вращение зонда вокруг кометы

На протяжении всего августа и сентября 2014 года зонд будет приближаться к комете, сокращая расстояние до 70 километров. Планируется что в октябре 2014 года Розетта приблизится менее чем на 5 км от поверхности кометы, чтобы найти подходящее место для посадки модуля Фила.

Посадка модуля Фила

11 ноября 2014 года, посадочный модуль отделится от космического корабля Розетта и направится к комете. Дата может слегка варьировать, в связи с поиском подходящего места посадки.

Сразу же после приземления, из зонда выстрелит гарпун в поверхность для надежного закрепления на поверхности кометы. Поверхностная гравитация чрезвычайно слаба и посадочный модуль может легко улететь в космос. Зонд Фила, как ожидается, проработает в течение семи дней, возможно и дольше. Модуль передаст панорамы поверхности, произведет отбор проб материала, пробуренных с поверхности и измерит состав газов. Также будет произведен замер количества тяжелой воды (вода у которой вместо обычного водорода его изотоп Дейтерий называется тяжелой) — по отношению к обычной воде.

Модуль Philae на поверхности

Одна из целей модуля Фила это подтверждение или опровержение гипотезы о том, что вся вода на Земле появилась в результате бомбардировки планеты кометами. Соотношение обычной воды и тяжелой могут дать ответ на этот вопрос.
Еще одним приоритетом исследования является проверки наличия органических соединений и есть ли на комете простейшие ингредиенты для жизни?

Будущее миссии

После того, как посадочный модуль перестанет работать, Розетта будет продолжать исследование кометы, поскольку она продолжит приближаться к Солнцу, которое согревает ее поверхность и увеличивает испарение с ее поверхности, вследствие чего расширяется ее кома.

13 августа 2015 года комета Чурюмова-Герасименко достигнет перигелия — своей ближайшей точки к Солнцу на минимальное расстояние 1,29 а.е. что в 1,29 раза больше чем от Земли до Солнца.

При приближении к перигелию маневры Розетты будут иметь решающее значение для продления жизни корабля, т.к. частицы льда, пыли и остального испаряющегося материала с поверхности вполне могут повредить корабль или его огромные солнечные батареи. Основные цели миссии, как ожидается, будут завершены задолго до перигелия.

Если Розетта переживет перигелий, то это уникальная возможность для наблюдения за кометой при ее отдалении от Солнца.

К этому моменту, однако, бортовые запасы топлива будут весьма скудны и солнечные батареи, скорее всего, будут частично повреждены и не смогут вырабатывать максимальное количество тока.

Дальнейшая судьба корабля

Ученые могут попытаться посадить космический корабль Розетта на комету, в сентябре или октябре 2015 года, в другом месте, нежели модуль Фила, чтобы полученные изображения и другие данные дали полную картину. В отличие Фила, Розетта не была разработана для приземления (или “прикомечивания”), но может пережить очень мягкую посадку.

Соглашение об использовании материалов сайта

Просим использовать работы, опубликованные на сайте , исключительно в личных целях. Публикация материалов на других сайтах запрещена.
Данная работа (и все другие) доступна для скачивания совершенно бесплатно. Мысленно можете поблагодарить ее автора и коллектив сайта.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Подобные документы

Астероид – планетоподобное тело Солнечной системы: классы, параметры, формы, сосредоточение в космическом пространстве. Названия крупнейших астероидов. Комета – небесное тело, обращающееся вокруг Солнца по вытянутым орбитам. Состав его ядра и хвоста.

презентация , добавлен 13.02.2013


Наука астрономия. Открытие кометы Галлея. Параболические кометы. Периодические кометы. Подразделение комет по периодам обращения. Возмущения со стороны планет. Структура комет. Формы кометных хвостов. Обнаружение комет, их названия. Происхождение комет.

реферат , добавлен 21.09.2008


Изучение физических характеристик и движение астероидов. Происхождение и виды метеоритов. Исследование природы, орбиты, массы и основных частей кометы. Изучение метеора как явления, возникающего при сгорании в атмосфере Земли мелких метеорных тел.

презентация , добавлен 20.10.2015


Фотографии появления кометы Галлея. Комета Хейла-Боппа над Индейской пещерой. Комета Хиакутаке, появившаяся в 1996 году. Типы орбит, по которым движутся кометы. Схематическое изображение основных частей кометы. Главные газовые составляющие комет.

презентация , добавлен 05.04.2012


Строение комет. Классификация кометных хвостов по предложению Бредихина. Облако Оорта как источник всех долгопериодических комет. Пояс Койпера и внешние планеты Солнечной системы. Классификация и типы астероидов. Пояс астероидов и протопланетарный диск.

презентация , добавлен 27.02.2012


Понятие и классификация малых тел Солнечной системы. Астероиды и расположение их скоплений вокруг Солнца. Состав и строение комет, периоды их видимости на небосводе. Метеоры и их потоки. Сущность метеоритов и примеры космических тел, упавших на Землю.

презентация , добавлен 08.12.2014


Классификация астероидов, сосредоточение большинства из них в пределах пояса астероидов, расположенного между орбитами Марса и Юпитера. Основные известные астероиды. Состав комет (ядро и светлая туманная оболочка), их различия в длине и форме хвоста.