Комета (от др.-греч. κομ?της , kom?t?s — «волосатый, косматый») — небольшое ледяное небесное тело, движущееся по орбите в Солнечной системе, которое частично испаряется при приближении к Солнцу, в результате чего возникает диффузная оболочка из пыли и газа, а также один или несколько хвостов.
Первое появление кометы, которое удалось зарегистрировать в хрониках, датируется 2296 годом до н.э. И сделала это женщина, жена императора Яо, у которого появился на свет сын ставший впоследствии императором Та-Ю, основателем династии Хиа. Именно с этого момента и следили за ночным небом китайские астрономы и лишь благодаря им, мы знаем об этой дате. С нее и начинает отсчет история кометной астрономии. Китайцы не только описывали кометы, но и наносили на звездную карту пути комет, что позволило современным астрономам отождествить самые яркие из их, проследить эволюцию их орбит и получить другую полезную информацию.
Невозможно не заметить на небе зрелища столь редкостного, когда на небе видно туманное светило, иногда настолько яркое, что может сверкать сквозь облака (1577 год), затмевая даже Луну. Аристотель в IV веке до н.э. объяснил явление кометы следующим образом: легкая, теплая, «сухая пневма» (газы Земли) поднимается к границам атмосферы, попадает в сферу небесного огня и воспламеняется - так образуются «хвостатые звезды». Аристотель утверждал, что кометы вызывают сильные бури, засуху. Его представления были общепризнанными в течение двух тысячелетий. В средние века кометы считались предвестниками войн и эпидемий. Так вторжение норманнов в Южную Англию в 1066 году связывали с появлением в небе кометы Галлея. С появлением в небе кометы ассоциировалось и падение Константинополя в 1456 году. Изучая появление кометы в 1577 году, Тихо Браге установил, что она движется далеко за орбитой Луны. Начиналось время исследования орбит комет...
Первым фанатиком, жаждущим открытия комет, был служащий Парижской обсерватории Шарль Мессье. В историю астрономии он вошел как составитель каталога туманностей и звездных скоплений, предназначавшегося для поиска комет, чтобы не принимать далекие туманные объекты за новые кометы. За 39 лет наблюдений Мессье открыл 13 новых комет! В первой половине XIX столетия среди «ловцов» комет особенно отличился Жан Понс. Сторож Марсельской обсерватории, а позднее ее директор, соорудил небольшой любительский телескоп и, следуя примеру своего соотечественника Мессье, занялся поисками комет. Дело оказалось столь увлекательным, что за 26 лет он открыл 33 новых кометы! Не случайно астрономы прозвали его «Кометным магнитом». Рекорд, установленный Понсом, до сих пор остается непревзойденным. Доступно наблюдениям порядка 50 комет. В 1861 году получен первый снимок кометы. Однако, согласно архивных данных в анналах Гарвардского университете обнаружена запись от 28 сентября 1858 года, в которой Георг Бонд сообщил о попытке получить фотографическое изображение кометы в фокусе 15" рефрактора! При выдержке 6" проработалась наиболее яркая часть комы размером 15 угловых секунд. Фотография не сохранилась.
Каталог кометных орбит 1999г содержит 1722 орбиты для 1688 кометных появлений, относящихся к 1036 различным кометам. С древнейших времен до наших дней замечено и описано уже около 2000 комет. За 300 лет после Ньютона вычислены орбиты более 700 из них. Общие результаты таковы. Большинство комет движется по эллипсам, умеренно или сильно вытянутым. Самым коротким маршрутом ходит комета Энке - от орбиты Меркурия до Юпитера и обратно за 3,3 года. Самая далекая из тех, что наблюдались дважды, - комета, открытая в 1788 г. Каролиной Гершель и вернувшаяся через 154 года с расстояния 57 а.е. В 1914 г. на побитие рекорда дальности пошла комета Делавана. Она удалится на 170 000 а.е. и "финиширует" через 24 млн лет.
На данный момент обнаружено более 400 короткопериодических комет . Из них около 200 наблюдалось в более чем одном прохождении перигелия. Многие из них входят в так называемые семейства. Например, приблизительно 50 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).
Земные наблюдения многих комет и результаты исследований кометы Галлея с помощью космических аппаратов в 1986г подтвердили гипотезу, высказанную впервые Ф. Уипплом в 1949г о том, что ядра комет представляют собой что-то вроде “грязных снежков” нескольких километров в поперечнике. По-видимому, они состоят из замерзших воды, двуокиси углерода, метана и аммиака с вмерзшей внутрь пылью и каменистым веществом. При приближении кометы к Солнцу лед под действием солнечного тепла начинает испаряться, а улетучивающийся газ образует вокруг ядра диффузную светящуюся сферу, называемую комой. Кома может достигать в поперечнике миллиона километров. Само по себе ядро слишком мало, чтобы его можно было непосредственно увидеть. Наблюдения в ультрафиолетовом диапазоне спектра, проведенные с космических аппаратов, показали, что кометы окружены огромными облаками водорода, размером во много миллионов километров. Водород получается в результате разложения молекул воды под действием солнечного излучения. В 1996г было обнаружено рентгеновское излучение кометы Хиякутаке, а впоследствии открыли, что и другие кометы являются источниками рентгеновского излучения.
Наблюдения в 2001г, проведенные с помощью высоко-дисперсионного спектрометра телескопа Subara, позволили астрономам впервые измерить температуру заледенелого аммиака в ядре кометы. Значение температуры в 28 + 2 градуса по Кельвину позволяет предположить, что комета LINEAR (C/1999 S4) сформировалась между орбитами Сатурна и Урана. Это означает, что теперь астрономы могут не только определять условия, в которых формируются кометы, но и находить место их возникновения. С помощью спектрального анализа в головах и хвостах комет были обнаружены органические молекулы и частицы: атомарный и молекулярный углерод, гибрид углерода, окись углерода, сульфид углерода, цианистый метил; неорганические составляющие: водород, кислород, натрий, кальций, хром, кобальт, марганец, железо, никель, медь, ванадий. Наблюдаемые в кометах молекулы и атомы, в большинстве случаев, являются «обломками» более сложных родительских молекул и молекулярных комплексов. Природа происхождения родительских молекул в кометных ядрах до сих пор не разгадана. Пока только ясно, что это очень сложные молекулы и соединения типа аминокислот! Некоторые исследователи считают, что такой химический состав может служить катализатором возникновения жизни или начальным условием ее зарождения при попадании этих сложных соединений в атмосферы или на поверхности планет с достаточно устойчивыми и благоприятными условиями.

У людей, наблюдающих за падающей в небе звездой, может возникнуть вопрос, а что такое комета? Это слово в переводе с греческого означает «длинноволосая». Во время приближения к Солнцу астероид начинает нагреваться и принимает эффективный вид: пыль и газ начинают улетать с поверхности кометы, образуя красивый, яркий хвост.

Появление комет

Появление комет предсказать практически невозможно. Ученые и любители обращают на них внимание с давних времен. Большие небесные тела пролетают у Земли редко, и такое зрелище завораживает и устрашает. В истории есть сведения о таких ярких телах, которые сверкают через облака, затмевая своим свечением даже Луну. Именно с появлением первого такого тела (в 1577 году) началось изучение движения комет. Первые ученые смогли открыть десятки самых разных астероидов: приближение их к орбите Юпитера начинается свечением хвоста, а чем ближе тело к нашей планете, тем ярче оно горит.

Известно, что кометы - такие тела, которые движутся по определенным траекториям. Обычно она имеет вытянутую форму, и характеризуется положением относительно Солнца.

Орбита кометы может быть самой необычной. Время от времени некоторые из них возвращаются к Солнцу. Ученые говорят, что такие кометы - периодические: они пролетают возле планет через определенный промежуток времени.

Кометы

Любое светящиеся тело люди с давних времен называли звездой, а те, за которыми тянулись хвосты, - кометами. Позже астрономы выявили, что кометы - это огромные твердые тела, представляющие крупные ледяные обломки вперемешку с пылью, камнями. Они прилетают из далекого космоса и могут или пролетать мимо, или вращаться вокруг Солнца, периодически показываясь на нашем небе. Известно, что такие кометы движутся по эллиптическим орбитам самого разного размера: некоторые возвращаются раз в двадцать лет, а какие-то появляются раз в сотни лет.

Периодические кометы

Ученые знают немало информации о кометах периодического типа. Для них рассчитаны орбиты и время возвращения. Появление таких тел не является неожиданным. Среди них имеются короткопериодические и долгопериодические.

К короткопериодическим относят кометы, которые можно увидеть на небосводе несколько раз в жизни. Другие же могут не появиться на небе на протяжении столетий. Одной из самых известных короткопериодических комет является комета Галлея. Она показывается у Земли раз в 76 лет. Длина хвоста этого гиганта достигает нескольких миллионов километров. Она пролетает настолько далеко от нас, что кажется полоской на небе. Последний ее визит был зафиксирован в 1986 году.

Падение комет

Ученым известно немало случаев падения астероидов на планеты, причем не только на Землю. В 1992 году гигант Шумейкер-Леви подошел очень близко к Юпитеру и был разорван его гравитацией на многочисленные куски. Осколки растянулись в цепочку, а затем удалились от орбиты планеты. Через два года цепь астероидов вернулась к Юпитеру и упала на него.

По мнению некоторых ученых, если астероид летает в центре солнечной системы, то он будет жить долгие тысячи лет, пока не испарится, пролетая в очередной раз у Солнца.

Комета, астероид, метеорит

Ученые выделили разницу в значении астероидов, комет, метеоритов. Обычные люди этими названиями называют любые тела, увиденные в небе и имеющие хвосты, но это не правильно. С научной точки зрения, астероиды - это огромные каменные глыбы, плавающие в космосе по определенным орбитам.

Кометы похожи на астероиды, но у них больше льда и других элементов. При подлете близко к Солнцу у комет возникает хвост.

Метеориты - это мелкие камни и другой космический мусор, размером меньше килограмма. Обычно их видно в атмосфере в виде падающих звезд.

Известные кометы

Самой яркой кометой двадцатого века стала комета Хейла-Боппа. Ее открыли в 1995 году, а через два года она стала видимой на небе невооруженным глазом. В небесном пространстве ее можно было наблюдать больше года. Это намного дольше, чем сияние других тел.

В 2012 году учеными была обнаружена комета ISON. По прогнозам, она должна была стать самой яркой, но, подойдя к Солнцу, не смогла оправдать ожидания астрономов. Однако ее прозвали в СМИ "кометой века".

Самой знаменитой является комета Галлея. Она сыграла важную роль в истории астрономии, в том числе помогла вывести закон тяготения. Первым ученым, описавшим небесные тела, был Галлилей. Его сведения не раз обрабатывались, вносились изменения, добавлялись новые факты. Однажды Галлей обратил внимание на очень необычную закономерность появления трех небесных тел с промежутком в 76 лет и перемещающиеся почти на одной траектории. Он сделал вывод, что это не три разных тела, а одно. Позже Ньютон использовал его расчеты для построения теории гравитации, которая получила название теории всемирного тяготения. Последний раз комету Галлея видели на небе в 1986 году, а следующее ее появление будет в 2061.

В 2006 году Роберт Макнот открыл одноименное небесное тело. По предположениям, оно не должно было ярко светиться, однако при сближении с Солнцем комета начала быстро набирать яркость. Через год она стала светиться ярче Венеры. Пролетая вблизи Земли, небесное тело устроило настоящее зрелище для землян: ее хвост изогнулся на небе.

Комета, небольшое небесное тело (ядро), имеющее протяжённую разреженную оболочку и движущееся по сильно вытянутой орбите, при приближении к Солнцу обильно выделяющее газ. С кометами связаны разнообразные физические процессы, от сублимации (сухое испарение) льда до плазменных явлений. Кометы – это остатки формирования Солнечной системы, переходная ступень к межзвездному веществу. Наблюдение комет и даже их открытие нередко осуществляются любителями астрономии. Иногда кометы бывают столь яркими, что привлекают всеобщее внимание. В прошлом появление ярких комет вызывало у людей страх и служило источником вдохновения для художников и карикатуристов.

Характеристика орбит

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 P , 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.

Орбита кометы и изменение направления хвостов кометы Хейла–Боппа

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).

Названия комет

Кометы открывают достаточно часто. Названия комет отражают время от открытия.

Многие кометы носят названия NEAT , а далее год открытия и цифры. Так называют кометы, открытые в рамках наблюдений по программе NEAT (Near Earth Asteroid Tracking – программа слежения за астероидами, пролетающими вблизи Земли).

Комета NEAT С 2001 G 4

Обозначения комет расшифровываются так – C/2004 R1: 2004 – текущий год, R – буквенное обозначение полумесяца открытия 1 – номер кометы в данном полумесяце. Буква P ставится впереди, если комета периодическая, например P/2004 R1.

Месяцы	январь	февраль	март	апрель	май	июнь
1–15
16–30(31)
Месяцы	июль	август	сентябрь	октябрь	ноябрь	декабрь
1–15
16–30(31)

Кроме того, кометы могут носить фамилии людей открывших их, например, комета Галлея, комета Мачхолца, комета Шумейкера–Леви 9 или комета Мак-Нота.

Движение и пространственное распределение

Все кометы являются членами Солнечной системы. Они, как и планеты, подчиняются законам тяготения, но движутся весьма своеобразно. Все планеты обращаются вокруг Солнца в одном направлении (которое называют «прямым» в отличие от «обратного») по почти круговым орбитам, лежащим примерно в одной плоскости (эклиптики), а кометы движутся как в прямом, так и обратном направлениях по сильно вытянутым (эксцентричным) орбитам, наклоненным под различными углами к эклиптике. Именно характер движения сразу выдает комету.

Долгопериодические кометы (с орбитальным периодом более 200 лет) прилетают из областей, расположенных в тысячи раз дальше, чем самые удаленные планеты, причем их орбиты бывают наклонены под всевозможными углами. 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.

Типы хвостов

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.

Структура

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.

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.

У каждой кометы несколько различных составных частей:

• Ядро: относительно твердое и стабильное, состоящее в основном изо льда и газа с небольшими добавками пыли и других твердых веществ.
• Голова (кома): светящаяся газовая оболочка, возникающая под действием электромагнитного и корпускулярного излучения Солнца. Плотное облако водяного пара, углекислого и других нейтральных газов сублимирующих из ядра.
• Пылевой хвост состоит из очень мелких частиц пыли уносимых от ядра потоком газа. Эта часть кометы лучше всего видна невооруженным глазом.
• Плазменный (ионный) хвост состоит из плазмы (ионизованных газов), интенсивно взаимодействует с солнечным ветром.

Кометы интересуют многих людей. Эти небесные тела захватывают молодых и людей постарше, женщин и мужчин, астрономов-профессионалов и просто любителей астрономии. И наш портал сайт предлагает самые актуальные новости о последних открытиях, фото и видео комет, а также много другой полезной информации, с которой вы сможете ознакомиться в этом разделе.

Кометы – небольшие небесные тела, вращающиеся вокруг Солнца по коническому сечению с довольно растянутой орбитой, имеющие туманный вид. Комета при приближении к Солнцу формирует кому и иногда хвост из пыли и газа.

Ученые предполагают, что периодически кометы прилетают в Солнечную систему из облака Оорта, так как в нем содержится множество кометных ядер. Как правило, тела, находящиеся на окраинах Солнечной системы, состоят из летучих веществ (метановых, водяных и прочих газов), которые испаряются во время подлета к Солнцу.

На сегодняшний день выявили больше четырехсот короткопериодических комет. Причем половина из них находилась в более чем одном прохождении перигелия. Большинство из них входят в семейства. К примеру, многие короткопериодические кометы (за 3-10 лет делают оборот вокруг Солнца) образуют семейство Юпитера. Малочисленными являются семейства Урана, Сатурна и Нептуна (знаменитая комета Галлея относится к последнему).

Кометы, которые прибывают из глубины Космоса, представляют собой туманные объекты, за которыми тянется хвост. Часто в длину он достигает нескольких миллионов километров. Что касается ядра кометы, то это тело из твердых частиц, окутанное комой (туманная оболочка). Ядро диаметром в 2 км может иметь кому в 80 000 км в поперечнике. Солнечные лучи выбивают из комы частицы газа и отбрасывают их назад, вытягивая их в дымчатый хвост, движущийся за ней в космическом пространстве.

Яркость комет в большей степени зависит от того, на каком расстоянии они находятся от Солнца. Из всех комет только незначительная часть приближается к Земле и Солнцу настолько, что их можно заметить невооруженным глазом. Причем самые заметные из них принято называть «великими (большими) кометами».

Большинство из наблюдаемых нами «падающих звезд» (метеоритов) имеют кометное происхождение. Это частицы, потерянные кометой, которые при попадании в атмосферу планет сгорают.

Номенклатура комет

За все года изучения комет правила их именования много раз уточняли и меняли. До начала ХХ века многие кометы просто называли по году их обнаружения, нередко с дополнительными уточнениями относительно сезона года или яркости, если в этом году комет было несколько. К примеру, «Большая сентябрьская комета 1882 года», «Большая январская комета 1910 года», «Дневная комета 1910 года».

После того как Галлею удалось доказать, что кометы 1531, 1607 и 1682 года представляют одну и ту же комету, она получила название кометы Галлея. Также он предсказал, что в 1759 году она вернется. Вторая и третья кометы получили имена Бэлы и Энке в честь ученых, которые вычислили орбиту комет, невзирая на то, что первая комета наблюдалась еще Мессье, а вторая Мешеном. Немного спустя периодические кометы называли в честь их открывателей. Ну а те кометы, которая наблюдались только в одном прохождении перигелия, называли, как и раньше, по году появления.

В начале ХХ века, когда стали чаще открывать кометы, было принято решение об окончательном именовании комет, которое сохранилось и по сей день. Только когда комету выявят три независимых наблюдателя, она получала имя. Множество комет в последние годы открывается посредством инструментов, которые обнаруживают целые команды ученых. Кометы в таких случаях именуются по инструментам. К примеру комета С/1983 Н1 (IRAS – Араки – Олкока) была открыта спутником IRAS, Джорджем Олкоком и Генъити Араки. В прошлом еще одна команда астрономов открывала периодические кометы, к которым добавляли номер, к примеру, кометы Шумейкеров – Леви 1 – 9. Сегодня самыми разными инструментами открывается огромное количество планет, что сделало данную систему непрактичной. Поэтому было принято решение прибегнуть к специальной системе обозначения комет.

До начала 1994 г. кометам давали временные обозначения, которые состояли из года открытия плюс латинская строчная буква, указывающая порядок их открытия в этом году (к примеру, комета 1969i являлась 9 кометой, которая была открыта в 1969 году). Как только комета прошла перигелий, ее орбита устанавливалась, и она получала постоянное обозначение, а именно год прохождения перигелия плюс римское число, которое указывает порядок прохождения перигелия в этом году. Например, комете 1969i дали постоянное обозначение 1970 II (означает, что это вторая комета, которая прошла перигелий в 1970 году).

По мере увеличения количества открытых комет данная процедура стала весьма неудобной. Поэтому Международный астрономический союз в 1994 году принял новую систему обозначения комет. Сегодня название комет включает год открытия, букву, означающую половину месяца, в котором было открытие, и сам номер открытия в данной половине месяца. Эта система напоминает ту, которая применялась для именования астероидов. Так, четвертая комета, которая была открыта в 2006 году, во второй половине февраля имеет обозначение 2006 D4. Также перед обозначением ставят префикс. Он объясняет природу кометы. Принято использовать такие префиксы:

· C/ - долгопериодическая комета.

· P/ - короткопериодическая комета (та, которая наблюдалась в двух и больше прохождениях перигелия, или комета, чей период менее двести лет).

· X/ - комета, для которой не удалось вычислить достоверную орбиту (чаще всего для исторических комет).

· A/ - объекты, ошибочно принятые за кометы, но оказавшиеся астероидами.

· D/ - кометы были потеряны или разрушились.

Строение комет

Газовые составляющие комет

Ядро

Ядро представляет собой твердую часть кометы, где сосредоточена практически вся ее масса. На данный момент ядра комет недоступны к изучению, так как скрыты постоянно образующейся светящейся материей.

Ядро, по самой распространенной модели Уиппла, – это смесь льдов с включением частиц метеорного вещества. Слой замороженных газов, согласно этой теории, чередуется с пылевыми слоями. Газы по мере нагревания испаряются, увлекают облака пыли за собой. Таким образом, можно объяснить образование пылевых и газовых хвостов у комет.

Но по результатам исследований, которые были проведены с помощью американкой автоматической станции в 2015 году, ядро складывается из рыхлого материала. Это ком пыли с порами, которые занимают до 80 процентов его объема.

Кома

Кома – светлая туманная оболочка, окружающая ядро, состоящая из пыли и газов. Чаще всего тянется от 100 тыс. до 1,4 млн км от ядра. Под высоким давлением света деформируется. В результате она вытягивается в антисолнечном направлении. Вместе с ядром кома формирует голову кометы. Обычно кома состоит из 4 основных частей:

• внутренняя (химическая, молекулярная и фотохимическая) кома;
• видимая кома (или ее еще называют кома радикалов);
• атомная (ультрафиолетовая) кома.

Хвост

С приближением к Солнцу у ярких комет формируется хвост – слабая светящаяся полоса, которая чаще всего в результате действия солнечного света направлена от Солнца в противоположную сторону. Невзирая на то что в коме и хвосте содержится меньше одной миллионной доли массы кометы, практически 99,9% свечения, которое мы видим во время прохождения кометы по небу, состоит именно из газовых образований. Все потому, что ядро имеет низкое альбедо и само по себе очень компактно.

Хвосты комет могут отличаться как формой, так и длиной. У некоторых они тянутся через все небо. К примеру, хвост кометы, который видели в 1944 году, имел длину в 20 млн км. Еще больше впечатляет длина хвоста Большой кометы 1680 года, которая составляла 240 млн км. Еще были зафиксированы случаи, когда хвост отделяется от кометы.

Хвосты комет практически прозрачны и не имеют резких очертаний – сквозь них отлично видны звезды, поскольку образованы из сверхразреженного вещества (его плотность намного меньше, чем плотность газа из зажигалки). Что касается состава, то он разнообразен: мельчайшие пылинки или газ, или же смесь обоих. Состав большинства пылинок напоминает астероидные материалы, что выяснилось в результате исследования космическим аппаратом «Стардаст» кометы 81Р/Вильда. Можно сказать, что это «видимое ничто»: мы можем видеть хвосты комет только по той причине, что пыль и газ светятся. Причем сочетание газа непосредственно связано с его ионизацией УФ-лучами и потоками частиц, которые выбрасываются с солнечной поверхности, а пыль рассеивает солнечный свет.

В конце 19 века астроном Федор Бредихин разработал теорию форм и хвостов. Также он создал классификацию кометных хвостов, которая и по сей день используется в астрономии. Он предложил относить хвосты комет к главным трем типам: узкие и прямые, направленные от Солнца; искривленные и широкие, уклоняющие от центрального светила; короткие, сильно уклоненные от Солнца.

Столь разные формы хвостов комет астрономы объясняют следующим образом. Составляющие частицы комет имеют неодинаковые свойства и состав и по-разному реагируют на солнечное излучение. Поэтому пути этих частиц в пространстве «расходятся», в результате чего хвосты космических путешественниц получают разные формы.

Изучение комет

Человечество с давних времен проявляло интерес к кометам. Их неожиданность появления и необычный вид служили на протяжении многих веков источником различных суеверий. Появление в небе данных космических тел с ярко светящимся хвостом древние связывали с наступлением тяжелых времен и предстоящими бедами.

Благодаря Тихо Браге в эпоху Возрождения кометы стали относиться к небесным телам.

Более подробное представление о кометах люди получили благодаря путешествию в 1986 году к комете Галлея на таких космических аппаратах, как «Джотто», а также «Вега-1» и «Вега-2». Приборы, установленные на данных аппаратах, передали изображения ядра кометы и разные сведения о ее оболочке на Землю. Выяснилось, что ядро кометы складывается в основном из простого льда (с незначительным включением метановых и углекислых льдов) и полевых частиц. Собственно, они формируют оболочку кометы, а по мере приближения ее к Солнцу часть из них под воздействием давления солнечного ветра и солнечных лучей переходит в хвост.

По подсчетам ученых, размеры ядра кометы Галлея равны нескольким километрам: 7,5 км в поперечном направлении, 14 км – в длину.

Ядро кометы Галлея отличается неправильной формой и постоянно вращается вокруг оси, которая по предположениям Фридриха Бесселя практически перпендикулярная плоскости орбиты кометы. Что касается периода вращения, то он составлял 53 часа, что хорошо согласовывалось с вычислениями.

Космический аппарат NASA «Дип Импакт» в 2005 году сбросил зонд на комету Темпеля 1, что позволило передать изображение ее поверхности.

Изучение комет в России

Первые сведения о кометах появились в «Повести временных лет». Было видно, что летописцы уделяли появлению комет особое значение, так как их считали предвестницами разных несчастий – мора, войн и т.д. Но в языке Древней Руси какого-то отдельного названия им не давали, так как их считали хвостастыми звездами, движущимися по небу. Когда описание кометы попало на страницы летописей (1066 год), астрономический объект назывался «звезда велика; звезда образ копииныи; звезда… испущающе луча, еюже прозываху блистаньницю».

Понятие «комета» появилось в русском языке после перевода европейских сочинений, речь в которых шла о кометах. Самое ранее упоминание было замечено в сборнике «Бисер златый», представляющем собой что-то по типу целой энциклопедии о мироустройстве. В начале 16 века «Луцидариус» перевели с немецкого языка. Так как слово для русских читателей было новым, переводчик пояснял его привычным для всех наименованием «звезда», а именно «звезда комита дает блистание от себе яко луч». Но понятие «комета» прочного вошло в русский язык только в средине 1660-х годов, когда в европейском небе действительно появились кометы. Данное событие вызвало особый интерес. Из переводных сочинений русские узнавали, что кометы мало чем похожи на звезды. Вплоть до начала 18 века отношение к появлению комет как к знамениям сохранилось как в Европе, так и в России. Но тогда появились первые сочинения, которые отрицали загадочную природу комет.

Русские ученые осваивали европейские научные знания о кометах, что позволило им внести свой немалый вклад в их изучение. Астроном Федор Брединих во второй половине 19 века построил теорию природы комет, объяснив происхождение хвостов и их причудливое разнообразие форм.

Для всех тех, кто хочет подробнее ознакомиться с кометами, узнать об актуальных новостях, наш портал сайт предлагает следить за материалами данного раздела.

Комета (от др.-греч. волосатый, косматый) - небольшое небесное тело, имеющее туманный вид, обращающееся вокруг Солнца по коническому сечению с весьма растянутой орбитой. При приближении к Солнцу комета образует кому и иногда хвост из газа и пыли.

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.

2. Долгопериодические
Предположительно, долгопериодические кометы залетают к нам из Облака Оорта, в котором находится огромное количество кометных ядер. Тела, находящиеся на окраинах Солнечной системы, как правило, состоят из летучих веществ (водяных, метановых и других льдов), испаряющихся при подлёте к Солнцу. Долгопериодические кометы (с орбитальным периодом более 200 лет) прилетают из областей, расположенных в тысячи раз дальше, чем самые удаленные планеты, причем их орбиты бывают наклонены под всевозможными углами.
К этому классу относятся многие кометы. Поскольку их периоды обращения составляют миллионы лет, в течение века в окрестности Солнца появляется лишь одна десятитысячная их часть. В 20 веке наблюдалось около 250 таких комет; следовательно, всего их миллионы. К тому же далеко не все кометы приближаются к Солнцу настолько, чтобы стать видимыми: если перигелий (ближайшая к Солнцу точка) орбиты кометы лежит за орбитой Юпитера, то заметить ее практически невозможно.
Учитывая это, в 1950 Ян Оорт предположил, что пространство вокруг Солнца на расстоянии 20–100 тыс. а.е. (астрономических единиц: 1 а.е. = 150 млн. км, расстояние от Земли до Солнца) заполнено ядрами комет, численность которых оценивается в 10 12 , а полная масса – в 1–100 масс Земли. Внешняя граница «кометного облака» Оорта определяется тем, что на этом расстоянии от Солнца на движение комет существенно влияет притяжение соседних звезд и других массивных объектов. Звезды перемещаются относительно Солнца, их возмущающее влияние на кометы изменяется, и это приводит к эволюции кометных орбит. Так, случайно комета может оказаться на орбите, проходящей вблизи Солнца, но на следующем обороте ее орбита немного изменится, и комета пройдет вдали от Солнца. Однако вместо нее из облака Оорта в окрестность Солнца будут постоянно попадать «новые» кометы.

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.

Орбита и скорость

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.

КОМЕТЫ В СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЕ

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.

Номенклатура комет

За минувшие столетия правила именования комет неоднократно меняли и уточняли. До начала XX века большинство комет называлось по году их обнаружения, иногда с дополнительными уточнениями относительно яркости или сезона года, если комет в этом году было несколько. Например, «Большая комета 1680 года», «Большая сентябрьская комета 1882 года», «Дневная комета 1910 года» («Большая январская комета 1910 года»).
После того как Галлей доказал, что кометы 1531, 1607 и 1682 года - это одна и та же комета, и предсказал её возвращение в 1759 году, данная комета стала называться Кометой Галлея. Также, вторая и третья известные периодические кометы получили имена Энке и Биэлы в честь ученых, вычисливших орбиту комет, несмотря на то, что первая комета наблюдалась ещё Мешеном, а вторая - Мессье в XVIII в. Позже, периодические кометы обычно называли в честь их первооткрывателей. Кометы, наблюдавшиеся лишь в одном прохождении перигелия, продолжали называть по году появления.
В начале XX века, когда открытия комет стали частым событием, было выработано соглашение об именовании комет, которое остается актуальным до сих пор. Комета получает имя только после того, как её обнаружат три независимых наблюдателя. В последние годы, множество комет открывается с помощью инструментов, которые обслуживают большие команды ученых. В таких случаях кометы именуются по инструментам. Например, комета C/1983 H1 (IRAS - Араки - Олкока) была независимо открыта спутником IRAS и любителями астрономии Гэнъити Араки (Genichi Araki) и Джорджем Олкоком (George Alcock). В прошлом, если одна группа астрономов открывала несколько комет, к именам добавляли номер (но только для периодических комет), например, кометы Шумейкеров-Леви 1-9. Сейчас рядом инструментов открывается множество комет, что сделало такую систему непрактичной. Вместо этого используют специальную систему обозначения комет.
До 1994 года кометам сначала давали временные обозначения, состоявшие из года их открытия и латинской строчной буквы, которая указывает порядок их открытия в данном году (например, комета 1969i была девятой кометой, открытой в 1969 году). После того, как комета проходила перигелий, её орбита надежно устанавливалась, после чего комета получала постоянное обозначение, состоявшее из года прохождения перигелия и римского числа, указывавшего на порядок прохождения перигелия в данном году. Так комете 1969i было дано постоянное обозначение 1970 II (вторая комета, прошедшая перигелий в 1970 году).
По мере увеличения числа открытых комет эта процедура стала очень неудобной. В 1994 году Международный астрономический союз одобрил новую систему обозначений комет. Сейчас в название кометы входит год открытия, буква, обозначающая половину месяца, в котором произошло открытие, и номер открытия в этой половине месяца. Эта система похожа на ту, которая используется для именования астероидов. Таким образом, четвёртая комета, открытая во второй половине февраля 2006 года получает обозначение 2006 D4. Перед обозначением кометы ставят префикс, указывающий на природу кометы. Используются следующие префиксы:

P/ - короткопериодическая комета (то есть комета, чей период меньше 200 лет, или которая наблюдалась в двух или более прохождениях перигелия);
C/ - долгопериодическая комета;
X/ - комета, достоверную орбиту для которой не удалось вычислить (обычно для исторических комет);
D/ - кометы разрушились или были потеряны;
A/ - объекты, которые были ошибочно приняты за кометы, но реально оказавшиеся астероидами.

Например, комета Хейла - Боппа получила обозначение C/1995 O1. Обычно после второго замеченного прохождения перигелия периодические кометы получают порядковый номер. Так, комета Галлея впервые была обнаружена в 1682 году. Её обозначение в том появлении по современной системе - 1P/1682 Q1. Кометы, которые впервые были обнаружены как астероиды, сохраняют буквенное обозначение. Например, P/2004 EW38 (Catalina-LINEAR).

Строение комет

Комета состоит:
1. Ядро
2. Кома
3. Хвост

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).

Перечислены основные газовые составляющие комет в порядке убывания их содержания. Движение газа в хвостах комет показывает, что на него сильно влияют негравитационные силы. Свечение газа возбуждается солнечным излучением.
Атомы	Молекулы	Ионы
ГАЗОВЫЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ КОМЕТЫ

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

Ядро - твёрдая часть кометы, в которой сосредоточена почти вся её масса. Ядра комет на данный момент недоступны телескопическим наблюдениям, поскольку скрыты непрерывно образующейся светящейся материей.
По наиболее распространённой модели Уиппла ядро - смесь льдов с вкраплением частиц метеорного вещества (теория «грязного снежка»). При таком строении слои замороженных газов чередуются с пылевыми слоями. По мере нагревания газы, испаряясь, увлекают за собой облака пыли. Это позволяет объяснить образование газовых и пылевых хвостов у комет.
Согласно исследованиям, проведённым с помощью запущенной в 2005 году американской автоматической станции Deep Impact, ядро состоит из очень рыхлого материала и представляет собой ком пыли с порами, занимающими 80% его объёма.
Ядра комет состоят изо льда с добавлением космической пыли и замороженных летучих соединений: монооксида и диоксида углерода, метана, аммиака.

КОМЕТЫ В СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЕ

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.

ВСТРЕЧА С КОМЕТОЙ

- Комета Галлея стала первой кометой, исследованной с помощью космических аппаратов. 6 и 9 марта 1986 года «Вега-1» и «Вега-2» прошли на расстоянии 8890 и 8030 км от ядра кометы. Они передали 1500 снимков внутреннего гало и, впервые в истории, фотографии ядра, и провели ряд инструментальных наблюдений. Благодаря их наблюдениям удалось скорректировать орбиту следующего космического аппарата - зонда Европейского космического агентства «Джотто», благодаря чему удалось 14 марта подлететь ещё ближе, на расстояние 605 км. Также свой вклад в изучение кометы внесли и два японских аппарата: «Суйсэй» (пролёт 8 марта, 150 тысяч км) и «Сакигакэ» (10 марта, 7 млн км, использовался для наведения предыдущего аппарата). Все эти 5 космических аппаратов, исследовавших комету Галлея во время её прохода в 1986, получили неофициальное название «Армада Галлея». - С кометой Борелли 21 сентября 2001 года сблизился космический аппарат «Deep Space 1», получив наилучшие на тот момент снимки ядра кометы. - Комета Вильда 2 в 2004 году была исследована космическим аппаратом Стардаст. Во время сближения на расстояние до 240 км был выяснен диаметр ядра (5 км), зафиксированы 10 струй газа (джетов), извергающихся с его поверхности. - Комета Темпеля была основным объектом миссии НАСА «Deep impact». 4 июля 2005 года выпущенный зонд «Импактор» столкнулся с ядром, приведя к выбросу горных пород объёмом около 10 тыс. тонн. - Комета Хартли была вторым объектом исследования миссии НАСА Deep impact, сближение произошло 4 ноября 2010 до расстояния 700 км. Были замечены мощные джеты, в которых отмечались крупные обломки вещества кометы размером с баскетбольный мяч. - На орбиту кометы Чурюмова-Герасименко в 2014 году вышел космический аппарат «Розетта», в ноябре 2014 планируется приземление спускаемого модуля на ядро.

ВСТРЕЧА С КОМЕТОЙ

Размер ядра кометы можно оценить из наблюдений в то время, когда оно далеко от Солнца и не окутано газопылевой оболочкой. В этом случае свет отражается только твердой поверхностью ядра, и его видимый блеск зависит от площади сечения и коэффициента отражения (альбедо).
Сублимация - переход вещества из твердого состояния в газообразное важен для физики комет. Измерения яркости и спектров излучения комет показали, что плавление основных льдов начинается на расстоянии 2,5–3,0 а.е., как должно быть, если лед в основном водяной. Это подтвердилось при изучении комет Галлея и Джакобини – Циннера. Газы, наблюдающиеся первыми при сближении кометы с Солнцем (CN, C 2), вероятно, растворены в водяном льде и образуют газовые гидраты (клатраты). Каким образом этот «составной» лед будет сублимироваться, в значительной степени зависит от термодинамических свойств водяного льда. Сублимация пыле-ледяной смеси происходит в несколько этапов. Потоки газа и подхваченные ими мелкие и пушистые пылинки покидают ядро, поскольку притяжение у его поверхности крайне слабое. Но плотные или скрепленные между собой тяжелые пылинки газовый поток не уносит, и формируется пылевая кора. Затем солнечные лучи нагревают пылевой слой, тепло проходит внутрь, лед сублимируется, и газовые потоки прорываются, ломая пылевую кору. Эти эффекты проявились при наблюдении кометы Галлея в 1986: сублимация и отток газа происходили лишь в нескольких областях ядра кометы, освещенных Солнцем. Вероятно, в этих областях обнажился лед, тогда как остальная поверхность была закрыта корой. Вырвавшиеся на свободу газ и пыль формируют наблюдаемые структуры вокруг ядра кометы.

КОМА

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).

Снимок кометы C/2001 Q4 (NEAT)

КОМЕТЫ В СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЕ

Поскольку льды ядра в основном водяные, то и кома в основном содержит молекулы H 2 O. Фотодиссоциация разрушает H 2 O 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.

ХВОСТ

Хвост кометы - вытянутый шлейф из пыли и газа кометного вещества, образующийся при приближении кометы к Солнцу и видимый благодаря рассеянию на нём солнечного света. Обычно направлен от Солнца.
При приближении кометы к Солнцу с поверхности её ядра начинают сублимироваться летучие вещества с малой температурой кипения, такие как вода, моноксид, оксид углерода, метан, азот и, возможно, другие замёрзшие газы. Этот процесс и приводит к образованию комы. Испарение этого грязного льда высвобождает пылевые частицы, которые относятся газом от ядра. Молекулы газов в коме поглощают солнечный свет и переизлучают его затем на разных длинах волн (это явление называется флуоресценцией), а пылевые частицы рассеивают солнечный свет в различных направлениях без изменения длины волны. Оба эти процесса приводят к тому, что кома становится видимой для стороннего наблюдателя.
Несмотря на то, что в хвосте и коме сосредоточено менее одной миллионной доли массы кометы, почти 99,9% свечения, наблюдаемого нами при прохождении кометы по небу, происходит именно из этих газовых образований. Дело в том, что ядро очень компактно и имеет низкий коэффициент отражения (альбедо).
Хвосты комет различаются длиной и формой. У некоторых комет они тянутся через всё небо. Например, хвост кометы, появившейся в 1944 году, был длиной 20 млн км. А комета C/1680 V1 имела хвост, протянувшийся на 240 млн км. Также были зафиксированы случаи отделения хвоста от кометы (C/2007 N3 (Лулинь)).
Хвосты комет не имеют резких очертаний и практически прозрачны - сквозь них хорошо видны звёзды, - так как образованы из чрезвычайно разрежённого вещества (его плотность гораздо меньше, чем плотность газа, выпущенного из зажигалки). Состав его разнообразен: газ или мельчайшие пылинки, или же смесь того и другого. Состав большинства пылинок схож с астероидным материалом солнечной системы, что выяснилось в результате исследования кометы 81P/Вильда космическим аппаратом «Стардаст». По сути, это «видимое ничто»: человек может наблюдать хвосты комет только потому, что газ и пыль светятся. При этом свечение газа связано с его ионизацией ультрафиолетовыми лучами и потоками частиц, выбрасываемых с солнечной поверхности, а пыль просто рассеивает солнечный свет.
Теорию хвостов и форм комет разработал в конце XIX века русский астроном Фёдор Бредихин. Ему же принадлежит и классификация кометных хвостов, использующаяся в современной астрономии.

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.

Астрономы объясняют столь различные формы кометных хвостов следующим образом. Частицы, из которых состоят кометы, обладают неодинаковым составом и свойствами и по-разному отзываются на солнечное излучение. Таким образом, пути этих частиц в пространстве «расходятся», и хвосты космических путешественниц приобретают разные формы.
Скорость частицы, вылетевшей из ядра кометы складывается из скорости, приобретённой в результате действия Солнца - она направлена от Солнца к частице, и скорости движения кометы, вектор которой касателен к её орбите, поэтому частицы, вылетевшие к определённому моменту, в общем случае расположатся не на прямой линии, а на кривой, называемой синдинамой. Синдинама и будет представлять собой положение хвоста кометы в этот момент времени. При отдельных резких выбросах частицы образуют отрезки или линии на синдинаме под углом к ней, называемые синхронами. Насколько хвост кометы будет отличаться от направления от Солнца к комете, зависит от массы частиц и действия Солнца.

Действие солнечного излучения на кому приводит к образованию хвоста кометы. Но и здесь пыль и газ ведут себя по-разному. Ультрафиолетовое излучение солнца ионизирует часть молекул газов, и давление солнечного ветра, представляющего собой поток испускаемых Солнцем заряженных частиц, толкает ионы, вытягивая кому в длинный хвост, который может иметь протяжённость более чем 100 миллионов километров. Изменения в потоке солнечного ветра могут приводить к наблюдаемым быстрым изменениям вида хвоста и даже полному или частичному обрыву. Ионы разгоняются солнечным ветром до скоростей в десятки и сотни километров в секунду, много больших, чем скорость орбитального движения кометы. Поэтому их движение направлено почти точно в направлении от Солнца, как и формируемый ими хвост I типа. Ионные хвосты имеют обусловленное флуоресценцией голубоватое свечение. На кометную пыль солнечный ветер почти не действует, её выталкивает из комы давление солнечного света. Пыль разгоняется светом гораздо слабее чем ионы солнечным ветром, поэтому её движение определяется начальной орбитальной скоростью движения и ускорением под действием давления света. Пыль отстаёт от ионного хвоста и формирует изогнутые в направлении орбиты хвосты II или III типа. Хвосты II типа формируются равномерным потоком пыли с поверхности. Хвосты III типа являются результатом кратковременного выброса большого облака пыли. Вследствие разброса ускорений, приобретаемых пылинками разного размера под действием силы давления света, начальное облако также растягивается в хвост, обычно изогнутый ещё сильнее, чем хвост II типа. Пылевые хвосты светятся рассеянным красноватым светом.
Пылевой хвост обычно однородный и тянется на миллионы и десятки миллионов километров. Он образован пылинками, отброшенными давлением солнечного света от ядра в антисолнечном направлении, и имеет желтоватый цвет, поскольку пылинки просто рассеивают солнечный свет. Структуры пылевого хвоста могут объясняться неравномерным извержением пыли из ядра или разрушением пылинок.
Плазменный хвост в десятки и даже сотни миллионов километров длиной – это видимое проявление сложного взаимодействия между кометой и солнечным ветром. Некоторые покинувшие ядро молекулы ионизуются солнечным излучением, образуя молекулярные ионы (H 2 O+, OH+, CO+, CO 2 +) и электроны. Эта плазма препятствует движению солнечного ветра, пронизанного магнитным полем. Наталкиваясь на комету, силовые линии поля оборачиваются вокруг нее, принимая форму шпильки для волос и образуя две области противоположной полярности. Молекулярные ионы захватываются в эту магнитную структуру и образуют в центральной, наиболее плотной ее части видимый плазменный хвост, имеющий голубой цвет из-за спектральных полос CO+. Роль солнечного ветра в формировании плазменных хвостов установили Л.Бирман и Х.Альвен в 1950-х годах. Их расчеты подтвердили измерения с космических аппаратов, пролетевших через хвосты комет Джакобини – Циннера и Галлея в 1985 и 1986.
В плазменном хвосте происходят и другие явления взаимодействия с солнечным ветром, налетающим на комету со скоростью около 400 км/с и образующим перед ней ударную волну, в которой уплотняется вещество ветра и головы кометы. Существенную роль играет процесс «захвата»; суть его в том, что нейтральные молекулы кометы свободно проникают в поток солнечного ветра, но сразу после ионизации начинают активно взаимодействовать с магнитным полем и ускоряются до значительных энергий. Правда, иногда наблюдаются весьма энергичные молекулярные ионы, необъяснимые с точки зрения указанного механизма. Процесс захвата возбуждает также плазменные волны в гигантском объеме пространства вокруг ядра. Наблюдение этих явлений имеет фундаментальный интерес для физики плазмы.
Замечательное зрелище представляет «обрыв хвоста». Как известно, в нормальном состоянии плазменный хвост связан с головой кометы магнитным полем. Однако нередко хвост отрывается от головы и отстает, а на его месте образуется новый. Это случается, когда комета проходит через границу областей солнечного ветра с противоположно направленным магнитным полем. В этот момент магнитная структура хвоста перестраивается, что выглядит как обрыв и формирование нового хвоста. Сложная топология магнитного поля приводит к ускорению заряженных частиц; возможно, этим объясняется появление упомянутых выше быстрых ионов.
Антихвост - это термин, который используется в астрономии для описания одного из трёх видов хвостов, которые появляются у кометы при её приближении к Солнцу. Особенность этого хвоста заключается в том, что в отличие от двух других хвостов, пылевого и газового, он направлен в сторону Солнца, а не от него, поэтому он геометрически противоположен другим хвостам. Антихвост состоит из крупных частиц пыли, которые, в силу своей массы и размера, слабо подвержены влиянию солнечного ветра и, как правило, остаются в плоскости орбиты кометы, в конечном итоге, принимая форму диска. Из-за довольно малой концентрации частиц пыли увидеть этот диск в обычных условиях практически невозможно. Поэтому его можно зафиксировать только с ребра, когда он достаточно ярок для наблюдения. Это становится возможным в короткий промежуток времени, когда Земля пересекает плоскость орбиты кометы. В результате диск становится виден в форме небольшого хвоста, направленного в сторону от Солнца.
Поскольку частицы пыли принимают форму диска, то вполне естественно, что антихвост существует не только впереди, но и позади, и по бокам кометы. Но по бокам кометы он не виден из-за кометного ядра, а позади - теряется за более плотными и яркими пылевым и газовым хвостами.
Большинство проходящих комет слишком малы, чтобы у них можно было различить антихвост, но есть и достаточно крупные для этого кометы, например, комета C/1995 O1 (Хейла - Боппа) в 1997.

Выродившаяся комета

Выродившаяся комета - это комета, которая потеряла большую часть своих летучих веществ и поэтому при приближении к Солнцу уже не образующая хвост или кому. Все летучие вещества уже испарились с ядра кометы, а оставшиеся породы состоят в основном из относительно тяжёлых нелетучих элементов, сходных с теми, которые распространены на поверхности астероидов. Вымершие кометы представляют собой небольшие тёмные небесные тела, которые очень трудно обнаружить даже в самые сильные телескопы.
Чтобы комета превратилась в вымершую, ей совсем не обязательно терять все свои летучие вещества: достаточно лишь, чтобы они оказались запечатанными под слоем осадочных нелетучих соединений. Такие слои могут образовываться, если в составе поверхности кометы есть нелетучие соединения. Когда газы и другие летучие вещества испаряются, нелетучие соединения осаждаются вниз и, накапливаясь, образуют корку толщиной в несколько сантиметров, которая, в конце концов, полностью перекрывает доступ солнечной энергии в глубинные слои. В результате солнечное тепло уже не может пробиться сквозь эту корку и нагреть их до температуры, при которой они начали бы испаряться, - комета превращается в вымершую. Такие типы комет ещё иногда называют скрытыми или спящими. Примером такого тела может являться астероид (14827) Гипнос.
Термин спящая комета также используется для описания неактивных комет, которые могут стать активными, если окажутся достаточно близко к Солнцу. Например, при прохождении перигелия в 2008 году значительно активизировалась кометная активность астероида (52872) Окироя. А астероид (60558) Эхекл, после того как у него было зафиксировано появление комы, получил ещё и кометное обозначение 174P/Echeclus.

Когда астероиды и кометы были выделены в два различных класса, долгое время не были сформулированы основные отличия этих классов друг от друга. Разрешить этот вопрос удалось лишь в 2006 году на 26-й генеральной ассамблее в Праге. Основным отличием между астероидом и кометой было признано то, что комета в процессе приближения к Солнцу формирует вокруг себя кому из-за сублимации льда вблизи поверхности под действием солнечного излучения, астероид же комы никогда не образует. В результате некоторые объекты получили сразу два обозначения, поскольку сначала они были классифицированы как астероиды, но потом, при обнаружении у них кометной активности, получили ещё и кометное обозначение. Ещё одно различие состоит в том, что кометы, как правило, имеют более вытянутые орбиты, чем большинство астероидов, - следовательно, «астероиды» с большим эксцентриситетом орбит, скорее всего, являются ядрами вымерших комет. Другой важный показатель - близость орбиты к Солнцу: предполагается, что большинство объектов, движущихся по близким к Солнцу орбитам, также являются вымершими кометами. Примерно 6% всех сближающихся с Землёй астероидов являются вымершими кометами, которые уже полностью истощили свои запасы летучих веществ. Вполне возможно, что все кометы рано или поздно теряют все свои летучие вещества и превращаются в астероиды.