Kas ir komētas?
Komētas ir lieli kosmosa objekti, kas sastāv no sasalušām gāzēm, akmeņiem un putekļiem, kuri kopā ar pārējiem Saules sistēmas debess ķermeņiem griežas ap zvaigzni. Sākotnējā stāvoklī komētas ir diezgan lielas un var būt veselu pilsētu lielumā. Bet komētas dzīves cikla laikā, atrodoties Saules orbītā, pakāpeniski uzkarst, tuvojoties siltuma avotam, tādējādi zaudējot masu.
Saule tos ne tikai silda, bet arī piesaista daļiņas, tāpēc parādās milzīgas astes, kas stiepjas miljoniem kilometru garumā, apgaismojot telpas tumsu. Tas, kas uztur komētu kustībā un virza tās ceļu, ir smagums no visām planētām un zvaigznēm, kurām tā iet cauri. Kad komēta tuvojas Saulei, tā pārvietojas ātrāk un ātrāk, jo, jo tuvāk objektam ir gravitācijas avots, jo spēcīgāk tā uz to iedarbojas. Komētas aste ne tikai kustēsies ātrāk, bet arī kļūs garāka, jo vairāk vielu iztvaikos.
Kāpēc komētas sauc par komētām?
Izskata un astes dēļ komētas ieguva savu vārdu, jo “κομήτης, komḗtēs” no senās grieķu valodas ir tulkots kā “astes”, “matains”, “pinkains”.
Interesants fakts: komētas aste vienmēr būs vērsta vienā virzienā. Iztēle var novilkt šos ķermeņus ar astēm, kas vērstas kustībai pretējā virzienā. Bet patiesībā tas vienmēr tiks vērsts prom no Saules.
Zinātnieki uzskata, ka Saules sistēmā cirkulē daudz komētu. Līdz šim saskaņā ar NASA oficiālo vietni astronomi ir reģistrējuši 3595 komētas.
Komētu izpētes vēsture
Senatnē cilvēki, kuri bija pieraduši jebkurai parādībai piešķirt mitoloģisku un dievišķu raksturu, nepabrauca garām, un debesīs parādījās dīvainas, gaišas joslas, dažreiz slīdot naktī. Daži viņus sauca par mirušo dvēselēm.
Bet laiks pagāja un attīstījās zinātniska doma. Pirmais, kurš komētas pasludināja par gaismas gāzi, bija Aristotelis. Pēc viņa Seneka jau ieteica, ka šiem noslēpumainajiem debess objektiem ir orbītas.
Komētas pārvietojas orbītā, tāpēc tās atkal un atkal atgriežas astronomu redzeslaukā. Tika izvirzītas teorijas par iegarenām eliptiskajām orbītām, taču šīs teorijas neatrada universālu atpazīšanu un apstiprinājumu līdz 18. gadsimtam. Pirmo šādu hipotēzi izvirzīja vācu zinātnieks Georgs Derfels 1681. gadā. Īzaks Ņūtons tikai 6 gadus pēc sava priekšgājēja darba publicēšanas mēģināja to izskaidrot, iepazīstinot pasauli ar saviem ģeniālajiem gravitācijas likumiem. Ņūtons arī paziņoja, ka komētas ir akmeņaini priekšmeti, kas satur ledu, kas iztvaiko, tuvojoties Saulei, tādējādi izveidojot asti.
1705. gadā Edmunds Hallijs izpētīja visus dokumentētos komētu gadījumus un, izmantojot Ņūtona fiziku, mēģināja noteikt to orbītu parametrus. Tas viņu noveda pie teorijas, ka komētas 1531, 1607 un 1682 faktiski bija tas pats objekts, kas parādīsies 75 gadus pēc pēdējās parādīšanās. Halijs kļuva par pirmo cilvēku, kurš spēja veiksmīgi paredzēt komētas atgriešanos - tas, tieši pēc viņa aprēķiniem, parādījās 1759. gadā. Tad viņa ieguva vārdu - Halley's comet.
Saikne starp meteoru dušām un komētām tika pierādīta 19. gadsimta beigās, kad itāļu astronoms Džovanni Šiaparelli izvirzīja hipotēzi par meteorītu dušu Perseids, kas katru augustu bija redzams ar neapbruņotu aci. Tās sistemātiskais izskats ir saistīts ar faktu, ka Zeme iet cauri gružu mākonim, kuru atstāja Swift-Tuttle komēta. Šī teorija ļāva zinātniekam secināt, ka komētām ir cieta virsma, kas ir pārklāta ar ledus kārtu.
Piecdesmitajos gados amerikāņu astronoms Freds Lawrence Whipple ierosināja, ka komētas faktiski sastāv no vairāk ledus nekā akmens un satur saldētu ūdeni, oglekļa dioksīdu un amonjaku. Vipeplesa teoriju apstiprināja novērojumi par kosmosa kuģiem, kas tika palaisti gadsimta otrajā pusē.
Interesants fakts: Gadu gaitā komētas tiek interpretētas kā gaidāmā likteņa pazīmes vai veiksmes aizsācējas. Romas imperators Nero domāja, ka komēta paredz viņa slepkavību, un tāpēc viņš nogalināja visus savus dzīvos pēctečus. Pāvests Kalliksts III faktiski mēģināja izraidīt komētu Haliju no baznīcas, uzskatot, ka viņš ir velna aģents. Viljams iekarotājs komētu uzskatīja par labu zīmi pirms iebrukuma Anglijā 1066.
Komētu struktūra un sastāvs
Tagad mēs zinām, ka komētu kodolus galvenokārt veido ledus, kas iztvaiko, kad komēta atrodas tuvu Saulei. Tas rada dinamisku tvaiku atmosfēru, kas sastāv no uzlādētām daļiņām, kuras sauc par joniem un putekļu daļiņām, kuras var sastāvēt no silikātiem, ogļūdeņražiem un ledus. Šo atmosfēru sauc par komu. Novēroto komētu kodolu garums ir no desmitiem metru līdz aptuveni 60 km. Koma ap čaulu izveido apvalku, kura platums var būt miljoniem kilometru, un to ieskauj vēl lielāks ūdeņraža apvalks.
Komētas astes virziens
Putekļi un tvaiks rada divas atsevišķas astes, bet parasti tās ir vērstas aptuveni vienā virzienā. Abas astes vienmēr ir vērstas prom no saules, bet uzlādētās daļiņas spēcīgāk reaģē uz magnētisko lauku un saules vēju, kas padara to vērstu tieši pretējā virzienā no zvaigznes. Putekļu daļiņas ir mazāk jutīgas pret šo efektu, tāpēc putekļu astes virziens ir izliekts atkarībā no komētas orbītas.
Interesants fakts: NASA kosmosa zonde 2009. gadā paņēma paraugu no Comet Wild-2, un zinātnieki atklāja, ka tā satur aminoskābi glicīnu, kas ir vissvarīgākais dzīvības izcelsmes elements. Nesenais pētījums parādīja, ka komēta varētu nokrist uz Zemes, nesot līdz 9 triljoniem organisko materiālu, tādējādi nodrošinot nepieciešamo enerģiju un materiālus nopietnāku molekulu sintēzei, kas vēlāk radīja dzīvību.
Ar ko komētas atšķiras viena no otras?
Komētas viena no otras galvenokārt atšķiras pēc svara un lieluma. To lielums var ievērojami atšķirties, taču, ņemot vērā citu kosmosa objektu lielumu, komētas joprojām ir mazi debess ķermeņi. Bet, ja jums būtu amatieru teleskops un jūs vērojāt komētas nakts debesīs, jūs, iespējams, pamanījāt, ka tās atšķiras arī pēc spilgtuma un formas. Šie parametri galvenokārt ir atkarīgi no komētas ķīmiskā sastāva.
Komētu izcelsme
Komētu izcelsmi var noteikt pēc to orbītas parametriem. Tiek uzskatīts, ka komētas, kas griežas ap Sauli mazāk nekā 200 gadus, nāk no Kuipera jostas. Kuipera josta atrodas ārpus Neptūna orbītas, un to izvirzīja holandiešu-amerikāņu astronoms Žerārs Kuipers 1951. gadā. Pašlaik tiek lēsts, ka josta satur apmēram 1000 miljardus komētu.
Tiek uzskatīts, ka komētas, kuru periods pārsniedz 200 gadus, nāk no Oortas mākoņa. Oortas mākonis ir sfērisks mākonis, kas rotē ap Sauli vairāk nekā 1,5 gaismas gadu attālumā no Kuipera jostas malas. Šī ir trešdaļa no attāluma līdz tuvākajai zvaigznei Proxima Centauri.
Igauņu astronoms Ernsts Epiks vispirms ierosināja, ka komētas ar ilgu rotācijas periodu varētu būt cēlušās no Oortas mākoņa 1932. gadā, un šī ideja turpināja attīstīties Jana Oorta rakstos 1950. gadā. Tiek uzskatīts, ka Oortas mākonis satur simtiem miljardu komētu, un dažās no tām var būt tāds ledus daudzums, kas vairākas reizes pārsniedz visu Zemes ūdens masu.
Kā komētas atšķiras no asteroīdiem un meteorītiem?
Meteori ir saistīti ar spilgtām zibspuldzēm debesīs, kuras bieži sauc par “šaušanas zvaigznēm”.Meteoroīdi ir objekti kosmosā, kuru izmēri variē no putekļu graudiem līdz maziem asteroīdiem. Faktiski šie ir tikai akmeņi, kas lido pa kosmosu. Kad meteoroīdi lielā ātrumā nonāk Zemes (vai citas planētas, piemēram, Marsa) atmosfērā un izdeg, ugunsbumbas vai “šaušanas zvaigznes” tiek sauktas par meteorēm. Kad meteoroīds pārvietojas pa atmosfēru un nokrīt uz zemes, to sauc par meteorītu. Tas viss ir atkarīgs no kosmiskā ķermeņa lieluma.
Asteroīds, ko dažreiz sauc par mazām planētām, ir lieli, akmens fragmenti bez atmosfēras, kas palika pēc mūsu saules sistēmas veidošanās pirmajiem posmiem pirms apmēram 4,6 miljardiem gadu. Lielākā daļa atrodas starp Marsu un Jupiteru. Asteroīdu izmēri ir ļoti atšķirīgi - tie var sasniegt 530 kilometru diametru vai būt ļoti mazi un sasniegt tikai 10 metrus.Galvenā atšķirība starp asteroīdu un komētu ir to ķīmiskais sastāvs.
Interesants fakts: Visu asteroīdu kopējā masa Saules sistēmā ir mazāka par Mēness masu.
Kā komētas iegūst savu vārdu?
Komētu novērošanas vēsturei ir vairāk nekā 2000 gadu, kuru laikā katrai komētai tika izmantotas vairākas nosaukšanas shēmas. Mūsdienās dažām komētām var būt vairāki vārdi.
Pati pirmā sistēma bija raksturīga ar to, ka komētas saņēma vārdu par godu atklāšanas gadam (piemēram, 1680. gada Lielā komēta). Vēlāk astronomu starpā tika panākta vienošanās, ka komētu nosaukumos tiks izmantoti cilvēku vārdi, kas saistīti ar atklājumu (piemēram, Hale-Bopp komēta) vai pirmais detalizētais pētījums (piemēram, Halley's comet).
Kopš 20. gadsimta tehnoloģija ir nepārtraukti attīstījusies, un atklājumu skaits katru gadu ir audzis, tāpēc radās vajadzība izveidot universālāku sistēmu, izmantojot īpašus skaitļus.
Sākotnēji komētām tika piešķirti kodi tādā secībā, kādā komētas izturēja perifēriju (piemēram, komēta 1970 II). Bet pat šī sistēma nevarēja ilgi darboties, jo pat viņa nespēja tikt galā ar gada atklājumu skaitu. Kopš 1994. gada ir parādījusies jauna sistēma - kods tiek piešķirts, pamatojoties uz orbītas tipu un noteikšanas datumu (piemēram, C / 2012 S1):
- P / apzīmē periodisku komētu, kas šiem nolūkiem definēta kā jebkura komēta, kuras orbitālais periods ir mazāks par 200 gadiem, vai apstiprināti novērojumi ar vairāk nekā vienu periēlija pāreju;
- C / apzīmē neperiodisku komētu, tas ir, jebkuru komētu, kas nav periodiska saskaņā ar iepriekšējo punktu;
- X / norāda komētu, kurai nav iespējams aprēķināt orbītu (parasti to vēsturisko novērojumu komētas);
- D / norāda periodisku komētu, kas ir pazudusi, avarējusi vai nozaudēta. Kā piemērus var minēt Comet Lexell (D / 1770 L1) un Comet Shoemaker-Levy 9 (D / 1993 F2);
- A / norāda uz objektu, kas kļūdaini tika identificēts kā komēta, bet faktiski ir maznozīmīga planēta. Bet daudzus gadus šis nosaukums netika izmantots, bet 2017. gadā tas tika piemērots Oumuamua (A / 2017 U1), un pēc tam visiem asteroīdiem orbītā, kas līdzīgs komētām;
- I / apzīmē starpzvaigžņu objektu. Šis apzīmējums parādījās nesen, 2017. gadā, lai Oumuamua (1I / 2017 U1) sniegtu vispareizāko un precīzāko statusu. Kopš 2019. gada vienīgais objekts ar šo klasifikāciju ir Borisova komēta (2I / 2019 Q4).
Vai komētas rada draudus zemei?
Kopš tās veidošanās pirms vairāk nekā 4,5 miljardiem gadu Zeme daudzkārt ir bijusi pakļauta sadursmēm ar asteroīdiem un komētām, kad to pēdējā orbīta ienāca Saules sistēmas iekšējās robežās un iziet tiešā Zemes tuvumā. Šādi objekti kopumā tika saukti par “Zemes tuvumā esošiem objektiem”.
Atkarībā no trieciena objekta lieluma, šāda sadursme var radīt milzīgus postījumus vietējā un globālā mērogā. Un tas ir neapstrīdams fakts, ka kādā brīdī Zeme atkal sadursies ar citu debess ķermeni.Ir pārliecinoši zinātniski pierādījumi, ka kosmiskajām sadursmēm bija liela loma masveida izmiršanā, kas reģistrētas fosilijās visā pasaulē.
Zemes tuvumā esošajiem objektiem ir orbītas, kas sakrīt virzienā ar Zemi, tāpēc sadursme ar tiem nav tik graujoša, jo trieciena ātrums ir ievērojami samazināts. Bet komētas ap Sauli pārvietojas nedaudz dažādos veidos, kurus ir ārkārtīgi grūti paredzēt, tāpēc var notikt sadursme ar galvu, kas var izraisīt postošus rezultātus, saka pētnieki.
Diemžēl Zemes atmosfēra nav ideāla aizsardzība pret kosmiskām katastrofām, jo komētu lielums var sasniegt vairākus kilometrus. Tie ir īsti akmens un ledus kalni. Kad komēta nonāk Zemes atmosfērā, tās mazākās daļiņas iztvaiko un nesasniedz virsmu, bet lielās joprojām lido. Viņi rada triecienu sprādzienu, kas veido krāteri. Daži zinātnieki uzskata, ka lielākie krāteri uz Zemes izveidojās tieši komētu sadursmes rezultātā.
Slavenākās komētas Saules sistēmā
Komēta Halija
Hallejas komēta ir slavenākā no visām komētām. Galu galā britu zinātnieks Edmunds Hallijs bija pirmais, kurš spēja pierādīt komētu biežumu pēc saviem novērojumiem un pagātnes astronomu datu analīzes. Viņš spēja precīzi paredzēt komētas atgriešanos, kas pirmo reizi tika pamanīta 1066. gadā. Hallejas komēta, kas ir 8 km plata un 16 km gara, garā orbītā griežas ap Sauli ik pēc 75–76 gadiem. Pēdējo reizi tas pagāja tuvu Zemei 1986. gada februārī.
Komētas kurpnieki-Levy 9
Komēta Shoemaker-Levy 9 kļuva slavena ar to, ka 1992. gadā Jupitera gravitācijas ietekmē tā eksplodēja 21 daļā, un tad 1994. gadā visas detaļas sabruka uz gāzes giganta virsmas. Šo briļļu novēroja visi amatieru astronomi un profesionāļi. Tiek apgalvots, ka viena fragmenta - apmēram 3 km diametra - trieciens izraisīja eksploziju, kas ekvivalenta 6 miljoniem megatonu TNT.
Komēta Čurumovs-Gerasimenko
Eiropas kosmosa aģentūrai piederošā kosmosa zonde "Rosetta", kas tika palaista 2004. gadā, kurai bija paredzēts 2014. gadā nolaisties uz komētas Churyumov-Gerasimenko. Tiek uzskatīts, ka komētas platums ir apmēram pieci kilometri un šobrīd tā griežas ap Sauli apmēram ik pēc 6,6 gadiem. Tā orbīta kādreiz bija daudz lielāka, bet mijiedarbība ar Jupitera gravitāciju kopš 1840. gada mainīja to uz daudz mazāku. Tad orbitālais transportlīdzeklis pavadīja gandrīz divus blakus komētai, kad tā devās atpakaļ uz Sauli. Zonde pētīja komētas sastāvu, lai palīdzētu mums labāk izprast mūsu Saules sistēmas veidošanās vēsturi.
Komēta Hale-Boppa
1997. gada janvārī Hale-Bopp komēta tuvojās Zemei vistuvāk 4000 gadu laikā. Pēdējo reizi šis objekts lidoja netālu no mūsu planētas bronzas laikmetā, tas ir, 2000 gadus pirms mūsu ēras. Komēta Hale-Boppa ir daudz lielāka un centrālāka nekā Komēta Halija. Kodols sasniedz 40 km diametru un ir redzams ar neapbruņotu aci. Hale-Bopp ir tik spilgts, ka to varēja redzēt no Zemes 1995. gadā, kad tas vēl atradās ārpus Jupitera orbītas.
Komēta Borelli
Šī ir otrā komēta pēc Halley, kas tika nofotografēta tuvplānā ar kosmosa kuģa Deep Space 1 palīdzību, ko NASA nosūtīja 2001. gadā. Šī izpētes misija sniedza daudz datu zinātniekiem, pateicoties kuriem astronomi varēja daudz saprast par komētu kodoliem. Attēli parādīja, ka klinšainajam kodolim ir milzu sīpola forma, kas ir 8 kilometrus garš, un visa komēta ir savādi izliekta.
Atšķirībā no Halley komētas, kas veidojās Oortas mākonī pie Saules sistēmas ārējām robežām, domājams, ka Borrelli nāk no Kuipera jostas.
Komēta Hyakutake
Šī komēta radīja neizdzēšamu iespaidu uz zinātniekiem, kad 1996. gadā tā gāja netālu no mūsu planētas un tuvojās Zemei tikai 15 miljonu kilometru attālumā, kas bija tuvākais attālums, līdz kuram tuvojās citas komētas. Komēta neizpratnē bija astronomi, jo tā izstaroja starojuma starus 100 reizes intensīvāk, nekā gaidīts.
Kosmētikas kuģis “Ulysses” 1996. gada maijā izgāja cauri šīs komētas asij, parādot, ka tā garums ir vismaz 570 miljoni kilometru - divreiz garāks nekā jebkurai citai zināmai komētai.