"Астрономия (базовый уровень)", Воронцов-Вельяминов Б.А., Страут Е.К.
Комета — малое тело Солнечной системы, которое обращается вокруг Солнца и состоит главным образом из льдов, пыли и каменистых частиц. Вдали от Солнца её ядро остаётся холодным и почти незаметным, а при приближении лёд испаряется, образуя кому и хвост. Направление хвоста задают солнечный свет и солнечный ветер, поэтому он не обязательно находится позади кометы. По орбите можно оценить, когда комета вернётся к Солнцу.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Комета — малое тело Солнечной системы, состоящее преимущественно из льдов, пыли и каменистых частиц и движущееся по орбите вокруг Солнца. Это определение помогает отличить кометы от планет и астероидов по составу и поведению. Кометы особенно заметны, когда подходят близко к Солнцу.
Ядро кометы — твёрдая ледяно-пылевая часть кометы, сохраняющаяся вдали от Солнца. Именно в ядре сосредоточено основное вещество кометы, включая замёрзшую воду и газы. Понимание роли ядра помогает объяснить, откуда берутся газ и пыль вокруг кометы.
Кома — газово-пылевая оболочка, образующаяся вокруг ядра при нагревании кометы. Она возникает, когда часть вещества ядра переходит в газ и уносит с собой пыль. Кома помогает распознать активную комету, но не является её хвостом.
Хвост кометы — вытянутая часть кометы из газа и пыли, возникающая под действием солнечного излучения и солнечного ветра. Он может простираться на огромное расстояние от ядра. Это определение важно, чтобы не путать хвост с окружающей ядро комой.
Ядро кометы состоит из замёрзших газов, воды, пыли и каменистых частиц. Такие вещества могли сохраниться потому, что кометы проводят значительную часть времени в холодных удалённых областях Солнечной системы. Там солнечного тепла недостаточно, чтобы лёд быстро испарялся, поэтому ядро остаётся сравнительно спокойным.
При приближении к Солнцу ядро нагревается, и некоторые льды переходят непосредственно в газ, минуя жидкое состояние. Газ выходит с поверхности и увлекает за собой пылевые частицы, поэтому вокруг ядра возникает кома. Она рассеивает солнечный свет и делает комету заметнее, хотя само ядро обычно намного меньше окружающей его оболочки.
Вещество комы не просто остаётся рядом с ядром: давление солнечного излучения действует на пыль, а солнечный ветер — поток заряженных частиц от Солнца — воздействует на газ. Эти воздействия уносят частицы от кометы и вытягивают вещество в хвост. Чем активнее испарение и чем сильнее воздействие солнечной среды, тем заметнее могут стать хвосты.
Пылевой хвост обычно искривлён, потому что пылинки сохраняют часть движения, полученного от кометы, и постепенно отклоняются под давлением света. Газовый хвост состоит из ионизованного газа — частиц, получивших электрический заряд. На него сильно действует солнечный ветер, поэтому он чаще направлен почти прямо от Солнца и выглядит более прямым.
Оба хвоста направлены от Солнца, а не обязательно назад по траектории кометы: их форму задают давление излучения и солнечный ветер. Комета при этом движется по своей орбите и может лететь в другом направлении. Поэтому во время удаления от Солнца хвост, всё ещё направленный от него, способен оказаться впереди кометы по направлению её движения.
| Часть или характеристика | Из чего состоит или что означает | Как проявляется при приближении к Солнцу |
|---|---|---|
| Ядро | Лёд, пыль и каменистые частицы | Нагревается, лёд испаряется |
| Кома | Газово-пылевая оболочка вокруг ядра | Разрастается по мере выделения вещества |
| Пылевой хвост | Унесённые от комы пылевые частицы | Обычно становится заметным и искривлённым |
| Газовый хвост | Газ, унесённый солнечным ветром | Вытягивается почти прямо от Солнца |
| Направление хвоста | От Солнца, независимо от движения кометы | Может оказаться впереди кометы при её удалении |
| Орбита и период обращения | Орбита задаёт путь, период — время одного оборота | Период зависит от большой полуоси орбиты |
Сначала определите, какая часть кометы описана: оболочка вокруг ядра — это кома, а вытянутые следы вещества — хвосты. Затем сравните состав и форму хвоста с характеристиками в таблице. Последние две строки помогают отделить видимые особенности от движения кометы по орбите.
Задача 1. Наблюдатель видит у кометы яркую область вокруг ядра и длинный светлый след. Назовите эти части кометы и объясните, почему они становятся заметными около Солнца.
Ответ: яркая область — кома, длинный след — хвост; они заметны из-за нагревания ядра и воздействия солнечной среды.
Задача 2. Комета движется по эллиптической орбите с большой полуосью 4 а.е. Определите её период обращения вокруг Солнца, считая, что для Земли большая полуось равна 1 а.е., а период — 1 году.
Ответ: период обращения кометы равен 8 годам.
Задача 3. Период обращения кометы составляет 76 лет. Оцените большую полуось её орбиты и объясните, почему такую комету относят к периодическим.
Ответ: большая полуось составляет около 18 а.е.; комета периодическая, потому что возвращается к Солнцу по замкнутой орбите.
Ошибочно считать, что хвост всегда остаётся позади кометы. Так думают, потому что хвост часто изображают как след движения, однако его направление задаёт Солнце. Проверьте себя: укажите направление от Солнца — туда должен быть направлен хвост, даже если комета летит иначе.
Называть хвостом всю яркую область вокруг ядра тоже неверно. Кома обволакивает ядро, а хвост вытягивается от кометы, поэтому это разные части. Чтобы проверить ответ, посмотрите, описана ли оболочка вокруг ядра или длинный след от него.
Некоторые представляют хвост как поток вещества, непрерывно вытекающий из ядра при любых условиях. Так можно подумать, если не учитывать расстояние до Солнца: в холодных областях испарение слабое. Проверьте объяснение: для заметной комы и хвоста нужно связать выделение вещества с нагреванием около Солнца.
Пылевой и газовый хвосты иногда меняют местами, потому что оба состоят из вещества кометы и направлены от Солнца. Пылевой хвост обычно искривлён, а газовый под действием солнечного ветра сильнее вытягивается почти прямо от Солнца. Самопроверка проста: сопоставьте форму и состав хвоста, а не только его направление.
Для понимания комет нужны знания о строении Солнечной системы и действии силы тяготения: именно гравитация связывает комету с орбитой вокруг Солнца. Полезно знать элементы эллиптической орбиты, прежде всего большую полуось, и уметь применять законы Кеплера для связи размера орбиты с периодом. Эти знания пригодятся при изучении других малых тел Солнечной системы, метеорных потоков и космических исследований. Сравнение состава комет с планетами также помогает обсуждать происхождение планет.
Почему у кометы появляется хвост только при приближении к Солнцу?
Солнечное тепло нагревает ядро, и его льды начинают испаряться. Газ и пыль выходят наружу, а солнечное излучение и ветер уносят их, формируя хвост.
Почему хвост направлен от Солнца, а не обязательно назад по движению кометы?
На газ и пыль действуют давление солнечного излучения и солнечный ветер, направленные от Солнца. Поэтому положение хвоста определяется прежде всего направлением на Солнце, а не движением кометы.
Из чего состоит ядро кометы?
Ядро состоит преимущественно из замёрзших газов и воды, смешанных с пылью и каменистыми частицами. В холодных удалённых областях Солнечной системы эти льды сохраняются.
Чем отличаются кома, пылевой хвост и газовый хвост?
Кома — оболочка газа и пыли вокруг ядра, а хвосты вытягиваются от кометы под действием Солнца. Пылевой хвост обычно искривлён, газовый сильнее подхватывается солнечным ветром и направлен почти прямо от Солнца.
Как по размеру орбиты определить период обращения кометы?
Для орбиты вокруг Солнца используют третий закон Кеплера: T² = a³, если период T выражен в годах, а большая полуось a — в а.е. Значит, T = √(a³), а при известном периоде a = ∛(T²).
Кометы
