Чем обусловлено образование хвостов комет астрономия 11 класс
Хвост кометы
Образование хвостов комет: строение кометы на фото, длина хвоста, исследование Тихо Браге, газовый и пылевой хвост, куда направлен, комета без хвоста.
Мы любим кометы за их длинные и прекрасные хвосты, вытягивающиеся порой на сотни километров. Но как происходит образование хвостов комет?
Наличие хвостов у комет долгое время сбивало ученых, полагавших, что это намек на присутствие объектов в нашей атмосфере. Только в 1500-х гг. Тихо Браге при помощи параллакса определил дистанцию к кометам. Он догадался, что это такие же небесные тела Солнечной системы.
Кометы часто обладают двумя хвостами – изогнутый пылевой и прямой ионный
Итак, отличная новость – это не вестники беды. Верно? Нет! В 1910 году комета Галлея подошла к нашей планете и в хвосте исследователи выявили цианистый газ. Камиль Фламмарион считал, что газ способен пропитать земную атмосферу и уничтожить все живые организмы. Это привело к масштабной истерике, где люди скупали противогазы и «кометные таблетки». Чем же обусловлено образование хвостов комет?
Газовый и пылевой хвост кометы
С появлением фотографии стало ясно, что часто у комет формируется два хвоста. Он представлен ионизированным газом и диммером из пылевых частичек. Ионный всегда указывает на Солнце. Мы понимаем, почему хвост кометы направлен от звезды, ведь фактически он отталкивается от кометы звездным ветром.
Сейчас мы знаем, что ионный хвост располагает летучими веществами, вроде воды, метана, аммиака и двуокиси углерода. Они замораживаются возле кометной поверхности и с приближением к Солнцу прогреваются и переходят в газообразное состояние. Это заставляет пыль на поверхностном слое течь. Нагрев происходит неравномерно.
Неправильная форма и кометное вращение также приводят к тому, что некоторые части прогреваются, а другие остаются затененными. В некоторых случаях это и вызывает несколько хвостов.
22 декабря 2011 года космическая станция зафиксировал прибытие кометы Лавджоя с зелеными слоями кислорода и натрия
Ионные хвосты могут быть масштабными, а некоторые в 4 раза превышают дистанцию Земля-Солнце. Но они размытые. Если сгустить их, то количество не заполнило бы и стандартный бассейн.
Нет также четкой разделительной линии между кометой и астероидом. Это не тот вариант, где первые – грязные снежки, а вторые – сухие скалы. Иногда астероиды способны получить пыльный или газообразный хвост.
Самое название «комета» произошло от латинского слова и обозначает «волосатая звезда». На фото можно детальнее рассмотреть хвосты комет.
Почему у комет есть хвосты?
Когда комета приближается к Солнцу, газ на его поверхности ионизируется, что создает хвост, который струится в противоположном направлении.
Астрономия и чудеса космоса, кажется, сбивают нас с ног каждый день. Это, конечно, имеет смысл, потому что чем больше мы узнаем о небесных объектах, тем более увлекательными они становятся. Самое приятное в этой области науки заключается в том, что у нас никогда не хватает ресурсов для исследований. Есть бесчисленное множество вещей, которые мы не знаем или полностью не понимаем, что держит нас готовыми и жаждущими большего.
Например,вы никогда не задумывались, что это за мерцающие хвосты за кометами? Ну, ты вот-вот это узнаешь!
Когда комета пролетает близко от солнца, ультрафиолетовое излучение Солнца заставляет газ ионизироваться с поверхности кометы в форме хвоста. Интересно, что комета не обязательно имеет только один хвост. Это явление можно объяснить тем фактом, что поверхность кометы не ровная, как у планет. Из-за этой неровной поверхности ионизация может привести к откачке множества струй великолепных трасс.
Что такое кометы?
Положение облака Оорта
Что такое кома и почему они тянутся как хвост?
Каждый раз, когда вы видите изображение кометы, вы неизбежно обнаруживаете нечеткий след. Это потому, что все снимки комет, которые вы видели, были сделаны с Земли, а наша планета довольно близко к Солнцу. Таким образом, кажется, что Солнце ответственно за хвост комет.
Когда комета, находясь на орбите Солнца, оказывается в непосредственной близости от звезды, лед на поверхности ядра начинает превращаться в газ. Если вам интересно, как это возможно, позвольте мне объяснить на примере из нашего повседневного опыта.
Если холодильник перестает работать, лед превращается в воду, а это означает, что твердые вещества могут превращаться в жидкости. Однако на поверхности кометы, как лед превращается в газ, не проходя через жидкую стадию?
Важно отметить, что ионизирующее давление, вызванное солнечным ветром, более интенсивно воздействует на молекулы газа, что означает, что ионный хвост более интенсивен. Для сравнения, пылевой хвост стреляет более лениво. Более того, неправильная форма кометы также может быть причиной появления множества хвостов.
Являются ли хвосты комет на самом деле ядовитыми?
Это может звучать странно, но люди думали об этом много лет! Как ни странно, если ядро кометы содержит много углерода, то хвост после ионизации может вытеснить жуткий зеленый цвет. Для людей, которые часто связывают зеленые жидкости с ядом, путаница неизбежна!
С каждым прошедшим десятилетием мы склонны накапливать больше фактов об этих мигрирующих небесных объектах, которые когда-то считались приносящими чуму или хороший урожай. Наука и астрономия, от необоснованных и необычных убеждений до понимания химического состава на поверхности этих “волосатых” грязных шаров, несомненно, прошли долгий путь!
3. Кометы
Из-за своего необычного вида (наличие хвоста, который может простираться на несколько созвездий) кометы с древних времен обращали на себя внимание людей, даже далеких от астрономии. За всё время наблюдений было замечено и описано свыше 2000 комет (рис. 4.23).
Вдали от Солнца кометы имеют вид очень слабых туманных пятен. По мере приближения к нему у кометы появляется и постепенно увеличивается хвост, направленный в противоположную от Солнца сторону. У наиболее ярких комет хорошо заметны все три составные части: голова, ядро и хвост. При удалении от Солнца яркость кометы и её хвост уменьшаются. Она снова превращается в туманное пятно, а затем ослабевает настолько, что становится недоступной для наблюдений.
Кроме необычного внешнего вида, кометы обращали на себя внимание неожиданностью появления. Решить вопрос о том, откуда появляются кометы и как они движутся в пространстве, удалось только на основе закона всемирного тяготения. Наблюдая в 1680 г. комету, Ньютон вычислил её орбиту и убедился, что она, подобно планетам, обращается вокруг Солнца. Пользуясь советами Ньютона, его современник, англиискии ученый Эдмунд Галлей (1656—1742), вычислил орбиты нескольких комет, появлявшихся ранее, и обнаружил, что орбиты комет, наблюдавшихся в 1531, 1607 и 1682 гг., очень похожи. Он предположил, что это была одна и та же комета, периодически возвращающаяся к Солнцу, и впервые предсказал её очередное появление.
В 1756 г. (уже после смерти учёного) комета действительно появилась и получила название кометы Галлея. Так была положена традиция называть кометы именами их первооткрывателей. Оказалось, что комета Галлея в афелии уходит за орбиту Нептуна, но затем вновь возвращается в окрестности Солнца, имея период обращения около 76 лет (рис. 4.24). Со времён Ньютона и Галлея вычислены орбиты более чем 700 комет.
Короткопериодические кометы (периоды обращения от трёх до десяти лет), двигаясь по вытянутым эллиптическим орбитам, удаляются от Солнца на 5—8 а. е. Наряду с ними существуют долгопериодические кометы, подобные комете Галлея, но уходящие в афелии за пределы планетной системы. Среди комет немало таких, которые наблюдались всего один раз и могут вернуться только через несколько столетий или не вернуться вовсе. В тех случаях, когда удаётся с достаточной точностью определить орбиту кометы, не представляет труда с помощью компьютера вычислить её положение в пространстве и указать, где и когда она будет видна. Масса комет не превышает тысячных долей массы земной атмосферы и в сотни миллионов раз меньше массы земного шара. При сближении комет с планетами, особенно с Юпитером, планеты своим тяготением могут существенно изменить форму орбиты и период обращения кометы. Тогда она может быть «потеряна».
Ежегодно наблюдается 15—20 комет, большинство которых видны только в телескоп. Некоторые из них оказываются новыми, неизвестными ранее. Так случилось, например, недавно, когда в 1996 и 1997 гг. появились две очень яркие, видимые даже невооружённым глазом кометы, хотя обычно такие кометы появляются раз в 10— 15 лет (рис. 4.25 и рис. 1 на цветной вклейке XIII). По традиции они названы фамилиями тех, кто их открыл. Это японский любитель астрономии Юи Хиакутаки и два американца — Алан Хейл и Томас Бонн.
Кометы
Иногда у кометы образуется несколько хвостов различной длины и формы. Их классификация была предложена выдающимся русским учёным Фёдором Александровичем Бредихиным (1831— 1904):
I тип — длинный хвост, направленный почти прямо от Солнца; II тип — изогнутый и отклонённый от этого направления; III тип — короткий, почти прямой и отклонённый (рис. 4.26). Хвосты образуются частицами разного рода, для которых соотношение сил притяжения к Солнцу и сил, действующих в противоположном направлении, неодинаково. Во времена Бредихина в расчёт принималось лишь давление света; в настоящее время известно, что не менее существенную роль в формировании кометного хвоста играет солнечный ветер — поток заряженных частиц, летящих от Солнца. Солнечное излучение вызывает распад молекул, вылетевших из кометного ядра, а также образование ионов. Именно ионы атомов и молекул образуют плазменные хвосты I типа. Воздействие солнечного ветра на ионы кометного хвоста, которое в тысячи раз сильнее их притяжения Солнцем, нередко вызывает изломы хвостов I типа. Хвосты II типа составляют непрерывно выделяющиеся из ядра пылинки. Если же из ядра вылетает сразу целое облако пылинок, то появляются хвосты III типа. Пылинки, различные по размерам и массе, получают различные ускорения и движутся по разным орбитам, поэтому облако вытягивается и образует хвост.
Несмотря на внушительные размеры хвоста, который может превышать в длину 100 млн км, и головы, которая по диаметру может превосходить Солнце, кометы справедливо называют «видимое ничто». Практически всё их вещество сосредоточено в небольшом ядре, которое удалось увидеть только с космических аппаратов, пролетевших в непосредственной близости от него. В 1986 г. КА «Вега-2» прошёл на расстоянии 8000 км от ядра кометы Галлея, а КА «Джотто» — на расстоянии 600 км. Оказалось, что ядро имеет длину всего 14 км, а ширину и толщину — вдвое меньше (рис. 4.27). Оно представляет собой снежно-ледяную глыбу с примесью замёрзших газов (циана, аммиака, углекислого газа и других соединении) и вкраплением мелких твердых частиц различного химического состава. В этом «грязном мартовском сугробе», как часто называют кометные ядра, содержится примерно столько замёрзшей воды, сколько в снежном покрове, выпавшем за одну зиму на территории Московской области. Интенсивное испарение замёрзших газов из ядра начинается после того, как комета пересечёт орбиту Юпитера. Газы захватывают с собой пыль и вместе с ней образуют голову кометы (её атмосферу), а также хвост. В момент сближения космических аппаратов с ядром (на расстоянии 0,8 а. е. от Солнца) была измерена его температура, которая составила около 350 К. С поверхности ядра, покрытой тёмным пористым веществом, каждую секунду испарялось примерно 40 т вещества — в основном воды. Примерно за сутки поверхностныи слои полностью обновлялся — взамен улетевших пылинок «вытаивали» новые.
Предполагается, что общее число комет в Солнечной системе превышает десятки миллиардов. Считается, что Солнечная система окружена одним или даже несколькими облаками комет, которые движутся вокруг Солнца на расстояниях, которые в тысячи и десятки тысяч раз больше, чем расстояние до самой дальней планеты Нептун (рис. 4.28). Там, в этом космическом сейфе-холодильнике, комет- ные ядра «хранятся» на протяжении миллиардов лет с момента образования Солнечной системы. Некоторые из них попадают внутрь планетной системы и наблюдаются как новые кометы. После этого, вследствие постоянной потери вещества, ядро кометы уже не может существовать долго. Твердые частицы, потерянные кометой, движутся в Солнечной системе самостоятельно.
Чем обусловлено образование хвостов комет?
Хвост кометы это скопления пыли, газов. Образовывается он благодаря солнечному ветру, который и задаёт направление хвоста, бывает что он расположен и впереди ядра кометы. Бывают хвосты ионные и пылевые.
На фото видно направление хвоста от влияния солнечного ветра.
Хвост кометы всегда направлен в сторону противоположную стороне в которой располагается солнце из-за направления солнечного ветра. Солнечный ветер может оказывать влияние на форму хвоста кометы и даже обрывать его.
Хвост кометы может иметь длину более ста миллионов километров.
В ответе Светланы Доценко есть видеоролик, а также «мнение специалиста» (астронома Дмитрия Кононова). Только этот специалист почему-то не знает азов геометрии. Он думает, что если диаметр астероида 2012ТС4 в 2 раза больше то и энергия взрыва (если астероид упадёт на Землю) тоже будет в 2 раза больше. И ещё он пишет, что кинетическая энергия тела пропорциональна его массе и скорости. Так что «специалист» не знает азов физики, какой же из него астроном?
Массы космических (да и вообще любых) объектов пропорциональны их объёмам. А объёмы пропорциональны кубам линейных размеров. Поэтому если Челябинский астероид был диаметром 17 м, а 2012ТС4 диаметром 40 м (понятно, что речь идёт о неких условных размерах, так как вряд ли астероиды имеют шарообразную форму), то его объём (и масса ) будут не в 40/17=2,35 раз, а в (40/17)^3=13,03 раз больше.
Поэтому для сравнения нужно знать и скорости сближения астероидов с Землёй. У Челябинского астероида скорость составляла около 18 км/с. У этого астероида скорость (прозвучало в видеоролике) оценивают порядка 6 км/с. Если это на самом деле так, то кинетическая энергия 2012ТС4 окажется всего лишь в 1,5 раза больше кинетической энергии Челябинского астероида. Но! Разве могут астероиды летать с такими маленькими скоростями?
Что же касается теорий раннего прошлого Луны, то существует гипотеза о том, что на первоначальном этапе формирования Луны образовались несколько планетизималей, часть из которых упала на Землю, образовав на ней некоторые древние ударные структуры, а часть после ряда столкновений образовала Луну. В пользу этой гипотезы говорит значительная неоднородность Луны и наличие на ее поверхности целого ряда ударных формаций планетарного масштаба.
2018 год богат на астрономические события. Но самым примечательным является то, что эти события можно будет наблюдать с территории России в отличие от явлений 2017 года.
Самыми значимыми из них станут три солнечных затмения и два полных лунных затмений.
Первое солнечное затмение.
Можно будет наблюдать 15 февраля с территории Антарктиды и юга Южной Америки.
Второе солнечное затмение.
Пройдет 13 июля и смотреть на него можно только с Антарктиды и юга Австралии.
А вот с третьим затмением россиянам повезет больше.
Пройдет оно 11 августа. Увидеть можно будет со многих регионов России. Более подробно об этом явлении можно прочитать на специальном сайте.
Астероид ТВ145 иначе именуемый «Хеллоуинский астероид», 31 октября 2015 года пролетел в полу-миллионе километров от Земли (499 000 км.). По космическим меркам это чрезвычайно маленькое расстояние, но для видеосъёмки такого маленького объекта это много (ИМХО).
Хотя специалисты от астрономии и заверяли, что астероид 2015 ТВ145 31 октября 2015 года можно будет увидеть как в бинокли, так и в небольшие телескопы, но фактов его наблюдения, а тем более видео съёмки, мне в интернете найти не удалось.
Его размеры астрономы оценили от 280 до 460 метров в диаметре. Представьте себе что Луна стала такого размера, видели бы мы её с Земли? Очень вряд ли.
Есть компьютерное моделирование полёта «Хэлловинского астероида» (см. ниже)
Но вот что мне показалось интересным. Такие тела как Хэллоувмнский астероид по одиночке не летают. Перед ними и позади них, порой на значительном расстоянии летят объекты более мелкие в размерах.
Мне удалось найти видео, как 28 октября 2015, огромный метеорит пролетел над Иркутской областью и упал в Байкал. И как в ночь со 2 на 3 ноября 2015 года в Бангкоке был зафиксирован пролет огромного метеорита. Его полёт мне напомнил полёт Челябинского метеорита в феврале 2013 года, один в один.
Возможно эти упавшие на Землю метеориты являлись спутниками Хэллоувинского (ИМХО).