Сам Оорт полагал на первых порах, что кометы образовались в процессе

взрыва Фаэтона. Взрыв, по его мнению, был настолько силен, что большая

часть мелких осколков была заброшена так далеко, что попала под косвенное

влияние соседних звезд, да так и осталась на окраинах Солнечной системы.

И хотя красивая гипотеза о Фаэтоне оказалась несостоятельной, идея

забрасывания вещества из внутренних областей Солнечной системы во внешние,

в дальнейшем получила подтверждение.

Сегодня механизм образования облака Эпика – Оорта выглядит

приблизительно так. В эпоху гравитационного «склеивания» планет из

газопылевого облака формировалось большое количество сгустков вещества или

так называемых зародышей. Все, что эти планеты не в силах были поглотить,

они выталкивали своим гравитационным полем далеко от своих «участков».

Главной помехой в этой выталкивающей деятельности было Солнце, старавшееся

удержать даже любую мелочь на ее орбитах. Но чем дальше от Солнца

формировалась планета-гигант, тем легче ей было проявлять самостоятельность

и по-своему вершить судьбы более мелких тел. Поэтому основным «поставщиком»

кометных ядер в облако Эпика – Оорта был Нептун.

3. АНАТОМИЯ КОМЕТЫ: ЯДРО, КОМА И ХВОСТ.

В отличие от мерцающих звезд и четко очерченных планет комета выглядит

как туманное светящееся пятнышко. Это пятнышко называют головой кометы.

Есть кометы очень яркие и их без труда можно наблюдать невооруженным

глазом, они всегда имеют светящиеся длинные хвосты. Именно поэтому их

назвали «кометы», что в переводе с греческого языка означает «хвостатые

звезды».

При первом знакомстве с яркой кометой может показаться, что хвост -

самая главная часть кометы. Но если в этимологии слова "комета" хвост

явился главной причиной для подобного наименования, то с физической точки

зрения хвост является вторичным образованием, развившимся из весьма

небольшого ядра, самой главной части кометы как физического объекта. Ядро

кометы является единственной её твёрдой частью, в нём сосредоточена почти

вся её масса. Поэтому ядро - первопричина всего остального комплекса

кометных явлений. Ядра комет до сих пор всё ещё недоступны телескопическим

наблюдениям, так как они вуалируются окружающей их светящейся материей,

непрерывно истекающей из ядер. Применяя большие увеличения, можно заглянуть

в более глубокие слои светящейся газопылевой оболочки, но и то, что

останется, будет по своим размерам всё ещё значительно превышать истинные

размеры ядра. Центральное сгущение, видимое в атмосфере кометы визуально и

на фотографиях, называется фотометрическим ядром. Считается, что в центре

его находится собственно ядро кометы, то есть располагается центр масс.

Однако, как показал советский астроном Д. О. Мохнач, центр масс может не

совпадать с наиболее яркой областью фотометрического ядра. Это явление

носит название эффекта Мохнача.

[pic]Туманная атмосфера, окружающая фотометрическое ядро, называется

комой. Кома вместе с ядром составляют голову кометы - газовую оболочку,

которая образуется в результате прогревания ядра при приближении к Солнцу.

Вдали от Солнца голова выглядит симметричной, но с приближением к нему она

постепенно становится овальной, затем удлиняется ещё сильнее и в

противоположной от Солнца стороне из неё развивается хвост, состоящий из

газа и пыли, входящих в состав головы. Плотность и комы, и особенно хвоста,

чрезвычайно мала. Хвост у кометы бывает прямой или изогнутый и направлен от

ядра в сторону, противоположную Солнцу. Поэтому когда комета из

межпланетного пространства приближается к нашему светилу, то движется она

головой вперед. А вот когда, обогнув Солнце, комета удаляется от него, то

хвост движется впереди головы.

Итак, ядро – самая главная часть кометы. Однако до сих пор нет

единодушного мнения, что оно представляет собой на самом деле. Ещё во

времена Лапласа существовало мнение, что ядро кометы - твёрдое тело,

состоящее из легко испаряющихся веществ типа льда или снега, быстро

превращающихся в газ под воздействием солнечного тепла. Эта классическая

ледяная модель кометного ядра была существенно дополнена в последнее время.

Наибольшим признанием пользуется разработанная Уиплом модель ядра -

конгломерата из тугоплавких каменистых частиц и замороженных летучих

компонентов (метана, углекислого газа, воды и др.). В таком ядре ледяные

слои из замороженных газов чередуются с пылевыми слоями. По мере

прогревания газы, испаряясь, увлекают за собой облака пыли. Это позволяет

объяснить образование газовых и пылевых хвостов у комет, а также

способность небольших ядер к газовыделению.

Согласно Уиплу механизм истечения вещества из ядра объясняется

следующим образом. У комет, совершивших небольшое число прохождений через

перигелий, - так называемых «молодых» комет - поверхностная защитная корка

ещё не успела образоваться, и поверхность ядра покрыта льдами, поэтому

газовыделение протекает интенсивно путём прямого испарения. В спектре такой

кометы преобладает отражённый солнечный свет, что позволяет спектрально

отличать «старые» кометы от «молодых». Обычно «молодыми» называются кометы,

имеющие большие полуоси орбит, так как предполагается, что они впервые

проникают во внутренние области Солнечной системы. «Старые» кометы - это

кометы с коротким периодом обращения вокруг Солнца, многократно проходившие

свой перигелий. У «старых» комет на поверхности образуется тугоплавкий

экран, так как при повторных возвращениях к Солнцу поверхностный лед,

подтаивая, «загрязняется». Этот экран хорошо защищает находящийся под ним

лёд от воздействия солнечного света.

Модель Уипла объясняет также причину негравитационных сил, отклоняющих

комету от расчётного пути. Потоки, истекающие из ядра, создают реактивные

силы, которые и приводят к ускорениям или замедлениям в движении

короткопериодических комет.

Существуют также другие модели, отрицающие наличие монолитного ядра:

одна представляет ядро как рой снежинок, другая - как скопление каменно-

ледяных глыб, третья говорит о том, что ядро периодически конденсируется из

частиц метеорного роя под действием гравитации планет. Всё же наиболее

правдоподобной считается модель Уипла.

Массы ядер комет в настоящее время определяются крайне неуверенно,

поэтому можно говорить о вероятном диапазоне масс: от нескольких тонн

(микрокометы) до нескольких сотен, а возможно, и тысяч миллиардов тонн.

Кома кометы окружает ядро в виде туманной атмосферы. У большинства

комет кома состоит из трёх основных частей, заметно отличающихся своими

физическими параметрами:

- наиболее близкая, прилегающая к ядру область - внутренняя,

молекулярная, химическая и фотохимическая кома,

- видимая кома, или кома радикалов,

- ультрафиолетовая, или атомная кома.

[pic]На расстоянии в 1 а. е. от Солнца средний диаметр внутренней комы

D1= 10[pic]км, видимой D2= 105 – 106км и ультрафиолетовой D3= 107км.

[pic]Во внутренней коме происходят наиболее интенсивные физико-

химические процессы: химические реакции, диссоциация и ионизация

нейтральных молекул. В видимой коме, состоящей в основном из радикалов

(химически активных молекул) (CN, OH, NH2 и др.), процесс диссоциации и

возбуждения этих молекул под действием солнечной радиации продолжается, но

уже менее интенсивно, чем во внутренней коме.

[pic]По мере приближения кометы к Солнцу диаметр видимой головы день

ото дня растёт, после прохождения перигелия её орбиты голова снова

увеличивается и достигает максимальных размеров между орбитами Земли и

Марса. В целом для всей совокупности комет диаметры голов заключены в

широких пределах: от 6000 км до 1 млн. км.

[pic]Головы комет при движении кометы по орбите принимают разнообразные

формы. Вдали от Солнца они круглые, что объясняется слабым воздействием

солнечных излучений на частицы головы, и её очертания определяются

изотропным расширением кометного газа в межпланетное пространство но по

мере приближения к Солнцу, под воздействием солнечного давления, голова

принимает вид параболы или цепной линии.

С. В. Орлов предложил следующую классификацию кометных голов,

учитывающую их форму и внутреннюю структуру:

- Тип E; - наблюдается у комет с яркими комами, обрамлёнными со

стороны Солнца светящимися параболическими оболочками, фокус которых

лежит в ядре кометы.

- Тип C; - наблюдается у комет, головы которых в четыре раза слабее

голов типа E и по внешнему виду напоминают луковицу.

- Тип N; - наблюдается у комет, у которых отсутствует и кома и

оболочки.

- Тип Q; - наблюдается у комет, имеющих слабый выступ в сторону Солнца,

то есть аномальный хвост.

- Тип h; - наблюдается у комет, в голове которых генерируются

равномерно расширяющиеся кольца - галосы с центром в ядре.

Головы комет при движении комет по орбите принимают разнообразные

формы. Вдали от Солнца головы комет круглые. Это бесхвостые кометы, по

внешнему виду напоминающие шаровые звездные скопления. Приближаясь к

Солнцу, голова кометы принимает форму параболы или цепной линии.

Параболическая форма головы объясняется "фонтанным" механизмом. Образование

голов в форме цепной линии связано с плазменной природой кометной атмосферы

и воздействием на неё солнечного ветра и с переносимым им магнитным полем.

Иногда голова кометы столь мала, что хвост кометы кажется выходящим

непосредственно из ядра. Кроме изменения очертаний в головах комет то

появляются, то исчезают различные структурные образования: галосы,

оболочки, лучи, излияния из ядра и т.п.

Галосы: Галосообразование в кометах заключается в появлении на фоне

диффузного свечения комы системы расширяющихся концентрических

светящихся колец. Расширяясь со скоростью 1-2 км/сек., галосы

постепенно сливаются с фоном неба и становятся невидимыми. Наиболее

рельефно галосы наблюдались в головах ярких комет.

Впервые галосы были обнаружены Шмидтом в голове яркой кометы Донаты

(1858). После этого галосы были обнаружены в кометах Поиса-Брукса

(1884), Галлея (1910), Олкола (1963) и Хонда (1955).

Галосообразование, как показывают наблюдения, обычно происходят в

период сильных изменений яркости кометы - вспышек блеска. Особенно

наглядно эта связь проявилась в комете 1892, открытой Холмсом в Лондоне

6 ноября 1892 г. во время сильной вспышки блеска, так как комета уже

прошла перигелий (на 4,5 месяца раньше, чем она была открыта). При этом

наблюдалось постепенное расширение головы и падение поверхностной

яркости. Спектральные наблюдения галосов комет Галлея (1910) и Олкока

(1963) указывали на присутствие в галосах излучений СN и С2 Однако, в

отличие от молекул СN и С2, наблюдавшихся в других структурных

образованиях комет, например, оболочках, которые заметным образом

подвергаются отталкивательным силам, на те же молекулы в галосах

лучевое давление не действует. С.В.Орлов предложил считать галосы

аномальным образованием в кометах.

Так как галосы всегда обладают сферической симметрией, их

формирование должно происходить без участия магнитных сил. Л.М.Лульман

предложил механизм образования галоса при условии сверхзвукового

истечения вещества из ядра. В таком потоке по законам гидродинамически

образуется скачок плотности (аналогичный наблюдавшимся скачкам

плотности при сверхзвуковом истечении газа из сопла Лаваля). Этот

скачок плотности и будет наблюдаться как галос. Такой механизм

позволяет объяснить, почему галосы не подвергаются действию лучевого

давления (эффект Орлова). Если галос представляет собой скачок

плотности в сверхзвуковом потоке кометного газа, то он будет являться

волновым образованием, на которое лучевое давление не действует.

Лучи: Довольно часто в хвостах I типа наблюдаются тонкие

прямолинейные лучи, выходящие под углами из ядра и составляющие в

совокупности хвост.

В спектре лучистых хвостов в основном наблюдаются линии ионов СО, N

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6