Анализ периодичности кометы галлея. список дат её появления

Путешествия и открытия

Эдмунд Галлей (1656–1742), английский астроном и геофизик

Эдмунд Галлей был сыном мыловара, и его отец, еще в раннем детстве заметивший способности сына к наукам, постарался дать ему хорошее образование. В семнадцать лет Эдмунд поступил в Оксфордский университет, а уже через два года вышла его первая научная работа «Об орбитах планет», в которой было немало свежих мыслей и тонких наблюдений. Он открыл так называемые неравенства Сатурна и Юпитера: у первой из этих планет скорость движения уменьшается, у второй — возрастает.

После этого пылкого юношу увлекла новая задача: он решил составить карту звездного неба Южного полушария. В Европе сделать это было невозможно, и он отправился в далекое и опасное путешествие на остров Святой Елены в Южной Атлантике. Предварительно ему пришлось добиться разрешения и поддержки от Лондонского королевского общества. И его поддержали, несмотря на то что Эдмунду Галлею тогда едва исполнилось двадцать лет.

Полтора года он смотрел в телескоп на незнакомое небо, определял координаты звезд и составлял карты созвездий. Вернувшись, Галлей опубликовал первый каталог южных звезд, куда входил 341 объект. Молодого ученого наградили ученой степенью и приняли в члены Лондонского королевского общества.

Вскоре Галлей сделал еще одно открытие: он придумал, как более точно определить расстояние от Земли до Солнца, то есть одну астрономическую единицу. Для этого ученый предлагал использовать момент прохождения Венеры по диску Солнца. Когда планета оказывается между Землей и Солнцем, ее можно видеть на солнечном диске, где она кажется небольшим черным пятнышком, которое перемещается по светилу. Если наблюдать за Венерой из двух точек, расположенных на разных широтах, знать точное расстояние между ними и угол смещения, можно по формуле рассчитать, сколько километров до Солнца.

Во времена Галлея Вселенная представлялась не такой огромной, как сейчас. Наблюдая за туманностями, которые считались уплотнениями, отражающими солнечный свет, ученый предположил, что они могут иметь размеры не меньше нашей Солнечной системы. Это было очень смелое утверждение

Направление хвоста комет


Направление хвоста комет Пыль и пар создают два отдельных хвоста, но направлены они обычно примерно в одну сторону. Оба хвоста всегда направлены в сторону от Солнца, но заряженные частицы сильнее реагируют на магнитное поле и солнечный ветер, что делает его направленным точно в обратную сторону от звезды. Частицы пыли меньше подвержены подобному влиянию, поэтому направление пылевого хвоста искривляется в зависимости от орбиты кометы.

Интересный факт: в 2009 году космический зонд НАСА взял образец из кометы Вильда-2 и ученые обнаружили, что он содержит аминокислоту глицин — важнейший элемент для зарождения жизни. Недавнее исследование показало, что на Землю могла упасть комета, принеся до 9 триллионов органических материалов, обеспечив тем самым необходимую энергию и материалы для синтеза более серьезных молекул, впоследствии создавшие жизнь.

Строение комет

Основные газовые составляющие комет

Атомы Молекулы Ионы
Н Н2O H2O+
О С2 H3O+
С С3 OH+
S CN CO+
Na СН CO2+
Fe СО CH+
Co HCN CN+
Ni СH3CN
H2CO

Ядро

Ядро кометы Темпеля 1 (фото аппарата «Дип Импакт»)

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.

Однако 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.

Кома

Кома — окружающая ядро светлая туманная оболочка чашеобразной формы, состоящая из газов и пыли. Обычно тянется от 100 тысяч до 1,4 миллиона километров от ядра. Давление света может деформировать кому, вытянув её в антисолнечном направлении. Кома вместе с ядром составляет голову кометы. Чаще всего кома состоит из трёх основных частей:

Внутренняя (молекулярная, химическая и фотохимическая) кома. Здесь происходят наиболее интенсивные физико-химически процессы.
Видимая кома (кома радикалов).
Ультрафиолетовая (атомная) кома.

Хвост

У ярких комет с приближением к Солнцу образуется «хвост» — слабая светящаяся полоса, которая в результате действия солнечного ветра чаще всего направлена в противоположную от Солнца сторону. 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 низкое альбедо (коэффициент отражения).

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 Большая комета 1680 года (по современной системе — 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, к примеру, 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: прямые и узкие, направленные прямо от Солнца; широкие и немного искривлённые, уклоняющиеся от Солнца; 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.

Когда Земля встречалась с кометой Галлеей в прошлом

Чуть больше сотни лет назад планета уже проходила через хвост Галлеи, это было 19 мая 1910 года. Известно, что свое название космическое тело получило в честь британского специалиста Эдмунда Галлея, что первым разработал каталог элементов орбит комет.

Ученый еще тогда увидел совпадение путей комет 1531, 1607, 1682 годов. Поэтому он решил, что это одна и та же комета, что вращается кругом небесного светила каждые 75 лет. Он также предвидел возвращение данного космического тела в 1758 году.

Галлею отлично видно невооруженным глазом, поэтому ее появление с древних времен отмечалось минимум 30 раз. В последний раз космическое тело был рядом возле человечества в 1986 году, поэтому в будущий раз оно должно промчаться в 2061 году.

Примечательно, что в тот момент, как планета встретилась с хвостом кометы, в некоторых странах пронеслась волна страха, что земная атмосфера может быть заражена страшными газами, которые ядовиты для человечества. Вот только за все время ни один прибор не зафиксировал ничего такого.

Ученые считают, что Галлее может быть приблизительно 10 млн лет. В соответствии с последней информацией, она в результате испарится или распадется на две части спустя пару десятков тысячелетий. В последние 3 тыс. возвращений ядро кометы сжалось в размерах на 80% в весе.

По теме: Стало известно, с какой стороны и под каким углом прилетел астероид, погубивший динозавров

Гость из дальнего космоса

Сделаное телескопом «Хаббл» фото межзвездной кометы Борисова C/2019 Q4, не связанной гравитационно с Солнцем / NASA, ESA, and D. Jewitt (UCLA)

Геннадий Борисов, астроном-любитель из Крыма, летом 2019 года попал в Книгу рекордов Гиннесса, открыв первую в истории человечества межзвездную комету. Весной того же года ядро дальнего космического тела было разрушено, вскоре после этого внеземной объект покинул Солнечную систему, вернувшись в межзвездные просторы. Уже в 2020 году Борисов совершил юбилейное открытие, обнаружив при помощи самодельного телескопа 10-ю комету С2020 Q1 Borisov. Как и в предыдущих случаях, ее назвали в его честь.

История

Оглавление

Комету Галлея наблюдают уже несколько тысяч лет, и ее появления отразились в истории человечества. Приближение кометы Галлея – значимое событие, поэтому ее история наполнена интересными событиями:

  1. За все время существования человека на Земле комета предположительно наблюдалась 31 раз.
  2. Комета получила своё имя благодаря астроному Эдмунду Галлею, который первым проанализировал ее появления в 1531-ом, 1607-ом и 1682-ом годах и выдвинул догадку о том, что это могла быть одна и та же комета.
  3. По нынешним историко-астрономическим данным впервые появление кометы Галлея наблюдали и задокументировали в Китае в 239 году до нашей эры. Вскоре к ним присоединились и астрономы из древнего Вавилона – их записи о комете сохранились в виде табличек.
  4. Упоминания кометы Галлея присутствуют и в библейских источниках – ее наблюдали на протяжении сорока дней.
  5. Сближение 1910-ого года было особенно впечатляющим – не только из-за на редкость маленького расстояния между кометой и Землей, но и потому, что в этот год была создана первая фотография этого события.
  6. Комета Галлея сыграла важную роль в развитии науки – со времен Аристотеля, впервые выдвинувшего эту теорию, люди считали кометы обычными возмущениями в атмосфере планеты. Именно исследования этой кометы помогли опровергнуть эту идею и доказать что кометы – это самостоятельные космические тела.
  7. Еще к появлению кометы в 1910-ом году был проведён спектральный анализ и выяснен состав ее хвоста.

Номенклатура

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 учёных, 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 учёных. 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 (яп. Genichi Araki) и Джорджем Олкоком (англ. 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).

Всего есть пять тел в Солнечной системе, которые числятся и в списке комет, и в списке астероидов. Это 2060 Хирон (95P/Хирон), 4015 Вильсон — Харрингтон (107P/Вильсона — Харрингтона), 7968 Эльст — Писарро (133P/Эльста — Писарро), 60558 Эхекл (174P/Эхекл) и 118401 LINEAR (176P/LINEAR).

характеристики

Орбита

Комета Галлея — периодическая комета, которая возвращается каждые 74–79 лет. Он единственный, кого в основном можно было наблюдать невооруженным глазом .

«Галлей» имеет очень вытянутую эллиптическую орбиту, которая простирается от точки, ближайшей к Солнцу ( перигелий ) с расстоянием 0,586  а.е. между орбитами планет Меркурия и Венеры, до точки, наиболее удаленной от Солнца ( афелий ) с площадью в 35,082 а.е. от Нептуна орбиты . Наклонение его орбиты по отношению к эклиптике составляет 162,262 °.

Время орбиты меняется , поскольку орбита зависят от тяжести других органов, особенно Юпитер . Между 1835 и 1910 годами он составлял менее 75 лет, а между 1222 и 1301 годами — 79 лет.

Перигелий

25 мая 240 г. до н.э. Хр.13
октября 164 т. Chr.6 августа 87 т. Chr.11
окт.12 т. Хр.26
января 66
22 марта 141
18 мая 218
20 апреля 295
16 февраля 374
28 июня 451
27 сентября 530

15 марта 607 3 октября 684
21 мая 760
28 февраля 837
19 июля 912 6 сентября 989
21 марта 1066
19 апреля 1145
29 сентября 1222
26 октября 1301
11 ноября 1378

10 июня 1456 г.
26 августа 1531 г.
27 октября 1607 г.
15 сентября 1682 г.
13 марта 1759 г.
16 ноября 1835 г.
20 апреля 1910 г. 9 февраля 1986 г.
28 июля 2061 г. (прогноз)

Ядро кометы

На снимках космического зонда Джотто кометы можно увидеть как структуру неправильной формы с размерами около 15,3 км × 7,2 км × 7,2 км. Объем был определен как около 420 кубических километров, а плотность — до удивительно низкого значения 0,55 ± 0,25 г / см3. Поверхность ядра очень темная ( альбедо 0,05) и слегка красноватая (как у ). Ядро вращается вокруг своей продольной оси с периодом 7,1 суток. Его ось прецессии наклонена на 66 ° к продольной оси. Период прецессии составляет всего 3,7 дня, что меньше периода его вращения, что необычно. Изображения также показали, что большая часть поверхности неактивна: газ и пыль в виде струй были выброшены в космос только из нескольких разграниченных областей на стороне ядра, обращенной к Солнцу . Джотто также измерил состав этого материала: преобладают вода (80% по объему ) и окись углерода (10%), но также были обнаружены метан , аммиак и другие углеводороды . Появились лишь незначительные следы голубого.

Исследования последних лет показали, что долгопериодические кометы и планетоиды , вращающиеся вокруг Солнца за пределами Юпитера, имеют много общего с точки зрения структуры, цвета, плотности и орбитальной динамики. Возможно, комета Галлея была таким транснептуновым объектом от 3000 до 10000 лет назад .

Постоянная потеря материи

Кометы часто хорошо видны около Земли или Солнца, но со временем теряют свою яркость, если они имеют короткое время обращения по орбите . Это связано с выделением газов и пыли из ядра кометы, когда солнечные лучи более интенсивны . Материал, который впоследствии отвечает за образование и , «уносится» солнечным ветром и, таким образом, безвозвратно теряется для кометы. Для кометы Галлея были определены скорости потерь более 50 тонн в секунду в окрестностях Солнца — общая потеря материала во время последнего сближения с Солнцем в 1986 году составила 500 миллионов тонн (5 * 10 11  кг), т. Е. ЧАС. 0,25% от его общей массы.

В свое «историческое» время комета Галлея теряла заметную часть своего материала при каждом приближении к Солнцу. В течение нескольких столетий ее «репутация» как особо яркой кометы не оправдалась полностью. С момента ее последнего возвращения было несколько недавно открытых, долгопериодических или непериодических комет, которые явно превосходили по светимости комету Галлея, например комета Хейла-Боппа в 1997 году. Однако комета Галлея по-прежнему остается самой яркой из короткопериодических комет. кометы периода .

Остатки кометы Галлея также ответственны за два метеорных потока , а именно Ориониды , которые появляются в больших количествах в октябре каждого года, и Эта-Акварииды в мае. Эти гранулы, которые весят всего несколько миллиграммов, с течением времени распространились по всей орбите кометы; когда Земля пересекает эту орбиту, тысячи этих зерен сгорают в своей атмосфере каждый день как метеоры или «падающие звезды». Считается, что оба метеорных потока имеют периодичность 12 лет, вызванную Юпитером.

Что такое кометы?

Кометы это большие космические объекты состоящие из замороженных газов, камней и пыли, которые вместе с остальными небесными телами Солнечной системы вращаются вокруг звезды. Они образовались после сложных процессов, во время которых зарождались планеты и Солнце. В своем изначальном состоянии кометы довольно крупны и могут быть размером с целые города. Но в процессе их жизненного цикла, когда они находятся на орбите Солнца, кометы постепенно нагреваются по мере приближения к источнику тепла, теряя тем самым свою массу.

Солнце мало того, что нагревает их, оно еще и притягивает частицы, из-за чего и появляются огромные хвосты, простирающиеся на многие миллионы километров, озаряя темноту космоса. То, что удерживает комету в движении и направляет ее путь, это гравитация со всех планет и звезд, вблизи которых она проходит. Когда комета приближается к Солнцу, она движется все быстрее и быстрее, потому что чем ближе объект к источнику гравитации, тем сильнее она на него действует. Хвост кометы не только будет быстрее двигаться, но еще становиться длиннее, так как большее количество веществ будет испаряться.

Мелочи

  • Даты жизни американского писателя Марка Твена соответствуют почти двум повторениям кометы Галлея: Твен родился 30 ноября 1835 года, ровно через две недели после того, как комета стала видимой. Он умер — почти так же, как и надеялся — 21 апреля 1910 года, на следующий день после возвращения кометы.
  • Комета Галлея 1910 года и комета Йоханнесбурга внесли большой вклад в литературный экспрессионизм, вызывая общую незащищенность, « разжигание паники » и « брань СМИ » .
  • В 1986 году немецкий писатель Эрнст Юнгер (1895–1998) отправился в Куала-Лумпур, чтобы снова увидеть комету: «Галлей был так же отчетливо виден в небе, как и в Ребурге семьдесят шесть лет назад, когда я видел его с родителями, братьями и сестрами. . Куала-Лумпур , 15 апреля 1986 г. ». Эта поездка подготовила почву для его мыслей в «Два времени» Галлея . Он мог сравнить вид 1910 года с возвращением 1986 года: «На этот раз он показался мне немного больше, но таким же невыразительным, как и тогда — бесхвостый, рассеянный, как клубок пряжи».

Нападение монголов

Известный революционер и ученый Николай Морозов сопоставил важнейшие события в жизни народа с астрономическими данными. Результаты своих исследований он изложил в книге «Новый взгляд на историю Русского государства» (СПб, 2007 г.). Упомянул автор и о комете Галлея, осветившей небосклон в сентябре 1222 г.

По мнению Н.А. Морозова, точное описание этого небесного явления содержится в Лаврентьевской летописи. В ней говорится: «В лето 6731 явилася звезда на западе, и были от нея два луча не в зрак человеком, но яко в полуденью, по два луча восходящи с вечера по заходе солнечном, и была она величеством паче инех звезд; и пребыла тако 7 дней, и после 7 дней явилися лучи от нея ко востоку, пробыла она так 4 дня, и стала невидима».

Многие исследователи связывают это небесное явление с нападением на Восточную Европу монгольских войск под предводительством Субэдэя-багатура и Джэбэ-нойона. Мнение о связи кометы Галлея, появившейся в 1222 г. на западе, с нашествием на Русь может иметь под собой реальную основу.

Не секрет, что многие правители воспринимают небесные знамения как некие послания высших сил. Чингисхан, поклонявшийся богу неба Тэнгри, мог увидеть в необычной яркой звезде, появившейся на западе, совет направить свои войска в эту сторону света, где как раз жили волжские булгары, половцы и русичи.

А если разница?

Комета, как и астероид относится к классу малых тел. Сейчас попытаемся понять, чем отличается комета от астероида. О главном отличии вы читали выше — это наличие хвоста, вернее содержание льда, пыли в составе кометы, которые испаряясь и, образуют хвост. Астероиды же состоят из каменных составов и металлов.
Хотя некоторые могут иметь хвост, но это скорее исключение из правил, и вызвано такое явление столкновением, при котором начинает сноситься с поверхности астероида облако поднятой космической пыли.

Второе отличие заключается в их орбитах: кометы, как правило, имеют сильно вытянутые орбиты, заходящее за гипотетическую область облака Оорта, что находится от Солнца на расстоянии, примерно 7500 млн километров. Астероиды же кучкуются, образуя пояса — пример, главный пояс, находящийся между Марсом и Юпитером. Орбиты у них круговые.

Еще можно добавить о стабильности размеров, комета теряет свои объемы, каждый раз пролетая у Солнца, а астероид остается неизменным. Вот и ответили на вопрос, так чем отличается комета от астероида?