Ядро комети

Матер?ал з В?к?пед?? ? в?льно? енциклопед??.
Перейти до нав?гац?? Перейти до пошуку
Ядро комети Темпеля 1

Ядро комети  ? це тверда центральна частина комети [1] , що у б?льшост? випадк?в, ма? д?аметр у к?лька к?лометр?в, ? склада?ться з приблизно р?вних частин кометного льоду , др?бного сил?катного пилу , г?рських пор?д , орган?чних матер?ал?в та замерзлих газ?в [1] . У кометних льодах переважа? водяний л?д , що становить близько 80 %, ?нш? ж 20 % припадають на так? х?м?чн? сполуки, як монооксид вуглецю , д?оксид вуглецю , формальдег?д та метанол [1] . Склад сил?катного пилу та сум?ш? орган?чних матер?ал?в схожий на склад прим?тивних метеорит?в або вуглецевих хондрит?в [1] . При нагр?ванн? Сонцем гази субл?мують ? утворюють атмосферу , що оточу? ядро, в?дому як кома . Сила, що д?? на кому через рад?ац?йний тиск Сонця та сонячний в?тер , спричиня? формування величезного хвоста , спрямованого вб?к в?д Сонця. Типове ядро комети ма? альбедо 0,04 [2] . Це чорн?ше, н?ж вуг?лля, ? може бути спричинено тим, що поверхня комети покрита шаром пилу [3] . Розм?р ядра може бути до к?лькох к?лометр?в у д?аметр? [1] . Х?м?чний склад кометного ядра також часто опису?ться як брудна сн?жна або крижана куля . Вперше такий терм?н був започаткований Фредом Лоуренсом В?пплом (1950, 1951) ? хоча в?н все ще ? популярним у використанн?, такий терм?н не може в?дпов?дати вимогам для розум?ння еволюц?? ядер комети.

Формування ядер [ ред. | ред. код ]

Процес сформування ядер почався в сонячн?й туманност? 4,56 м?льярда рок?в тому, коли частинки пилу та льоду ос?ли в центральн?й ?? площин?. Ос?даючи, ц? частинки стикалися ?, як насл?док, злипатися один з одним. Так, з м?кронного розм?ру частинок виросли т?ла д?аметром у метр, а пот?м й у к?лька к?лометр?в [1] . Можна сказати, що внутр?шн?й склад та характеристика ядра все ще ? сферою м?ркувань вчених. Вважа?ться, що у сонячн?й туманност? , льодян? планетезимал? наближалися один до одного ?з в?дносно низькою швидк?стю (порядку к?лька метр?в за секунду), яко? було недостатньо для того, щоб розплавити ? сформувати одне тверде т?ло [1] . Одн??ю з правдопод?бних теор?й виступа? теза про те, що комети сформувалися з купи щебеню ?з високою порист?стю, яка була запропонована американським астрономом Полом В?ссманном у 1986 роц? [1] . Ключовими даними, що п?дтверджують ц? модел?, ? оц?нки об'?мно? густини ядра в д?апазон? в?д 0,2 до 1,0 г/см 3 , з переважними значеннями приблизно 0,3?0,6 г/см 3 [1] . Також додатковим доказом описано? вище теор?? може слугувати розпад ядер, що ? довол? поширеним явищем у кометах [1] .

Результати досл?джень комети 67P/Чурюмова ? Герасименко косм?чними апаратами Rosetta та Philae показують, що ядро комети нема? магн?тного поля. Це може св?дчить про те, що магнетизм, можливо, не грав рол? в ранньому формуванн? планетезималей, якими ? комети [4] [5] .

Кр?м того, спектрограф ALICE на Rosetta визначив, що електрони (у межах 1 км над ядром комети), утворен? в результат? фото?он?зац?? молекул води сонячним випром?нюванням , а не фотони в?д Сонця , як вважалося ран?ше, в?дпов?дальн? за деградац?ю молекул води та вуглекислого газу , що вив?льняються з ядра комети в ?? кому [6] [7] .

30 липня 2015 року вчен? пов?домили, що косм?чний корабель Philae , який приземлився на комету 67P/Чурюмова-Герасименко в листопад? 2014 року, виявив щонайменше 16 орган?чних сполук , 4 з яких (включаючи ацетам?д , ацетон , метил?зоц?анат ? проп?ональдег?д ) були пом?чен? на комет? вперше [8] [9] [10] .

Розпад ядер [ ред. | ред. код ]

Фрагментац?я ядра комети ?, ймов?рно, поширеним явищем ? розгляда?ться як основний механ?зм загибел? комети. Оск?льки така фрагментац?я зазвичай в?дбува?ться непередбачувано, достов?рн? спостереження за загибеллю комет р?дк?сн?, тож нараз? астрономи не абсолютно впевнен? у ц?й теор?? [11] [12] . Однак проведен? досл?дження показують, що ядро може раптово розпастися, утворюючи к?лька або багато шматк?в [1] . Розм?р таких шматк?в вар?ю?ться в?д 8 до 60 метр?в в д?аметр? [1] . Одн??ю з причин розпаду ядра може стати вплив значно? грав?тац?? з? сторони масивного т?ла, наприклад Сонця або Юп?тера, повз як? можуть проходити комети, внасл?док чого слабопов'язане ядро буде роз?рване [1] . Таке явище спостер?галося для навколосонячних комет , комет, що в перигел?? проходять надзвичайно близько до Сонця. Довол? ц?кавим випадком розпаду ядра комети, стало з?ткнення комети Шумейкер?в ? Лев? 9 ?з Юп?тером у липн? 1994 року. Подальш? спостереження показали, що комета була захоплена на орб?ту навколо Юп?тера ? пройшла наст?льки близько до нього, що ?? ядро було зруйновано [1] . Була висунута г?потеза про те, що комета була утворенням ?з купи щебеню ? була роз?рвана на тисяч? кометезималей [1] . Коли ця група т?л вже в?ддалялася в?д Юп?теру, то п?д власною силою тяж?ння вони злиплися один з одним, формувавши б?льш? т?ла. Ц?кавим ? те, що к?нцева к?льк?сть т?л залежала в?д густини початково? комети, ? як показали досл?ди, найкращою густиною для такого формування ? 5?6 г/см 3 [1] . Таким чином, комета Шумейкер?в ? Лев? 9 стала ще одним доказом на користь теор?? про структурну будову комет ?з купи щебеню .

Спалахи ядер [ ред. | ред. код ]

Можливим для зазначення, ? той факт, що ядра можуть також виявляти раптов? спалахи, що являють собою викиди газу та пилу. Найв?дом?шим випадком такого викиду був випадок комети Голмса/17Р у 2007 роц?, яка за 48 годин зб?льшила свою яскрав?сть у 400 000 раз?в, внасл?док чого ?? видима зоряна величина зм?нилася з +17 m до +2,5 m [1] . Одним ?з можливих пояснень ? перех?д аморфного льоду у склад? комети в кристал?чний л?д. ?ншим можливим поясненням ? обертальне розкручування в?д коми , яка вид?ля? гази, коли л?д субл?му?ться на поверхн? ядра неправильно? форми [1] .

Ф?зичн? характеристики [ ред. | ред. код ]

Ядра комет складаються з кометного льоду з додаванням косм?чного пилу ? заморожених летких сполук: монооксиду та д?оксиду вуглецю , метану , ам?аку ? мають форму наближену до сферичного т?ла [13] .

Коли кометн? ядра наближаються до Сонця , л?д на ?х поверхн? переходить з твердого стану в газ . Через те, що ядро ма? невеликий розм?р, та як насл?док, невелику грав?тац?йну силу, молекули газу, що субл?мувалися поблизу Сонця можуть в?льно ст?кати з поверхн? ядра у вакуум, несучи з собою сил?катний ? орган?чний пил, що ? частиною льоду. Сум?ш матер?ал?в, що вит?ка?, утворю? кометну кому  ? атмосферу комети. Коли кома в?льно вит?ка? в космос, пил ? газ, що вит?кають ?з не?, вза?мод?ють ?з сонячним в?тром ? сонячним св?тлом. Молекули та в?льн? радикали ?он?зуються шляхом обм?ну зарядами з сонячним в?тром. П?сля ?он?зац?? вони захоплюються магн?тним полем Сонця та розт?каються з високою швидк?стю сонячним в?тром. Процес утворю? довг?, вузьк?, прям? сл?ди, як? св?тяться син?м кольором через присутн?сть молекул CO+ [1] , що й формують хвости комет .

?стор?я досл?джень [ ред. | ред. код ]

Ядра комет в?д 1 км до десятк?в км в д?аметр? не можна було розп?знати за допомогою телескоп?в. Нав?ть сучасн? г?гантськ? телескопи дали б лише к?лька п?ксел?в на ц?ль, якщо припустити, що ядра не затьмарен? комами, коли знаходяться поблизу Земл?. Розум?ння ядра проти явища коми потр?бно було вивести на основ? багатьох доказ?в.

≪Л?таюча п?щана м?лина≫ [ ред. | ред. код ]

Модель ≪л?таючо? п?щано? м?лини≫, уперше запропонована наприк?нц? 1800-х рок?в, розгляда? комету як р?й т?л, а не як окремий об'?кт [14] . Коли Сонце проходить кр?зь м?жзоряну туманн?сть, матер?ал збира?ться у вихори. Деяк? з вихор?в будуть втрачен?, а деяк? залишаться на гел?оцентричних орб?тах. Слабкий контакт ?з Сонцем був поясненням довгих, ексцентричних, нахилених орб?т комет. Л?д у модел? був в?дсутн?й, тому збереження летких речовин пояснювалось процесом адсорбц?? речовин. Цю модель захищав у середин? XX стол?ття Реймонд Л?ттлтон [15] [16] [17] [18] .

≪Брудний сн?жний ком≫ [ ред. | ред. код ]

Починаючи з 1950-х рок?в американський астроном Фред Лоуренс В?ппл просував свою модель ≪крижаного конгломерату≫, яка стала поширеною п?д назвою ≪Брудний сн?жний ком≫.

В?ппл припустив, що комети ? крижаними об'?ктами, як? нагр?ваються п?д час наближення до Сонця, що призводить до субл?мац?? льоду на поверхн?. Цей процес призводить до утворення коми, яка може досягати 100 000 км. Випаровування брудного льоду вив?льня? пилов? частинки, як? в?дносяться газом в?д ядра. Молекули газ?в в ком? поглинають сонячне св?тло ? перевипром?нюють його на р?зних довжинах хвиль (це явище назива?ться флуоресценц??ю ), а пилов? частинки розс?юють сонячне св?тло в р?зних напрямках. Обидва ц? процеси призводять до того, що кома ста? видимою для спостер?гач?в [19] .

≪Крижана брудна кулька≫ [ ред. | ред. код ]

У 1986 роц? косм?чний зонд ≪Джотто≫ показав, що, альбедо комети Галлея становить лише близько 4 % ? це означа?, що вона в?дбива? т?льки 4 % св?тла. Тако? мало? в?дбивно? здатност? можна оч?кувати в?д шматка вуг?лля, н?ж в?д сн?гу. Тому, незважаючи на те, що спостер?гачам ?з Земл? комета Галлея зда?ться сл?пучо-б?лою, ?? ядро насправд? вуг?льно-чорне [19] .

Приклади [ ред. | ред. код ]

У 2022 роц? за допомогою телескопу Габбл було п?дтверджено, що в?дкрита к?лькома роками ран?ше комета Бернард?нелл? ? Бернштейна л?диру? за розм?рами ядра, чий д?аметр склада? близько 128 к?лометр?в [20] .

Див. також [ ред. | ред. код ]

Джерела [ ред. | ред. код ]

  1. а б в г д е ж и к л м н п р с т у ф х Comet - Solar Nebula, Ice Transition, and Shoemaker-Levy 9 | Britannica . www.britannica.com (англ.) . Процитовано 20 червня 2023 .
  2. Robert Roy Britt (29 листопада 2001). Comet Borrelly Puzzle: Darkest Object in the Solar System . Space.com . Арх?в ориг?налу за 22 с?чня 2009 . Процитовано 26 жовтня 2008 .
  3. ESA Science & Technology: Halley . ESA . 10 березня 2006 . Процитовано 22 лютого 2009 .
  4. Bauer, Markus (14 кв?тня 2015). Rosetta and Philae Find Comet Not Magnetised . European Space Agency . Процитовано 14 кв?тня 2015 .
  5. Schiermeier, Quirin (14 кв?тня 2015). Rosetta's comet has no magnetic field. Nature . doi : 10.1038/nature.2015.17327 .
  6. Agle, DC; Brown, Dwayne; Fohn, Joe; Bauer, Markus (2 червня 2015). NASA Instrument on Rosetta Makes Comet Atmosphere Discovery . NASA . Процитовано 2 червня 2015 .
  7. Feldman, Paul D.; A'Hearn, Michael F.; Bertaux, Jean-Loup; Feaga, Lori M.; Parker, Joel Wm. та ?н. (2 червня 2015). Measurements of the near-nucleus coma of comet 67P/Churyumov-Gerasimenko with the Alice far-ultraviolet spectrograph on Rosetta (PDF) . Astronomy and Astrophysics . 583 : A8. arXiv : 1506.01203 . Bibcode : 2015A&A...583A...8F . doi : 10.1051/0004-6361/201525925 .
  8. Jordans, Frank (30 липня 2015). Philae probe finds evidence that comets can be cosmic labs . The Washington Post . Associated Press. Арх?в ориг?налу за 23 грудня 2018 . Процитовано 30 липня 2015 .
  9. Science on the Surface of a Comet . European Space Agency. 30 липня 2015 . Процитовано 30 липня 2015 .
  10. Bibring, J.-P.; Taylor, M.G.G.T.; Alexander, C.; Auster, U.; Biele, J.; Finzi, A. Ercoli; Goesmann, F.; Klingehoefer, G.; Kofman, W. (31 липня 2015). Philae's First Days on the Comet ? Introduction to Special Issue . Science . 349 : 493. Bibcode : 2015Sci...349..493B . doi : 10.1126/science.aac5116 . PMID   26228139 .
  11. How long does a comet last, and why do they disintegrate? . BBC Sky at Night Magazine (англ.) . Процитовано 20 червня 2023 .
  12. а б Garner, Rob (28 кв?тня 2020). Hubble Watches Comet ATLAS Disintegrate Into More Than 2 Dozen Pieces . NASA . Процитовано 20 червня 2023 .
  13. Дональд К. 2005. Комети (World Book Online референтний центр Ядро ма? досить низьке альбедо , близько 4 %
  14. Rickman, H (2017). 1.1.1 The Comet Nucleus. Origin and Evolution of Comets: 10 years after the Nice Model, and 1 year after Rosetta . World Scientific Publishing Co Singapore. ISBN   978-9813222571 .
  15. Lyttleton, RA (1948). On the Origin of Comets . Mon. Not. R. Astron. Soc . 108 (6): 465?75. Bibcode : 1948MNRAS.108..465L . doi : 10.1093/mnras/108.6.465 .
  16. Lyttleton, R (1951). On the Structure of Comets and the Formation of Tails . Mon. Not. R. Astron. Soc . 111 (3): 268?77. Bibcode : 1951MNRAS.111..268L . doi : 10.1093/mnras/111.3.268 .
  17. Lyttleton, R (1972). The Comets and Their Origin . Cambridge University Press New York. ISBN   9781107615618 .
  18. Bailey, M; Clube, S; Napier, W (1990). 8.3 Lyttleton's Accretion Theory. The Origin of Comets . Pergamon Press. ISBN   0-08-034859-9 .
  19. а б Нац?ональний музей космонавтики ?мен? Серг?я Павловича Корольова . Facebook (укр.) . Процитовано 7 липня 2023 .
  20. Gianopoulos, Andrea (6 кв?тня 2022). Hubble Confirms Largest Comet Nucleus Ever Seen . NASA . Процитовано 20 червня 2023 .

Посилання [ ред. | ред. код ]