Комета Галлея: факты, загадки, интересные истории. Школьная энциклопедия Орбита кометы галлея

Комета Галлея — несомненно, самая популярная из комет. С удивительным постоянством примерно каждые 76 лет она появляется вблизи , и всякий раз уже на протяжении 22 веков земляне регистрируют это редкое событие. Уточним, что период обращения кометы вокруг меняется в пределах от 74 до 79 лет, так что 76 лет — средний период за протекшие века.

Далеко не все появления кометы Галлея на земном небе были примечательными. Иногда, правда, блеск её ядра превосходил блеск Венеры в период наилучшей видимости планеты. В таких случаях хвосты кометы становились длинными и эффектными и записи в летописях отражали волнение наблюдателей, вызванное «зловещей» хвостатой звездой. В иные годы комета выглядела неяркой, туманной звездой с небольшим хвостом, и тогда записи в хрониках были совсем краткими.

За последние 2000 лет комета Галлея ни разу не подходила к Земле ближе, чем на 6 млн. км. Сближение же с Землей в 1986г. было самым неблагоприятным за всю историю наблюдений кометы — условия её видимости с Земли были наихудшими.

Для тех, кто никогда не видел настоящую комету, а судит о виде комет по рисункам в книгах, сообщим, что поверхностная яркость кометных хвостов никогда не превосходит яркости Млечного Пути. Поэтому в условиях любого крупного современного города комету увидеть не легче, чем Млечный Путь. В лучшем случае удается рассмотреть её ядро в виде более или менее яркой, слегка туманной и несколько «размазанной» звезды. Зато там, где небо чисто, его фон черен, а россыпь звезд Млечного Пути видна отчетливо, большая комета с яркими хвостами представляет собой, конечно, незабываемое зрелище.

Далеко не всем людям удается дважды в жизни видеть пролет кометы Галлея вблизи Земли. Все-таки 76 лет — срок большой, близкий к средней продолжительности человеческой жизни, и потому список известных лиц, дважды наблюдавших возвращение кометы Галлея, не так уж велик.

Среди них мы находим Иоганна Галле (1812-1910) — астронома, открывшего планету Нептун по предсказаниям У. , Каролину Гершель (1750 -1848) — сестру знаменитого основоположника звездной астрономии , Льва Толстого (1828-1910) и других. Любопытно, что известный американский писатель Марк Твен родился через две недели после появления кометы Галлея в 1835г., а умер на следующий день после её следующего максимального сближения с Солнцем в 1910г. Незадолго до этого Марк Твен в шутку заявил приятелям, что поскольку он родился в год очередного появления кометы Галлея, то он и умрет сразу после её следующего возвращения!

Интересно проследить, как встречала Земля знаменитую комету на протяжении всей истории её наблюдений. Лишь в 1682г. заподозрили, что имеют дело с периодической кометой. В 1759г. это подозрение подтвердилось. Но в этом году, как, впрочем, и в следующий визит кометы в 1835г., астрономы смогли провести лишь телескопические наблюдения этого космического тела, которые мало что говорили о его физической природе. Лишь в 1910г. ученые встретили комету Галлея во всеоружии. Комета пролетела вблизи Земли, задев (в мае 1910г.) её своим хвостом. Наблюдать её с Земли было очень удобно, а фотография, спектроскопия и фотометрия уже находились на вооружении астрономов.

К тому времени великий русский исследователь комет Федор Александрович (1831-1904) создал механическую теорию кометных форм, и его последователи смогли успешно применить новую теорию к истолкованию наблюдаемых кометных явлений. Вообще, предыдущую встречу с кометой Галлея в 1910г. можно назвать праздником кометной астрономии. В эту пору были заложены основы современной физической теории комет, и не будет преувеличением сказать, что нынешние представления о кометах во многом обязаны успехам 1910г.

В тридцатое свое возвращение к Солнцу комета Галлея была в 1986г. встречена необычно. Впервые к комете полетели космические аппараты, для того чтобы исследовать её в непосредственной близости. Советские ученые во главе с академиком Р.З.Сагдеевым разработали и осуществили проект «Вега» — посылку к комете специальных межпланетных станций «Вега-1» и «Вега-2». В их задачу входило фотографирование ядра кометы Галлея с близкого расстояния и изучение процессов, в нем про исходящих. Европейский проект «Джотто» и японские проекты «Планета-А» и «Планета-Б» также входили в международную про грамму исследований кометы Галлея, которая начала разрабатываться еще с 1979 г.

Сейчас приятно констатировать, что эта программа успешно завершена, причем в ходе её осуществления проявилось плодотворное интернациональное сотрудничество ученых разных стран. Так, например, при осуществлении программы «Джотто» американские специалисты помогли восстановить нормальную связь со станцией, а позже советские ученые обеспечили её полет на заданном расстоянии от кометного ядра.

Немалую пользу принесли астрономические станции слежения в приеме информации от станций, пролетавших вблизи кометы Галлея. Теперь общими усилиями мы можем себе представить, что такое комета Галлея и каковы, следовательно, вообще кометы. Главная часть кометы — её ядро — представляет собой вытянутое тело неправильной формы с размерами 14х7,5х7,5 км. Оно вращается вокруг своей оси с периодом около 53 часов. Это — громадная глыба загрязненного льда, куда в качестве «загрязнений» входят мелкие твердые частицы силикатной природы.

Недавно в прессе впервые появилось сравнение ядра кометы Галлея с грязным мартовским сугробом, в котором грязевая корка предохраняет сугроб от быстрого испарения. Нечто в этом роде происходит и в комете — под действием солнечных лучей ледяная составляющая возгоняется и в виде газовых потоков уходит прочь от ядра, очень слабо к себе притягивающего все предметы. Эти потоки газов увлекают за собой и твердую пыль, которая формирует пылевые хвосты кометы.

Аппарат «Вега-1» установил, что каждую секунду из ядра выбрасывается 5 — 10 тонн пыли — часть её все же остается, покрывая ледяное ядро защитной пылевой коркой; из-за этой корки отражательная способность (альбедо) ядра заметно снижается и температура поверхности ядра оказывается довольно высокой. Из кометы вблизи Солнца постоянно испаряется вода, чем можно объяснить присутствие у комет водородной короны. В общем блестяще подтвердилась «ледяная модель» ядра, отныне из гипотезы ставшая фактом. Размеры кометы Галлея так малы, что её ядро смогло бы легко разместиться на территории Москвы внутри кольцевой автодороги. Еще раз человечество убедилось, что кометы — малые тела, находящиеся в состоянии непрерывного разрушения.

Встреча в 1986г. прошла для науки очень успешно, и теперь мы встретимся с кометой Галлея только в 2061г.

Жизнь комет сравнительно коротка — даже самая крупная из них способна совершить лишь несколько тысяч оборотов вокруг Солнца. По истечении этого срока ядро кометы полностью распадается. Но такой распад происходит постепенно, и потому на протяжении жизни кометы вдоль всей орбиты образуется шлейф из продуктов распада её ядра, напоминающий бублик. Вот почему всякий раз при встрече с таким «бубликом» в земную атмосферу влетает большое количество «падающих звезд» — метеорных тел, порожденных распадающейся кометой. Тогда говорят о встрече нашей планеты с метеорным потоком.

Дважды в году, в мае и октябре, Земля проходит сквозь «метеорный бублик», порожденный ядром кометы Галлея. В мае метеоры вылетают из созвездия Водолея, в октябре — из созвездия Ориона.

http://www.astronos.ru/2-5.html

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

"Хвостатые звёзды", так в древности называли кометы. В переводе с греческого слово "комета" означает "волосатая". И действительно, эти космические тела имеют длинный шлейф или "хвост". Причём он всегда повёрнут от Солнца , независимо от траектории движения. Виноват в этом солнечный ветер, который отклоняет шлейф в сторону от светила.

Комета Галлея принадлежит как раз к компании "волосатых" космических тел. Является она короткопериодической, то есть регулярно возвращается к Солнцу менее чем через 200 лет. А точнее, её можно лицезреть в ночном небе через каждые 76 лет. Но данная цифра не является абсолютной. За счёт воздействия планет траектория движения может меняться, а погрешность из-за этого составляет 5 лет. Срок довольно приличный, особенно если ждать космическую красавицу с нетерпением.

Последний раз её видели в небе Земли в 1986 году. До этого она радовала землян своей красотой в 1910 году. Следующий визит намечается на 2062 год. Но капризная путешественница может появиться и на год раньше или запоздать лет на пять. Чем же так знаменито это космическое тело, состоящее из замёрзшего газа и вкраплённых в него твёрдых частиц?

Здесь в первую очередь надо отметить, что ледяная визитёрша известна людям уже более 2 тыс. лет. Первое её наблюдение датируется 240 годом до н. э . Совсем не исключено, что кто-то видел это светящееся тело и раньше, просто данных об этом не сохранилось. После же указанной даты её наблюдали в небе 30 раз. Таким образом, судьба космической странницы неразрывно связана с человеческой цивилизацией.

Далее следует сказать, что это первая из всех комет, у которой была рассчитана эллиптическая орбита и определена периодичность возвращения к матушке Земле. Обязано человечество этим английскому астроному Эдмунду Галлею (1656-1742). Именно он составил самый первый каталог орбит комет, периодически появляющихся в ночном небе. При этом им было замечено, что у 3-х комет пути движения полностью совпадают. Видели этих путешественниц в 1531, 1607 и 1682 годах. Англичанину пришла в голову мысль, что это одна и та же комета. Вокруг Солнца она обращается с периодом, равным 75-76 годам.

На основании этого Эдмунд Галлей предположил, что яркий объект появится в ночном небе в 1758 году. Сам учёный до этой даты не дожил, хотя и прожил 85 лет. Зато стремительную путешественницу увидел 25 декабря 1758 года немецкий астроном Иоганн Палич. А к марту 1759 года эту комету уже видели десятки астрономов. Таким образом, прогнозы Галлея в точности подтвердились, а систематически возвращающуюся гостью назвали его именем в том же 1759 году.

Что же представляет собой комета Галлея ? Возраст её лежит в диапазоне от 20 до 200 тыс. лет. Вернее, это даже не возраст, а движение по существующей орбите. Раньше она могла быть другой из-за воздействия гравитационных сил планет и Солнца.

Ядро космической путешественницы по форме напоминает картофелину и имеет небольшие размеры . Они составляют 15×8 км. Плотность равна 600 кг/м 3 , а масса доходит до 2,2×10 14 кг. Состоит ядро из метана, азота, воды, углерода и других скованных космическим холодом газов. В лёд вкраплены твёрдые частицы. В основном это силикаты, из которых на 95% состоят горные породы.

Приближаясь к светилу, этот огромный "космический снежок" нагревается. В результате этого начинается процесс испарения газов. Вокруг кометы образуется туманное облако, которое называется комой . В диаметре оно может достигать 100 тыс. км.

Чем ближе к Солнцу, тем кома становится длиннее. У неё появляется хвост, который растягивается на несколько млн. км. Происходит это из-за того, что солнечный ветер, выбивая из комы частицы газа, отбрасывает их далеко назад. Кроме газового хвоста существует ещё и пылевой. Он рассеивает солнечный свет, поэтому в небе выглядит как длинная дымчатая полоса.

Светящуюся путешественницу уже можно различить на расстоянии 11 а. е. от светила. Её прекрасно видно в небе, когда до Солнца остаётся 2 а. е. Она огибает пышущую жаром звезду и возвращается обратно. Мимо Земли комета Галлея пролетает со скоростью примерно 70 км/с . Постепенно, по мере удаления от звезды, свет её становится всё более тусклым, а затем сияющая красавица превращается в комок газа и пыли и исчезает из поля зрения. Следующее её появление приходится ждать 70 с лишним лет. Поэтому астрономы могут увидеть космическую странницу лишь один раз в жизни.

Она улетает далеко-далеко и исчезает в облаке Оорта. Это непроницаемая космическая бездна на краю Солнечной системы . Именно там и рождаются кометы, а затем начинают путешествовать между планет. Они устремляются к светилу, огибают его и несутся обратно. Наша героиня является одной из них. Но в отличии от других космических тел она землянам ближе и роднее. Ведь её знакомство с людьми продолжается уже более 2-х десятков столетий.

Александр Щербаков

В нашей Солнечной системе наряду с планетами и их спутниками существуют космические объекты, пользующиеся повышенным интересом в научном сообществе и популярные среди обывателей. Почетное место в этом ряду по праву занимают кометы. Именно они добавляют Солнечной системе яркости и динамики, превращая на короткое время ближний космос в полигон для исследований. Появление в небе этих космических странниц всегда сопровождается яркими астрономическими явлениями, которые может наблюдать даже астроном-любитель. Самой известной космической гостьей является комета Галлея — космический объект, регулярно посещающий околоземное пространство.

Последнее появление кометы Галлея в нашем ближнем космосе произошло в феврале 1986 года. Она на короткий миг появилась на небе в созвездии Водолея и быстро скрылась в ореоле солнечного диска. Во время прохождения перигелия в 1986 году космическая гостья находилась от Земли в поле зрения и могла наблюдаться короткий период. Следующий визит кометы должен состояться уже в 2061 году. Нарушится ли привычный график появления самой известной космической визитерши спустя 76 лет, прилетит ли снова к нам комета во всей своей красе и блеске?

Когда комета Галлея стала известна человеку

Периодичность появления известных комет в Солнечной системе не превышает 200 лет. Визиты таких гостей всегда вызывали у человека неоднозначную реакцию, доставляя беспокойство одним непросвещенным людям и радуя ученое братство.

Для других комет визиты в нашу Солнечную систему — явление редкое. Такие объекты залетают в наш ближний космос с периодичностью более 200 лет. Вычислить их точные астрономические данные не представляется возможным ввиду редкого появления. И в том и в другом случае человечество за все время своего существования постоянно имеет дело с кометами.

Долгое время человек находился в неведении относительно природы этого астрофизического явления. Только в начале XVIII века удалось положить начало систематическому изучению этих интереснейших космических объектов. Комета Галлея, открытая английским астрономом Эдмундом Галлеем, стала первым небесным светилом, о котором удалось получить достоверную информацию. Это стало возможным благодаря тому, что эта космическая скиталица хорошо видна невооруженным взглядом. Пользуясь данными наблюдений своих предшественников, Галлей сумел идентифицировать космическую гостью, трижды до этого посещавшую Солнечную систему. По его расчетам одна и та же комета появлялась на ночном небосклоне в 1531, в 1607 и в 1682 году.

Это сегодня ученые-астрофизики, пользуясь номенклатурой комет и имеющейся информацией об их параметрах, могут с уверенностью говорить о том, что появление кометы Галлея было отмечено еще в наиболее ранних источниках, ориентировочно в 240 году до нашей эры. Судя по описаниям, имеющимся в китайских хрониках и в рукописях Древнего Востока, с этой кометой Земля встречалась уже более 30 раз. Заслуга Эдмунда Галлея заключается в том, что именно он сумел вычислить периодичность появления космической гостьи и достаточно точно предсказать следующее появление этого небесного тела в нашем ночном небе. По его данным очередной визит должен был состояться через 75 лет, в конце 1758 года. Как и предполагал английский ученый, в 1758 году комета в очередной раз посетила наше ночное небо и к марту 1759 года пролетела в пределах видимости. Это было первое предсказанное астрономическое событие, связанное с существованием комет. С этого момента наша постоянная небесная гостья была названа в честь прославленного ученого, открывшего эту комету.

На основании многолетних наблюдений за этим объектом примерно составлены сроки его последующих его появлений. Несмотря на то, что в сравнении со скоротечностью человеческой жизни период обращения кометы Галлея достаточно долог (74-79 земных лет), ученые всегда с нетерпением ждут очередного визита космической странницы. В научной среде считается большим везением наблюдать этот феерический полет и сопровождающие его астрофизические явления.

Астрофизические особенности кометы

Помимо своего достаточно частого появления комета Галлея обладает интереснейшими особенностями. Это единственное из хорошо изученных космических тел, которое в момент сближения с Землей двигается с нашей планетой на встречных курсах. Эти же параметры наблюдаются и по отношению к движению других планет нашей звездной системы. Отсюда и достаточно широкие возможности для наблюдения за кометой, которая совершает свой полет в противоположном направлении по сильно вытянутой эллиптической орбите. Эксцентриситет составляет 0,967 е и является одним из самых высоких в Солнечной системе. Только у Нереиды, спутника Нептуна, и у карликовой планеты Седны имеются орбиты с столь схожими параметрами.

Эллиптическая орбита кометы Галлея имеет следующие характеристики:

• длина большой полуоси орбиты составляет 2,667 млрд. км;
• в перигелии комета удаляется от Солнца на расстояние 87,6 млн. км;
• при прохождении кометы Галлея вблизи Солнца в афелии расстояние до нашей звезды составляет 5,24 млрд. км;
• период обращения кометы по Юлианскому календарю составляет в среднем 75 лет;
• скорость кометы Галлея при движении по орбите составляет 45 км/с.

Все приведенные данные о комете стали известны в результате наблюдений, сделанных в течение последних 100 лет, в период с 1910 года по 1986. Благодаря большой вытянутость орбиты, наша гостья пролетает мимо нас на огромной встречной скорости — 70 километров в секунду, что является абсолютным рекордом среди космических объектов нашей Солнечной системы. Комета Галлея 1986 года предоставила ученому сообществу массу подробной информации о своей структуре, о физических характеристиках. Все полученные данные добыты при непосредственном контакте автоматических зондов с небесным объектом. Велись исследования с помощью космических аппаратов «Вега-1» и «Вега-2», специально запущенных для близкого знакомства с космической гостьей.

Автоматические зонды позволили не только получить информацию о физических параметрах ядра, но и детально изучить оболочку небесного тела и получить представление, что собой являет хвост кометы Галлея.

По своим физическим параметрам комета оказалась не такой большой, как представлялась ранее. Размер космического тела неправильной формы составляет 15х8 км. Наибольшая длина равняется 15 км. при ширине 8 км. Масса кометы составляет 2,2х1024 кг. По своим размерам это небесное светило можно приравнять к астероидам средних размеров, блуждающих в пространстве нашей Солнечной системы. Плотность космической странницы составляет 600 кг/м3. Для сравнения плотность воды в жидком состоянии равняется 1000 кг/м3. Данные о плотности ядра кометы варьируются в зависимости от ее возраста. Последние данные являются результатом наблюдений, полученных во время последнего визита кометы в 1986 году. Не факт, что в 2061 году, когда ожидается очередной прилет небесного тела, плотность у нее будет такой же. Комета постоянно теряет в весе, разрушается и может в конце концов исчезнуть.

Как и все космические объекты, комета Галлея имеет свое альбедо 0,04, сравнимое с альбедо древесного угля. Другими словами, ядро кометы представляет собой достаточно темный космический объект, имеющий слабую отражающую способность поверхности. Солнечный свет практически не отражается от поверхности кометы. Она становится видимой только благодаря своему стремительному движению, которое сопровождается ярким и зрелищным эффектом.

Во время своего полета через просторы Солнечной системы комету сопровождают метеорные потоки Аквариды и Ориониды. Эти астрономические явления являются естественными продуктами разрушения тела кометы. Интенсивность обоих явлений может увеличиваться с каждым последующем прохождением кометы.

Версии о происхождении кометы Галлея

В соответствии с принятой классификацией наша самая популярная космическая гостья является короткопериодической кометой. Для этих небесных тел характерным является малое наклонение орбиты по отношению к оси эклиптики (всего 10 градусов) и небольшой период обращения. Как правило, такие кометы относятся к семейству комет Юпитера. На фоне этих космических объектов комета Галлея, как и другие однотипные космические объекты, сильно выделяется своими астрофизическими параметрами. В результате такие объекты были отнесены к отдельному, галлеевскому типу. На данный момент ученые могли обнаружить только 54 кометы однотипные с кометой Галлея, которые так или иначе посещают околоземное пространство на протяжении всего существования Солнечной системы.

Существует предположение, что подобные небесные тела ранее были долгопериодическими кометами и перешли в другой класс только благодаря влиянию силы притяжения планет – гигантов: Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. В таком случае наша нынешняя постоянная гостья могла образоваться в облаке Оорта — запредельной области нашей Солнечной системы. Существует также версия о другом происхождении кометы Галлея. Допускается образование комет в пограничной области Солнечной системы, где расположились транснептуновские объекты. По многим астрофизическим параметрам малые тела в этой области очень схожи с кометой Галлея. Речь идет о ретроградной орбите объектов, сильно напоминающей орбиту нашей космической гостьи.

Предварительные расчеты показали, что небесное тело, которое каждые 76 лет прилетает к нам, существует более 16000 лет. По крайней мере, комета движется по нынешней орбите достаточно долгое время. Утверждать, была ли такой же орбита 100-200 тыс. лет, не представляется возможным. На летящую комету постоянно оказывают влияние не только силы гравитации. В силу своей природы этот объект сильно подвержен влиянию механическому воздействию, которое в свою очередь вызывает реактивный эффект. К примеру, когда комета находится в афелии, солнечные лучи нагревают ее поверхность. В процессе нагревания поверхности ядра возникают сублимирующиеся потоки газа, действующие подобно ракетным двигателям. В этот момент происходят колебания орбиты кометы, влияющие на отклонения в периоде обращения. Эти отклонения хорошо видны уже в перигелии и могут составлять 3-4 дня.

Советские автоматические космические корабли и аппараты Европейского космического агентства во время своего путешествия к комете Галлея в 1986 году едва не промахнулись. В земных условиях оказалось невозможным предугадать и просчитать возможные отклонения в периоде обращения кометы, вызвавшие колебания небесного тела на орбите. Этот факт подтвердил версию ученых, что период обращения кометы Галлея может меняться в будущем. В этом аспекте становятся интересными состав и структура комет. Предварительная версия о том, что это огромные глыбы космического льда, опровергаются длительным существованием комет, которые не исчезли и не испарились в космическом пространстве.

Состав и структура кометы

Ядро кометы Галлея впервые было изучено с близкого расстояния автоматическими космическими зондами. Если ранее человек мог наблюдать за нашей гостьей только через телескоп, рассматривая ее на расстоянии 28 06 а. е., то теперь снимки получились с минимального расстояния, чуть более 8000 км.

На деле оказалось, что ядро у кометы имеет относительно небольшие размеры и по своему виду напоминает обычный картофельный клубень. Исследуя плотность ядра, становится ясно, что это космическое тело не является монолитом, а представляет собой груду обломков космического происхождения, тесно связанных силами гравитации в единую структуру. Гигантская каменная глыба не просто летит в космическом пространстве, кувыркаясь в разные стороны. У кометы имеется вращение, которое составляет, по разным данным, 4-7 суток. Причем вращение направлено в сторону движения кометы по орбите. Судя по снимкам, ядро имеет сложный рельеф, на котором присутствуют впадины и холмы. На поверхности кометы был даже обнаружен кратер космического происхождения. Даже несмотря на малый объем информации, полученный на снимках, можно предположить, что ядро кометы является большим фрагментом другого космического тела больших размеров, некогда существовавшего в облаке Оорта.

Впервые комета была сфотографирована в 1910 году. Тогда же были полученные данные спектрального анализа состава комы нашей гостьи. Как оказалось, в процессе полета по мере приближения к Солнцу, с нагреваемой поверхности небесного тела начинают испаряться летучие вещества, представленные замершими газами. К водяному пару добавляются пары азота, метана и оксида углерода. Интенсивность выделения и испарения приводит к тому, что размер комы кометы Галлея превосходит размеры самой кометы в тысячи раз — 100 тыс. км. против 11 км среднего размера. Вместе с испарениями летучих газов, высвобождаются частицы пыли и мелкие фрагменты ядра кометы. Атомы и молекулы летучих газов преломляют солнечный свет, образуя эффект флуоресценции. Пыль и крупные фрагменты рассеивают отраженный солнечный свет в космическом пространстве. В результате происходящих процессов, кома кометы Галлея является самым ярким элементом этого небесного тела, обеспечившим его хорошую видимость.

Не стоит забывать и про хвост кометы, который у кометы имеет особую форму и является ее фирменным знаком.

Следует различать три типа кометных хвостов:

• кометный хвост I типа (ионный);
• кометный хвост II типа;
• хвост III типа.

Под воздействием солнечного ветра и излучения происходит ионизация вещества, создающего кому. Заряженные ионы под давлением солнечного ветра вытягиваются в длинный хвост, длина которого превышает сотни млн. км. Малейшие колебания солнечного ветра или снижение интенсивности солнечного излучения приводит к частичному обрыву хвоста. Нередко подобные процессы могут привести к полному исчезновению хвоста космической странницы. Такое явление астрономы наблюдали с кометой Галлея в 1910 году. Ввиду огромной разницы в скорости движения заряженных частиц, составляющих хвост кометы, и орбитальной скорости небесного тела, направление развитие хвоста кометы располагается строго в обратную сторону от Солнца.

Что касается твердых фрагментов, кометной пыли, то здесь влияние солнечного ветра не столь значительно, поэтому пыль распространяется со скоростью, получаемой в результате сочетания ускорения, придаваемого частицам давлением солнечного ветра, и начальной орбитальной скорости кометы. В результате этого пылевые хвосты значительно отстают от ионного хвоста, формируя отдельные хвосты II и III типа, направленные под углом к направлению орбиты кометы.

По своей интенсивности и частоте выброса пылевые хвосты кометы — явление кратковременное. Если ионный хвост кометы, флуоресцируя, дает фиолетовое свечение, то пылевые хвосты II и III типа имеют красноватый оттенок. Для нашей гостьи характерно наличие хвостов всех трех типов. С первыми двумя астрономы знакомы достаточно хорошо, тогда как хвост третьего типа был замечен лишь в 1835 году. В последний свой визит комета Галлея наградила астрономов возможностью наблюдать два хвоста: первого и второго типа.

Анализ поведения кометы Галлея

Судя по наблюдениям, сделанным в последний визит кометы, небесное тело представляет собой достаточно активный космический объект. Сторона кометы, обращенная в определенный момент к Солнцу, представляет собой кипящий источник. Температура на поверхности кометы, обращенной к Солнцу, варьируется в диапазоне 30-130 градусов со знаком плюс по шкале Цельсия, тогда как на остальной части ядра кометы температура опускается до отметки ниже 100 градусов. Такое расхождение в показаниях температуры говорит в пользу того, что только малая часть ядра кометы имеет высокое альбедо и может достаточно сильно нагреваться. Остальные 70-80% ее поверхности покрыты темной субстанцией и поглощают солнечный свет.

Такие исследования позволили предположить, что наша яркая и ослепительная гостья на самом деле — комок грязи, смешанный с космическим снегом. Основную массу космических газов составляет водяной пар (более 80%). Остальные 17% представлены моноксидом углерода, частицами метана, азота и аммиака. Только 3-4% приходится на диоксид углерода.

Что касается кометной пыли, то она в основном состоит из углеродно-азотно-кислородных соединений и силикатов, которые составляют основу планет земной группы. Изучение состава водяного пара, выделяемого кометой, поставило крест на теории кометного происхождения земных океанов. Количество дейтерия и водорода в ядре кометы Галлея оказалось значительно больше, чем их количество в составе земной воды.

Если говорить о том, насколько хватит у этого комка грязи и снега материала для жизни, то здесь можно рассматривать комету Галлея с разных ракурсов. Подсчеты ученых, сделанные на основе данных о 46 появлениях кометы, говорят в пользу того, что жизнь небесного тела хаотична и постоянно меняется в зависимости от внешних условий. Другими словами, на всем протяжении своего существования комета пребывает в состоянии динамического хаоса.

Предположительно длительность существования кометы Галлея оценивается в 7-10 млрд. лет. Рассчитав объем теряемого вещества во время последнего посещения нашего околоземного пространства, ученые сделали вывод, что ядро кометы уже потеряло до 80% своей первоначальной массы. Можно допускать, что сейчас наша гостья находится в преклонном возрасте и через несколько тысячелетий распадется на мелкие фрагменты. Финал этой ярчайшей жизни может произойти в пределах Солнечной системы, у нас на виду или, наоборот, пройти на задворках нашего общего дома.

В заключение

Последний визит кометы Галлея, состоявшийся в 1986 году и ожидаемый столько лет, стал величайшим разочарованием для многих. Основной причиной массового разочарования стало отсутствие возможности наблюдать небесное тело в северном полушарии. Все приготовления к предстоящему событию пошли насмарку. Вдобавок ко всему, период наблюдения кометы оказался очень мал. Это привело к тому, что наблюдений, зафиксированных учеными по всему миру, было сделано немного. Через несколько дней комета скрылась за солнечный диск. Очередное свидание с космической гостьей отложено на 76 лет.

Комета Галлея (1P/Halley) - яркая короткопериодическая комета, возвращающаяся к Солнцу каждые 75-76 лет. Является первой кометой, для которой определили эллиптическую орбиту и установили периодичность возвращений. Названа в честь английского астронома Эдмунда Галлея. С кометой связаны метеорные потоки эта-Аквариды и Ориониды. Несмотря на то, что каждый век появляется много более ярких долгопериодических комет, комета Галлея - единственная короткопериодическая комета, хорошо видимая невооружённым глазом. Начиная с древнейших наблюдений, зафиксированных в исторических источниках Китая и Вавилона, было отмечено по меньшей мере 30 появлений кометы. Первое достоверно идентифицируемое наблюдение кометы Галлея относится к 240 году до н. э. Последнее прохождение кометы через перигелий было в феврале 1986 года; следующее ожидается в середине 2061 года. Во время появления 1986 года комета Галлея стала первой кометой, исследованной с помощью космических аппаратов, в том числе советскими аппаратами «Вега-1» и «Вега-2», которые предоставили данные о структуре кометного ядра и механизмах образования комы и хвоста кометы.

Открытие
Первооткрыватель	Наблюдалась в глубокой древности; названа в честь Эдмунда Галлея, открывшего периодичность появления
Дата обнаружения	1758 (первый предсказанный перигелий)
Альтернативные обозначения	Комета Галлея, 1P
Орбитальные характеристики
Эксцентриситет (e)
Большая полуось (a)	2,66795 млрд км (17,83414 а. е.)
Перигелий (q)	87,661 млн км (0,585978 а. е.)
Афелий (Q)	5,24824 млрд км (35,082302 а. е.)
Период обращения (P)	75,3а (Юлианский год)
Наклонение (i)
Последний перигелий
Следующий перигелий
Физические характеристики
Размеры	15х8 км, 11 км (в среднем)
Масса
Плотность	600 кг/м 3 (оценки варьируются от 200 до 1500 кг/м 3)
Альбедо
Порождаемые метеорные потоки	эта-Аквариды, Ориониды
Комета 1P/Галлея

Открытие кометы

Комета Галлея стала первой кометой с доказанной периодичностью. В европейской науке вплоть до эпохи Возрождения доминировал взгляд Аристотеля, полагавшего, что кометы являются возмущениями в атмосфере Земли. Однако и до, и после Аристотеля многими античными философами высказывались весьма прозорливые гипотезы о природе комет. Так, по словам самого Аристотеля, Гиппократ Хиосский (V в. до н. э.) и его ученик Эсхил считали, что «хвост не принадлежит самой комете, но она иногда приобретает его, блуждая в пространстве, потому что наш зрительный луч, отражаясь от влаги, увлекаемой за кометой, достигает Солнца. Комета в отличие от других звёзд появляется через очень большие промежутки времени, потому, дескать, что она отстаёт [от Солнца] чрезвычайно медленно, так что, когда она появляется вновь в том же самом месте, ею проделан уже полный оборот». В этом высказывании можно увидеть утверждение о космической природе комет, периодичности её движения и даже о физической природе кометного хвоста, на котором рассеивается солнечный свет, и который, как показали современные исследования, действительно в значительной степени состоит из газообразной воды. Сенека (I в. н. э.) не только говорит о космическом происхождении комет, но и предлагает способ доказательства периодичности их движения, реализованный Галлеем: «Необходимо, однако, чтобы были собраны сведения о всех прежних появлениях комет; ибо из-за редкости их появления до сих пор невозможно установить их орбиты; выяснить, соблюдают ли они очерёдность и появляются ли точно в свой день в строгом порядке».

Идея Аристотеля была опровергнута Тихо Браге, который использовал параллаксные наблюдения кометы 1577 года (измерения положения кометы, проведённые в Дании и в Праге), чтобы показать, что она находилась от Земли дальше Луны. Однако сохранялась неопределённость в вопросе о том, обращаются ли кометы вокруг Солнца или просто пролетают по прямым путям через Солнечную систему.
В 1680-1681 годах 24-летний Галлей наблюдал яркую комету (C/1680 V1, называемую часто кометой Ньютона), которая сначала приближалась к Солнцу, а потом удалялась от него, что противоречило представлению о прямолинейном движении. Исследуя этот вопрос, Галлей понял, что центростремительная сила, действующая на комету со стороны Солнца, должна убывать обратно пропорционально квадрату расстояния. В 1682, в год очередного появления кометы, названной впоследствии его именем, Галлей обратился к Роберту Гуку с вопросом - по какой кривой будет двигаться тело под действием такой силы, но не получил ответа, хотя Гук и намекнул, что ответ ему известен. Галлей отправился в Кембридж к Исааку Ньютону, который сразу же ответил, что, согласно его вычислениям, движение будет происходить по эллипсу. Ньютон продолжал работать над проблемой движения тел под действием сил тяготения, уточняя и развивая расчёты, и в конце 1684 года послал Галлею свой трактат «Движение тел по орбите». Восхищённый Галлей доложил о результатах Ньютона на заседании Лондонского королевского общества 10 декабря 1684 года и испросил у Ньютона разрешения напечатать трактат. Ньютон согласился и обещал прислать продолжение. В 1686 году по просьбе Галлея Ньютон переслал первые две части своего расширенного трактата, получившего название «Математические начала натуральной философии», в Лондонское королевское общество, где Гук вызвал скандал, заявив о своём приоритете, но не был поддержан коллегами. В 1687 году на деньги Галлея тиражом 120 экземпляров самый знаменитый трактат Ньютона был напечатан. Таким образом, интерес к кометам заложил основы современной математической физики. В своём классическом трактате Ньютон сформулировал законы гравитации и движения. Однако его работа над теорией движения комет ещё не была закончена. Хотя он подозревал, что две кометы, которые наблюдались в 1680 и 1681 годах (и которые вызвали интерес Галлея), были на самом деле одной кометой до и после прохождения вблизи Солнца, он не смог полностью описать её движение в рамках своей модели. Это удалось его другу и издателю Галлею, который в работе 1705 года «Обзор кометной астрономии» использовал законы Ньютона для учёта гравитационного влияния на кометы Юпитера и Сатурна.

После изучения исторических записей Галлей составил первый каталог элементов орбит комет и обратил внимание на совпадение путей комет 1531 (наблюдавшаяся Апианом), 1607 (наблюдавшаяся Кеплером) и 1682 гг. (которую он наблюдал сам), и предположил, что это одна и та же комета, обращающаяся вокруг Солнца с периодом 75-76 лет. На основании обнаруженного периода и с учётом грубых приближений воздействия больших планет, он предсказал возвращение этой кометы в 1758 году.
Предсказание Галлея подтвердилось, хотя комету не могли обнаружить до 25 декабря 1758 года, когда её заметил немецкий крестьянин и астроном-любитель И. Палич. Через перигелий комета прошла лишь 13 марта 1759 года, поскольку возмущения, вызванные притяжением Юпитера и Сатурна, привели к задержке на 618 дней. За два месяца до нового появления кометы это запаздывание было предвычислено А. Клеро, которому помогали в вычислениях Ж. Лаланд и мадам Н.-Р. Лепот. Погрешность расчётов составила всего 31 день. Галлей не дожил до возвращения кометы, он умер в 1742 году. Подтверждение возвращения комет было первой демонстрацией того, что не только планеты могут обращаться вокруг Солнца. Это стало первым успешным подтверждением небесной механики Ньютона и ясной демонстрацией её предсказательной силы. В честь Галлея комету впервые назвал французский астроном Н. Лакайль в 1759 году.

Параметры орбиты

Период обращения кометы Галлея за последние три столетия составлял от 75 до 76 лет, однако за всё время наблюдения с 240 г. до н. э. он изменялся в более широких пределах - от 74 до 79 лет. Вариации периода и орбитальных элементов связаны с гравитационным влиянием больших планет, мимо которых пролетает комета. Комета обращается по сильно вытянутой эллиптической орбите с эксцентриситетом 0,967 (0 соответствует идеальной окружности, 1 - движению по параболической траектории). При её последнем возвращении имела в перигелии расстояние до Солнца равное 0,587 а. е. (между Меркурием и Венерой) и расстояние в афелии более 35 а. е. (почти как у Плутона). Орбита кометы наклонена к плоскости эклиптики на 162,5° (то есть, в отличие от большинства тел солнечной системы, она движется в направлении, противоположном движению планет, и наклонена к орбите Земли на 180-162,5=17,5°). Перигелий кометы приподнят над плоскостью эклиптики на 0,17 а. е. Вследствие большого эксцентриситета орбиты скорость кометы Галлея по отношению к Земле является одной из самых больших среди всех тел Солнечной системы. В 1910 году при пролёте мимо нашей планеты она составила 70,56 км/с. Поскольку орбита кометы сближается с земной орбитой в двух точках, порождаемая кометой Галлея пыль образует два наблюдаемых на Земле метеорных потока: эта-Аквариды в начале мая и Ориониды в конце октября.
Комета Галлея классифицируется как периодическая или короткопериодическая комета, то есть такая, период обращения которой меньше 200 лет. Кометы с периодом обращения более 200 лет называются долгопериодическими. Короткопериодические кометы имеют в основном малое наклонение орбиты к эклиптике (порядка 10 градусов) и период обращения порядка 10 лет, поэтому орбита кометы Галлея несколько нетипична. Короткопериодические кометы с орбитальным периодом обращения менее 20 лет и наклонением орбиты 20-30 градусов или менее называются семейством комет Юпитера. Кометы, орбитальный период обращения которых, как у кометы Галлея, составляет от 20 до 200 лет, а наклонение орбиты - от нуля до более 90 градусов, называются кометами галлеевского типа. На сегодняшний день известно только 54 кометы галлеевского типа, в то время как число идентифицированных комет семейства Юпитера составляет около 400.
Предполагается, что кометы галлеевского типа изначально были долгопериодическими кометами, орбиты которых изменились под влиянием гравитационного притяжения планет-гигантов. Если комета Галлея прежде была долгопериодической кометой, то она скорее всего происходит из облака Оорта - сферы, состоящей из кометных тел, окружающей Солнце на расстоянии 20 000-50 000 а. е. В то же время семейство комет Юпитера, как считается, происходит из пояса Койпера - плоского диска малых тел на расстоянии от Солнца между 30 а. е. (орбита Нептуна) и 50 а. е. Предлагалась и другая точка зрения на происхождение комет галлеевского типа. В 2008 году был открыт новый транснептуновый объект с ретроградной орбитой, аналогичной орбите кометы Галлея, который получил обозначение 2008 KV42. Его перигелий располагается на расстоянии 20 а. е. от Солнца (соответствует расстоянию до Урана), афелий - на расстоянии 70 а. е. (превосходит удвоенное расстояние до Нептуна). Этот объект может быть членом нового семейства малых тел Солнечной системы, которое может служить источником комет галлеевского типа.

Результаты численного моделирования показывают, что комета Галлея находится на нынешней орбите от 16 000 до 200 000 лет, хотя точное численное интегрирование орбиты невозможно из-за появления неустойчивостей, связанных с возмущением планет на интервале более чем несколько десятков оборотов. На движение кометы также существенно влияют негравитационные эффекты, поскольку при приближении к Солнцу она испускает сублимирующиеся с поверхности струи газа, приводящие к реактивной отдаче и изменению орбиты. Эти изменения орбиты могут вызывать отклонения во времени прохождения через перигелий до четырёх дней.
В 1989 году Чириков и Вечеславов, проанализировав результаты расчётов 46 появлений кометы Галлея, показали, что на больших масштабах времени динамика кометы является хаотичной и непредсказуемой. При этом на масштабах времени порядка сотен тысяч и миллионов лет поведение кометы можно описать в рамках теории динамического хаоса. Этот же подход позволяет получать простые приблизительные оценки времени ближайших прохождений кометы через перигелий.
Предполагаемое время жизни кометы Галлея может составлять порядка 10 миллионов лет. Последние исследования показывают, что она испарится или распадётся на две через несколько десятков тысячелетий, либо будет выброшена из Солнечной системы через несколько сотен тысяч лет. За последние 2000-3000 возвращений ядро кометы Галлея уменьшилось в массе на 80-90%.

История наблюдений

Первое достоверное наблюдение кометы относится к 240 г. до н. э., но первое предсказанное появление кометы было только в 1759 году н.э.

1759 год - Первое предсказанное появление кометы Галлея. Через перигелий комета прошла 13 марта 1759 г., на 32 суток позднее предсказания А. Клеро. Её обнаружил в Рождество 1758 года астроном-любитель И. Палич. Комета наблюдалась до середины февраля 1759 года вечером, потом скрылась на фоне Солнца, а с апреля стала видна на предутреннем небе. Комета достигла приблизительно нулевой звёздной величины и имела хвост, простиравшийся на 25°. Была видна невооружённым глазом до начала июня. Последние астрономические наблюдения кометы были сделаны в конце июня.
1835 год - Поскольку к этому появлению была предсказана не только дата прохождения кометой Галлея перигелия, но и рассчитана эфемерида, астрономы начали искать комету с помощью телескопов с декабря 1834 года. Обнаружил комету Галлея в виде слабой точки 6 августа 1835 г. директор небольшой обсерватории в Риме С. Дюмушель. 20 августа в Дерпте её переоткрыл В. Я. Струве, который спустя двое суток смог наблюдать комету невооружённым взглядом. В октябре комета достигла 1-й звёздной величины и имела хвост протяжённостью около 20°. В. Я. Струве в Дерпте с помощью большого рефрактора и Дж. Гершель в экспедиции на мысе Доброй Надежды сделали множество зарисовок кометы, которая постоянно изменяла свой вид. Бессель, также следивший за кометой, заключил, что на её движение оказывают заметное влияние негравитационные реактивные силы испаряющихся с поверхности газов. 17 сентября В. Я. Струве наблюдал покрытие звезды головой кометы. Поскольку никакого изменения блеска звезды зарегистрировано не было, это позволило сделать вывод о крайней разреженности вещества головы и крайней малости её центрального ядра. Комета прошла перигелий 16 ноября 1835 г., всего на сутки позже предсказания Ф. Понтекулана, что позволило ему уточнить массу Юпитера, приняв её равной 1/1049 массы Солнца (современное значение 1/1047,6). Дж. Гершель следил за кометой вплоть до 19 мая 1836 года. Комета Галлея в 1910 году
1910 год - Во время этого появления комета Галлея впервые была сфотографирована и впервые получены спектральные данные о её составе. Минимальное расстояние от Земли составило всего 0,15 а. е., и комета представляла собой яркое небесное явление. Комета была обнаружена на подлёте 11 сентября 1909 на фотопластинке М. Вольфом в Гейдельберге с помощью 72-см телескопа-рефлектора, оборудованного фотокамерой, в виде объекта 16-17 звёздной величины (выдержка при фотографировании составляла 1 час). Ещё более слабое изображение позже нашлось на фотопластинке, полученной 28 августа. Комета прошла перигелий 20 апреля (на 3 дня позже предсказания Ф. Х. Кауэлла и Э. К. Д. Кроммелина) и в начале мая представляла собой яркое зрелище на предрассветном небе. В это время сквозь хвост кометы прошла Венера. 18 мая комета оказалась точно между Солнцем и Землёй, которая тоже на несколько часов погрузилась в кометный хвост, который всегда направлен от Солнца. В тот же день 18 мая комета прошла по диску Солнца. Наблюдения в Москве проводили В. К. Цераский и П. К. Штернберг с помощью рефрактора с разрешением 0,2-0,3"", но не смогли различить ядра. Поскольку комета находилась на расстоянии 23 млн км, это позволило оценить, что его размеры составляют менее 20-30 км. Тот же результат был получен по наблюдениям в Афинах. Правильность этой оценки (максимальный размер ядра оказался около 15 км) удалось подтвердить во время следующего появления, когда ядро удалось исследовать с близкого расстояния с помощью космических аппаратов. В конце мая - начале июня 1910 г. комета имела 1-ю звёздную величину, а её хвост имел длину около 30°. После 20 мая она стала быстро удаляться, но фотографически регистрировалась до 16 июня 1911 г. (на расстоянии 5,4 а. е.).

В ходе многочисленных исследований было получено около 500 фотографий головы и хвоста кометы, около 100 спектрограмм. Было также выполнено большое число определений положения кометы, уточнивших её орбиту, что имело большое значение при планировании программы исследований с помощью космических аппаратов в преддверии следующего появления 1986 года. На основании исследований очертаний головы кометы с помощью длиннофокусных астрографов С. В. Орлов построил теорию формирования кометной головы.

Спектральный анализ хвоста кометы показал, что в его составе присутствуют ядовитый газ циан и угарный газ. Поскольку 18 мая Земля должна была пройти через хвост кометы, это открытие спровоцировало предсказания конца света, панику и ажиотажный спрос на шарлатанские «антикометные таблетки» и «антикометные зонтики». На самом деле, как поспешили отметить многие астрономы, хвост кометы настолько разрежен, что не может оказать никаких негативных эффектов на земную атмосферу. 18 мая и в последующие дни были организованы разнообразные наблюдения и исследования атмосферы, но никаких эффектов, которые можно было бы связать с действием кометного вещества, обнаружено не было.

Знаменитый американский писатель-юморист Марк Твен в автобиографии в 1909 году написал: «Я явился на свет в 1835 году вместе с кометой Галлея. Она снова появится в будущем году, и я думаю, что мы вместе исчезнем. Если я не исчезну вместе с кометой Галлея, это будет величайшим разочарованием в моей жизни. Бог, наверное, решил: вот два причудливых необъяснимых явления, они вместе возникли, пусть вместе и исчезнут». Так оно и случилось: он родился 30 ноября 1835 года, через две недели после прохождения кометой перигелия, а умер 21 апреля 1910 года, на следующий день после следующего перигелия.

В нашей Солнечной системе наряду с планетами и их спутниками существуют космические объекты, пользующиеся повышенным интересом в научном сообществе и популярные среди обывателей. Почетное место в этом ряду по праву занимают кометы. Именно они добавляют Солнечной системе яркости и динамики, превращая на короткое время ближний космос в полигон для исследований. Появление в небе этих космических странниц всегда сопровождается яркими астрономическими явлениями, которые может наблюдать даже астроном-любитель. Самой известной космической гостьей является комета Галлея — космический объект, регулярно посещающий околоземное пространство.

Последнее появление кометы Галлея в нашем ближнем космосе произошло в феврале 1986 года. Она на короткий миг появилась на небе в созвездии Водолея и быстро скрылась в ореоле солнечного диска. Во время прохождения перигелия в 1986 году космическая гостья находилась от Земли в поле зрения и могла наблюдаться короткий период. Следующий визит кометы должен состояться уже в 2061 году. Нарушится ли привычный график появления самой известной космической визитерши спустя 76 лет, прилетит ли снова к нам комета во всей своей красе и блеске?

Когда комета Галлея стала известна человеку

Периодичность появления известных комет в Солнечной системе не превышает 200 лет. Визиты таких гостей всегда вызывали у человека неоднозначную реакцию, доставляя беспокойство одним непросвещенным людям и радуя ученое братство.

Для других комет визиты в нашу Солнечную систему — явление редкое. Такие объекты залетают в наш ближний космос с периодичностью более 200 лет. Вычислить их точные астрономические данные не представляется возможным ввиду редкого появления. И в том и в другом случае человечество за все время своего существования постоянно имеет дело с кометами.

Долгое время человек находился в неведении относительно природы этого астрофизического явления. Только в начале XVIII века удалось положить начало систематическому изучению этих интереснейших космических объектов. Комета Галлея, открытая английским астрономом Эдмундом Галлеем, стала первым небесным светилом, о котором удалось получить достоверную информацию. Это стало возможным благодаря тому, что эта космическая скиталица хорошо видна невооруженным взглядом. Пользуясь данными наблюдений своих предшественников, Галлей сумел идентифицировать космическую гостью, трижды до этого посещавшую Солнечную систему. По его расчетам одна и та же комета появлялась на ночном небосклоне в 1531, в 1607 и в 1682 году.

Это сегодня ученые-астрофизики, пользуясь номенклатурой комет и имеющейся информацией об их параметрах, могут с уверенностью говорить о том, что появление кометы Галлея было отмечено еще в наиболее ранних источниках, ориентировочно в 240 году до нашей эры. Судя по описаниям, имеющимся в китайских хрониках и в рукописях Древнего Востока, с этой кометой Земля встречалась уже более 30 раз. Заслуга Эдмунда Галлея заключается в том, что именно он сумел вычислить периодичность появления космической гостьи и достаточно точно предсказать следующее появление этого небесного тела в нашем ночном небе. По его данным очередной визит должен был состояться через 75 лет, в конце 1758 года. Как и предполагал английский ученый, в 1758 году комета в очередной раз посетила наше ночное небо и к марту 1759 года пролетела в пределах видимости. Это было первое предсказанное астрономическое событие, связанное с существованием комет. С этого момента наша постоянная небесная гостья была названа в честь прославленного ученого, открывшего эту комету.

На основании многолетних наблюдений за этим объектом примерно составлены сроки его последующих его появлений. Несмотря на то, что в сравнении со скоротечностью человеческой жизни период обращения кометы Галлея достаточно долог (74-79 земных лет), ученые всегда с нетерпением ждут очередного визита космической странницы. В научной среде считается большим везением наблюдать этот феерический полет и сопровождающие его астрофизические явления.

Астрофизические особенности кометы

Помимо своего достаточно частого появления комета Галлея обладает интереснейшими особенностями. Это единственное из хорошо изученных космических тел, которое в момент сближения с Землей двигается с нашей планетой на встречных курсах. Эти же параметры наблюдаются и по отношению к движению других планет нашей звездной системы. Отсюда и достаточно широкие возможности для наблюдения за кометой, которая совершает свой полет в противоположном направлении по сильно вытянутой эллиптической орбите. Эксцентриситет составляет 0,967 е и является одним из самых высоких в Солнечной системе. Только у Нереиды, спутника Нептуна, и у карликовой планеты Седны имеются орбиты с столь схожими параметрами.

Эллиптическая орбита кометы Галлея имеет следующие характеристики:

• длина большой полуоси орбиты составляет 2,667 млрд. км;
• в перигелии комета удаляется от Солнца на расстояние 87,6 млн. км;
• при прохождении кометы Галлея вблизи Солнца в афелии расстояние до нашей звезды составляет 5,24 млрд. км;
• период обращения кометы по Юлианскому календарю составляет в среднем 75 лет;
• скорость кометы Галлея при движении по орбите составляет 45 км/с.

Все приведенные данные о комете стали известны в результате наблюдений, сделанных в течение последних 100 лет, в период с 1910 года по 1986. Благодаря большой вытянутость орбиты, наша гостья пролетает мимо нас на огромной встречной скорости — 70 километров в секунду, что является абсолютным рекордом среди космических объектов нашей Солнечной системы. Комета Галлея 1986 года предоставила ученому сообществу массу подробной информации о своей структуре, о физических характеристиках. Все полученные данные добыты при непосредственном контакте автоматических зондов с небесным объектом. Велись исследования с помощью космических аппаратов «Вега-1» и «Вега-2», специально запущенных для близкого знакомства с космической гостьей.

Автоматические зонды позволили не только получить информацию о физических параметрах ядра, но и детально изучить оболочку небесного тела и получить представление, что собой являет хвост кометы Галлея.

По своим физическим параметрам комета оказалась не такой большой, как представлялась ранее. Размер космического тела неправильной формы составляет 15х8 км. Наибольшая длина равняется 15 км. при ширине 8 км. Масса кометы составляет 2,2х1024 кг. По своим размерам это небесное светило можно приравнять к астероидам средних размеров, блуждающих в пространстве нашей Солнечной системы. Плотность космической странницы составляет 600 кг/м3. Для сравнения плотность воды в жидком состоянии равняется 1000 кг/м3. Данные о плотности ядра кометы варьируются в зависимости от ее возраста. Последние данные являются результатом наблюдений, полученных во время последнего визита кометы в 1986 году. Не факт, что в 2061 году, когда ожидается очередной прилет небесного тела, плотность у нее будет такой же. Комета постоянно теряет в весе, разрушается и может в конце концов исчезнуть.

Как и все космические объекты, комета Галлея имеет свое альбедо 0,04, сравнимое с альбедо древесного угля. Другими словами, ядро кометы представляет собой достаточно темный космический объект, имеющий слабую отражающую способность поверхности. Солнечный свет практически не отражается от поверхности кометы. Она становится видимой только благодаря своему стремительному движению, которое сопровождается ярким и зрелищным эффектом.

Во время своего полета через просторы Солнечной системы комету сопровождают метеорные потоки Аквариды и Ориониды. Эти астрономические явления являются естественными продуктами разрушения тела кометы. Интенсивность обоих явлений может увеличиваться с каждым последующем прохождением кометы.

Версии о происхождении кометы Галлея

В соответствии с принятой классификацией наша самая популярная космическая гостья является короткопериодической кометой. Для этих небесных тел характерным является малое наклонение орбиты по отношению к оси эклиптики (всего 10 градусов) и небольшой период обращения. Как правило, такие кометы относятся к семейству комет Юпитера. На фоне этих космических объектов комета Галлея, как и другие однотипные космические объекты, сильно выделяется своими астрофизическими параметрами. В результате такие объекты были отнесены к отдельному, галлеевскому типу. На данный момент ученые могли обнаружить только 54 кометы однотипные с кометой Галлея, которые так или иначе посещают околоземное пространство на протяжении всего существования Солнечной системы.

Существует предположение, что подобные небесные тела ранее были долгопериодическими кометами и перешли в другой класс только благодаря влиянию силы притяжения планет – гигантов: Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. В таком случае наша нынешняя постоянная гостья могла образоваться в облаке Оорта — запредельной области нашей Солнечной системы. Существует также версия о другом происхождении кометы Галлея. Допускается образование комет в пограничной области Солнечной системы, где расположились транснептуновские объекты. По многим астрофизическим параметрам малые тела в этой области очень схожи с кометой Галлея. Речь идет о ретроградной орбите объектов, сильно напоминающей орбиту нашей космической гостьи.

Предварительные расчеты показали, что небесное тело, которое каждые 76 лет прилетает к нам, существует более 16000 лет. По крайней мере, комета движется по нынешней орбите достаточно долгое время. Утверждать, была ли такой же орбита 100-200 тыс. лет, не представляется возможным. На летящую комету постоянно оказывают влияние не только силы гравитации. В силу своей природы этот объект сильно подвержен влиянию механическому воздействию, которое в свою очередь вызывает реактивный эффект. К примеру, когда комета находится в афелии, солнечные лучи нагревают ее поверхность. В процессе нагревания поверхности ядра возникают сублимирующиеся потоки газа, действующие подобно ракетным двигателям. В этот момент происходят колебания орбиты кометы, влияющие на отклонения в периоде обращения. Эти отклонения хорошо видны уже в перигелии и могут составлять 3-4 дня.

Советские автоматические космические корабли и аппараты Европейского космического агентства во время своего путешествия к комете Галлея в 1986 году едва не промахнулись. В земных условиях оказалось невозможным предугадать и просчитать возможные отклонения в периоде обращения кометы, вызвавшие колебания небесного тела на орбите. Этот факт подтвердил версию ученых, что период обращения кометы Галлея может меняться в будущем. В этом аспекте становятся интересными состав и структура комет. Предварительная версия о том, что это огромные глыбы космического льда, опровергаются длительным существованием комет, которые не исчезли и не испарились в космическом пространстве.

Состав и структура кометы

Ядро кометы Галлея впервые было изучено с близкого расстояния автоматическими космическими зондами. Если ранее человек мог наблюдать за нашей гостьей только через телескоп, рассматривая ее на расстоянии 28 06 а. е., то теперь снимки получились с минимального расстояния, чуть более 8000 км.

На деле оказалось, что ядро у кометы имеет относительно небольшие размеры и по своему виду напоминает обычный картофельный клубень. Исследуя плотность ядра, становится ясно, что это космическое тело не является монолитом, а представляет собой груду обломков космического происхождения, тесно связанных силами гравитации в единую структуру. Гигантская каменная глыба не просто летит в космическом пространстве, кувыркаясь в разные стороны. У кометы имеется вращение, которое составляет, по разным данным, 4-7 суток. Причем вращение направлено в сторону движения кометы по орбите. Судя по снимкам, ядро имеет сложный рельеф, на котором присутствуют впадины и холмы. На поверхности кометы был даже обнаружен кратер космического происхождения. Даже несмотря на малый объем информации, полученный на снимках, можно предположить, что ядро кометы является большим фрагментом другого космического тела больших размеров, некогда существовавшего в облаке Оорта.

Впервые комета была сфотографирована в 1910 году. Тогда же были полученные данные спектрального анализа состава комы нашей гостьи. Как оказалось, в процессе полета по мере приближения к Солнцу, с нагреваемой поверхности небесного тела начинают испаряться летучие вещества, представленные замершими газами. К водяному пару добавляются пары азота, метана и оксида углерода. Интенсивность выделения и испарения приводит к тому, что размер комы кометы Галлея превосходит размеры самой кометы в тысячи раз — 100 тыс. км. против 11 км среднего размера. Вместе с испарениями летучих газов, высвобождаются частицы пыли и мелкие фрагменты ядра кометы. Атомы и молекулы летучих газов преломляют солнечный свет, образуя эффект флуоресценции. Пыль и крупные фрагменты рассеивают отраженный солнечный свет в космическом пространстве. В результате происходящих процессов, кома кометы Галлея является самым ярким элементом этого небесного тела, обеспечившим его хорошую видимость.

Не стоит забывать и про хвост кометы, который у кометы имеет особую форму и является ее фирменным знаком.

Следует различать три типа кометных хвостов:

• кометный хвост I типа (ионный);
• кометный хвост II типа;
• хвост III типа.

Под воздействием солнечного ветра и излучения происходит ионизация вещества, создающего кому. Заряженные ионы под давлением солнечного ветра вытягиваются в длинный хвост, длина которого превышает сотни млн. км. Малейшие колебания солнечного ветра или снижение интенсивности солнечного излучения приводит к частичному обрыву хвоста. Нередко подобные процессы могут привести к полному исчезновению хвоста космической странницы. Такое явление астрономы наблюдали с кометой Галлея в 1910 году. Ввиду огромной разницы в скорости движения заряженных частиц, составляющих хвост кометы, и орбитальной скорости небесного тела, направление развитие хвоста кометы располагается строго в обратную сторону от Солнца.

Что касается твердых фрагментов, кометной пыли, то здесь влияние солнечного ветра не столь значительно, поэтому пыль распространяется со скоростью, получаемой в результате сочетания ускорения, придаваемого частицам давлением солнечного ветра, и начальной орбитальной скорости кометы. В результате этого пылевые хвосты значительно отстают от ионного хвоста, формируя отдельные хвосты II и III типа, направленные под углом к направлению орбиты кометы.

По своей интенсивности и частоте выброса пылевые хвосты кометы — явление кратковременное. Если ионный хвост кометы, флуоресцируя, дает фиолетовое свечение, то пылевые хвосты II и III типа имеют красноватый оттенок. Для нашей гостьи характерно наличие хвостов всех трех типов. С первыми двумя астрономы знакомы достаточно хорошо, тогда как хвост третьего типа был замечен лишь в 1835 году. В последний свой визит комета Галлея наградила астрономов возможностью наблюдать два хвоста: первого и второго типа.

Анализ поведения кометы Галлея

Судя по наблюдениям, сделанным в последний визит кометы, небесное тело представляет собой достаточно активный космический объект. Сторона кометы, обращенная в определенный момент к Солнцу, представляет собой кипящий источник. Температура на поверхности кометы, обращенной к Солнцу, варьируется в диапазоне 30-130 градусов со знаком плюс по шкале Цельсия, тогда как на остальной части ядра кометы температура опускается до отметки ниже 100 градусов. Такое расхождение в показаниях температуры говорит в пользу того, что только малая часть ядра кометы имеет высокое альбедо и может достаточно сильно нагреваться. Остальные 70-80% ее поверхности покрыты темной субстанцией и поглощают солнечный свет.

Такие исследования позволили предположить, что наша яркая и ослепительная гостья на самом деле — комок грязи, смешанный с космическим снегом. Основную массу космических газов составляет водяной пар (более 80%). Остальные 17% представлены моноксидом углерода, частицами метана, азота и аммиака. Только 3-4% приходится на диоксид углерода.

Что касается кометной пыли, то она в основном состоит из углеродно-азотно-кислородных соединений и силикатов, которые составляют основу планет земной группы. Изучение состава водяного пара, выделяемого кометой, поставило крест на теории кометного происхождения земных океанов. Количество дейтерия и водорода в ядре кометы Галлея оказалось значительно больше, чем их количество в составе земной воды.

Если говорить о том, насколько хватит у этого комка грязи и снега материала для жизни, то здесь можно рассматривать комету Галлея с разных ракурсов. Подсчеты ученых, сделанные на основе данных о 46 появлениях кометы, говорят в пользу того, что жизнь небесного тела хаотична и постоянно меняется в зависимости от внешних условий. Другими словами, на всем протяжении своего существования комета пребывает в состоянии динамического хаоса.

Предположительно длительность существования кометы Галлея оценивается в 7-10 млрд. лет. Рассчитав объем теряемого вещества во время последнего посещения нашего околоземного пространства, ученые сделали вывод, что ядро кометы уже потеряло до 80% своей первоначальной массы. Можно допускать, что сейчас наша гостья находится в преклонном возрасте и через несколько тысячелетий распадется на мелкие фрагменты. Финал этой ярчайшей жизни может произойти в пределах Солнечной системы, у нас на виду или, наоборот, пройти на задворках нашего общего дома.

В заключение

Последний визит кометы Галлея, состоявшийся в 1986 году и ожидаемый столько лет, стал величайшим разочарованием для многих. Основной причиной массового разочарования стало отсутствие возможности наблюдать небесное тело в северном полушарии. Все приготовления к предстоящему событию пошли насмарку. Вдобавок ко всему, период наблюдения кометы оказался очень мал. Это привело к тому, что наблюдений, зафиксированных учеными по всему миру, было сделано немного. Через несколько дней комета скрылась за солнечный диск. Очередное свидание с космической гостьей отложено на 76 лет.