Űrüstökösök: veszély vagy kényszerű közelség. Üstökösök információi

ÜSTÖKÖS
bolygóközi térben mozgó kis égitest, amely a Naphoz közeledve bőségesen bocsát ki gázt. Az üstökösökhöz számos fizikai folyamat kapcsolódik, a jég szublimációjától (száraz párolgásától) a plazmajelenségekig. Az üstökösök a Naprendszer kialakulásának maradványai, egy átmeneti szakasz a csillagközi anyag felé. Az üstökösök megfigyelését, sőt felfedezését gyakran amatőr csillagászok végzik. Az üstökösök néha olyan fényesek, hogy mindenki figyelmét felkeltik. A múltban a fényes üstökösök megjelenése félelmet keltett az emberekben, és ihletforrásként szolgált a művészek és karikaturisták számára.
Mozgás és térbeli eloszlás. Az összes vagy majdnem minden üstökös a Naprendszer alkotóeleme. A bolygókhoz hasonlóan ők is engedelmeskednek a gravitáció törvényeinek, de nagyon egyedi módon mozognak. Minden bolygó ugyanabban az irányban kering a Nap körül (amit „előre”, nem pedig „visszafelé” neveznek) szinte körkörös pályákon, amelyek megközelítőleg ugyanabban a síkban (az ekliptikában) helyezkednek el, és az üstökösök mind előre, mind hátra irányban, nagymértékben mozognak. megnyúlt (excentrikus) pályák, amelyek különböző szögben hajlanak az ekliptikához. A mozgás természetéből adódóan azonnal kiadja az üstököst. A hosszú periódusú (több mint 200 éves keringési periódusú) üstökösök a legtávolabbi bolygóknál több ezerszer távolabbi régiókból származnak, és pályájuk mindenféle szögben megdől. A rövid periódusú üstökösök (200 évnél rövidebb periódusok) a külső bolygók vidékéről származnak, előrefelé haladva az ekliptikához közeli pályákon. A Naptól távol az üstökösöknek általában nincs "farkuk", de néha alig látható "kóma" veszi körül a "magot"; együtt az üstökös "fejének" nevezik őket. Ahogy közeledik a Naphoz, a fej megnagyobbodik, és megjelenik egy farok.
Szerkezet. A kóma közepén egy mag van - egy szilárd test vagy több kilométer átmérőjű testek konglomerátuma. Az üstökös szinte teljes tömege a magjában összpontosul; ez a tömeg milliárdszor kisebb, mint a Földé. F. Whipple modellje szerint az üstökös magja különféle jégkövek keverékéből áll, főleg vízjégből fagyott szén-dioxid, ammónia és por keverékéből. Ezt a modellt mind a csillagászati megfigyelések, mind a Halley és Giacobini-Zinner üstökösök magja közelében 1985-1986-ban végzett űrhajók közvetlen mérései igazolják. Amikor egy üstökös a Naphoz közeledik, magja felmelegszik, és a jég szublimál, i.e. olvadás nélkül elpárolog. A keletkező gáz a magból minden irányba szétszóródik, magával viszi a porszemcséket és kómát okozva. A napfény által elpusztított vízmolekulák hatalmas hidrogénkoronát képeznek az üstökös magja körül. Az üstökös ritkított anyagára a napvonzás mellett taszító erők is hatnak, amelyeknek köszönhetően farok alakul ki. A semleges molekulákra, atomokra és porrészecskékre a napfény nyomása, míg az ionizált molekulákra és atomokra erősebben hat a napszél nyomása. A farkot alkotó részecskék viselkedése sokkal világosabb lett az üstökösök 1985-1986-os közvetlen tanulmányozása után. A töltött részecskékből álló plazmafarok összetett mágneses szerkezettel rendelkezik, két különböző polaritású régióval. A kóma Nap felé néző oldalán frontális lökéshullám képződik, amely magas plazmaaktivitást mutat.

Bár a farok és a kóma az üstökös tömegének kevesebb mint egy milliomod részét tartalmazza, a fény 99,9%-a ezekből a gázképződményekből származik, és csak 0,1%-a az atommagból. A tény az, hogy a mag nagyon kompakt, és alacsony a visszaverődési együtthatója (albedó). Az üstökös által elvesztett részecskék pályájukon mozognak, és a bolygók légkörébe kerülve meteorok ("hullócsillagok") képződését idézik elő. Az általunk megfigyelt meteorok többsége üstökösrészecskékhez kapcsolódik. Néha az üstökösök pusztulása katasztrofálisabb. Az 1826-ban felfedezett Bijela üstökös 1845-ben két részre szakadt a megfigyelők előtt. Amikor ezt az üstököst utoljára 1852-ben látták, magjának darabjai több millió kilométerre voltak egymástól. Az atommaghasadás általában az üstökösök teljes szétesését jelzi. 1872-ben és 1885-ben, amikor a Bijela üstököse, ha nem történt volna vele semmi, átszelte volna a Föld pályáját, szokatlanul heves meteorrajokat figyeltek meg.
Lásd még
METEOR ;
METEORIT. Néha az üstökösök megsemmisülnek, amikor bolygókhoz közelednek. 1993. március 24-én a kaliforniai Mount Palomar Obszervatóriumban K. és Y. Shoemaker csillagászok D. Levyvel együtt egy már megsemmisült maggal rendelkező üstököst fedeztek fel a Jupiter közelében. A számítások kimutatták, hogy 1992. július 9-én a Shoemaker-Levy-9 üstökös (ez a kilencedik felfedezett üstökös) elhaladt a Jupiter közelében, a bolygó sugarának felénél a felszíntől, és gravitációja több részre szakította szét. mint 20 rész. A pusztulás előtt magjának sugara kb. 20 km.

Asztal 1.
AZ ÜSTÖKÖK FŐ GÁZALKATRÉSZEI

Az üstökös töredékei láncban elnyúlva egy megnyúlt pályán távolodtak el a Jupitertől, majd 1994 júliusában ismét megközelítették, és összeütköztek a Jupiter felhős felszínével.
Eredet. Az üstökösmagok a Naprendszer elsődleges anyagának maradványai, amely a protoplanetáris korongot alkotta. Ezért tanulmányuk segít helyreállítani a bolygók, köztük a Föld kialakulásának képét. Elvileg néhány üstökös érkezhet hozzánk a csillagközi térből, de eddig egyetlen ilyen üstököst sem sikerült megbízhatóan azonosítani.
A gáz összetétele. táblázatban Az 1. táblázat felsorolja az üstökösök fő gázkomponenseit tartalmuk szerinti csökkenő sorrendben. A gáz mozgása az üstökösök farkában azt mutatja, hogy azt erősen befolyásolják a nem gravitációs erők. A gáz izzását a napsugárzás gerjeszti.
KERESÉSEK ÉS OSZTÁLYOZÁS
A szakasz jobb megértése érdekében javasoljuk, hogy olvassa el a következő cikkeket:
ÉGI MECHANIKA;
KÚPOS SZEKCIÓK;
PÁLYA;
NAPRENDSZER .
Keringés és sebesség. Az üstökös magjának mozgását teljes mértékben a Nap vonzása határozza meg. Az üstökös pályájának alakja, mint bármely más test a Naprendszerben, a sebességétől és a Naptól való távolságától függ. Egy test átlagos sebessége fordítottan arányos a Naptól való átlagos távolságának négyzetgyökével (a). Ha a sebesség mindig merőleges a Napból a testre irányított sugárvektorra, akkor a pálya kör alakú, és a sebességet körsebességnek (vc) nevezzük a távolságban. A Nap gravitációs mezejéből való szökés sebessége parabolapályán (vp) szor nagyobb, mint a körsebesség ezen a távolságon. Ha az üstökös sebessége kisebb, mint vp, akkor elliptikus pályán mozog a Nap körül, és soha nem hagyja el a Naprendszert. De ha a sebesség meghaladja a vp-t, akkor elliptikus pályán mozog a Nap körül, és soha nem hagyja el a Naprendszert. De ha a sebesség meghaladja a vp-t, akkor az üstökös egyszer elhalad a Nap mellett, és örökre elhagyja azt, hiperbolikus pályán haladva. Az ábrán látható a két üstökös elliptikus pályája, valamint a bolygók közel kör alakú pályája és egy parabola pálya. A Földet a Naptól elválasztó távolságon a körsebesség 29,8 km/s, a parabola sebessége 42,2 km/s. A Föld közelében az Encke üstökös sebessége 37,1 km/s, a Halley üstökösé pedig 41,6 km/s; Ez az oka annak, hogy a Halley-üstökös sokkal távolabb megy a Naptól, mint az Encke-üstökös.

Az üstököspályák osztályozása. A legtöbb üstökösnek elliptikus pályája van, tehát a Naprendszerhez tartoznak. Igaz, sok üstökösnél ezek nagyon megnyúlt ellipszisek, közel egy parabolához; ezek mentén az üstökösök nagyon messze és hosszú időre távolodnak el a Naptól. Az üstökösök elliptikus pályáját két fő típusra szokás felosztani: rövid periódusú és hosszú periódusú (majdnem parabolikus). A keringési időszakot 200 évnek tekintik.
TERÜLETI ELOSZTÁS ÉS EREDET
Szinte parabolikus üstökösök. Sok üstökös tartozik ebbe az osztályba. Mivel keringési periódusuk több millió éves, így egy évszázad leforgása alatt mindössze egy tízezredük jelenik meg a Nap közelében. A 20. században megfigyelt kb. 250 ilyen üstökös; ezért összesen több millió van belőlük. Ráadásul nem minden üstökös jön elég közel a Naphoz ahhoz, hogy láthatóvá váljon: ha az üstökös pályájának perihélium (a Naphoz legközelebbi pont) túl van a Jupiter pályáján, akkor szinte lehetetlen észrevenni. Ezt figyelembe véve 1950-ben Jan Oort azt javasolta, hogy a Nap körüli tér 20-100 ezer AU távolságra legyen. (csillagászati egységei: 1 AU = 150 millió km, a Föld és a Nap távolsága) üstökösmagokkal van tele, amelyek számát 1012-re becsülik, össztömege 1-100 Földtömeg. Az Oort „üstökösfelhő” külső határát az határozza meg, hogy a Naptól ilyen távolságban az üstökösök mozgását jelentősen befolyásolja a szomszédos csillagok és más nagy tömegű objektumok vonzása (lásd alább). A csillagok a Naphoz képest mozognak, az üstökösökre gyakorolt zavaró hatásuk megváltozik, és ez az üstököspályák kialakulásához vezet. Így véletlenül egy üstökös kerülhet a Nap közelében elhaladó pályára, de a következő fordulaton a pályája kissé megváltozik, és az üstökös eltávolodik a Naptól. Ehelyett azonban folyamatosan „új” üstökösök hullanak az Oort-felhőből a Nap közelébe.
Rövid periódusú üstökösök. Amikor egy üstökös elhalad a Nap közelében, magja felmelegszik, és a jég elpárolog, gázkómát és farkot képezve. Több száz vagy ezer ilyen repülés után nem marad olvadó anyag a magban, és megszűnik látszani. A Napot rendszeresen megközelítő, rövid periódusú üstökösök esetében ez azt jelenti, hogy populációik kevesebb mint egymillió éven belül láthatatlanná válnak. De megfigyeljük őket, ezért folyamatosan érkezik a „friss” üstökösök utánpótlása. A rövid periódusú üstökösök utánpótlása a bolygók, főként a Jupiter általi „befogásuk” eredményeként következik be. Korábban azt hitték, hogy az Oort-felhőből származó, hosszú periódusú üstökösöket fogták be, de ma már úgy vélik, hogy forrásuk egy üstököskorong, az úgynevezett „belső Oort felhő”. Elvileg az Oort-felhő elképzelése nem változott, de a számítások azt mutatták, hogy a Galaxis árapály hatása és a hatalmas csillagközi gázfelhők hatása meglehetősen gyorsan elpusztítja. Szükség van egy utánpótlási forrásra. Ilyen forrásnak tekintik ma már a belső Oort-felhőt, amely sokkal jobban ellenáll az árapály hatásoknak, és nagyságrenddel több üstököst tartalmaz, mint az Oort által megjósolt külső felhő. A Naprendszer minden egyes megközelítése után egy hatalmas csillagközi felhőhöz a külső Oort-felhő üstökösei szétszóródnak a csillagközi térben, és helyüket a belső felhő üstökösei veszik át. Az üstökös átmenete szinte parabolikus pályáról rövid periódusú pályára akkor következik be, amikor hátulról utoléri a bolygót. Egy üstökös új pályára állításához általában több áthaladás szükséges a bolygórendszeren. Az így létrejövő üstökös pályája jellemzően alacsony dőlésszögű és nagy excentricitású. Az üstökös előrefelé halad rajta, és pályájának afelionja (a Naptól legtávolabbi pont) az őt befogó bolygó pályájához közel fekszik. Ezeket az elméleti megfontolásokat teljes mértékben megerősítik az üstököspályák statisztikái.
Nem gravitációs erők. A gáznemű szublimációs termékek reaktív nyomást fejtenek ki az üstökös magjára (hasonlóan egy fegyver kilövéskor történő visszarúgásához), ami a pálya fejlődéséhez vezet. A gáz legaktívabb kiáramlása a mag fűtött „délutáni” oldaláról történik. Ezért a magra ható nyomóerő iránya nem esik egybe a napsugarak és a napgravitáció irányával. Ha az atommag tengelyirányú forgása és pályafordulata ugyanabban az irányban történik, akkor a gáz egészének nyomása felgyorsítja az atommag mozgását, ami a pálya növekedéséhez vezet. Ha a forgás és a keringés ellentétes irányú, akkor az üstökös mozgása lelassul és a pálya lerövidül. Ha egy ilyen üstököst kezdetben a Jupiter fogott be, akkor egy idő után pályája teljesen a belső bolygók tartományában van. Valószínűleg ez történt Encke üstökössel.
A Napot érintő üstökösök. A rövid periódusú üstökösök egy speciális csoportját a Napot „legelő” üstökösök alkotják. Valószínűleg több ezer évvel ezelőtt keletkeztek egy nagy, legalább 100 km átmérőjű mag árapály-pusztulása következtében. A Nap első katasztrofális megközelítése után a magtöredékek kb. 150 fordulat, folyamatosan szétesik. Ennek a Kreutz-üstököscsaládnak tizenkét tagját figyelték meg 1843 és 1984 között. Eredetük egy nagy üstököshöz köthető, amelyet Arisztotelész i.e. 371-ben látott.

Halley-üstökös. Ez a leghíresebb üstökös az összes közül. Kr.e. 239 óta 30 alkalommal figyelték meg. E. Halley tiszteletére nevezték el, aki az üstökös 1682-es megjelenése után kiszámította pályáját, és 1758-ban megjósolta a visszatérését. A Halley-üstökös keringési ideje 76 év; 1986-ban 5 bolygóközi szonda – két japán (Sakigake és Suisei), két szovjet (Vega-1 és Vega-1) – vizsgálta közelről. és egy európai („Giotto”). Kiderült, hogy az üstökös magja burgonya alakú, kb. 15 km és szélesség kb. 8 km, felülete „feketébb, mint a szén”. Lehetséges, hogy szerves vegyületek, például polimerizált formaldehid réteg borítja. A mag közelében lévő por mennyisége a vártnál jóval nagyobbnak bizonyult. Lásd még HALLEY, EDMUND.

Encke üstökös. Ez a halvány üstökös volt az első, amely bekerült a Jupiter-üstököscsaládba. 3,29 éves periódusa a legrövidebb az üstökösök között. A pályát először 1819-ben, J. Encke (1791-1865) német csillagász számította ki, aki az 1786-ban, 1795-ben és 1805-ben megfigyelt üstökösökkel azonosította. Az Encke-üstökös felelős a Taurid meteorrajért, amelyet évente októberben és novemberben észlelnek. .

Giacobini-Zinner üstökös. Ezt az üstököst M. Giacobini fedezte fel 1900-ban, majd E. Zinner fedezte fel újra 1913-ban. Időtartama 6,59 év. Ezzel közeledett 1985. szeptember 11-én először az "International Cometary Explorer" űrszonda, amely az üstökös farkán haladt át a magtól 7800 km-re, ennek köszönhetően adatot kaptak a plazmakomponensről. a farok. Ez az üstökös a jakobinidák (drakonidák) meteorrajhoz kötődik.
ÜSTÖK FIZIKÁJA
Mag. Az üstökösök minden megnyilvánulása valamilyen módon kapcsolódik az atommaghoz. Whipple azt javasolta, hogy az üstökös magja egy szilárd test, amely főleg vízjégből és porrészecskékből áll. Ez a „piszkos hógolyó” modell könnyen megmagyarázza az üstökösök többszöri áthaladását a Nap közelében: minden egyes áthaladással egy vékony felületi réteg (a teljes tömeg 0,1-1%-a) elpárolog, és a mag belső része megmarad. Talán a mag több „üstökös” konglomerátuma, amelyek átmérője nem haladja meg a kilométert. Ez a szerkezet megmagyarázhatja a magok szétesését, amint azt a Biela üstökösnél 1845-ben vagy a West üstökösnél 1976-ban megfigyelték.
Ragyog. A Nap által megvilágított, állandó felületű égitest megfigyelt fényessége fordított arányban változik a megfigyelőtől és a Naptól való távolságának négyzetével. A napfényt azonban főként az üstökös gáz- és porhéja szórja, melynek effektív területe a jégszublimáció sebességétől, illetve az atommagot érő hőáramtól függ, amely maga fordítottan változik a Nap távolságának négyzete. Ezért az üstökös fényességének a Naptól való távolság negyedik hatványával fordított arányban kell változnia, amit a megfigyelések is megerősítenek.
Kernel mérete. Az üstökös magjának mérete olyan megfigyelések alapján becsülhető meg, amikor távol van a Naptól, és nincs gáz- és porburokba burkolva. Ebben az esetben a fényt csak a mag szilárd felülete veri vissza, látszólagos fényereje a keresztmetszeti területtől és a visszaverődéstől (albedó) függ. A Halley-üstökös magjának albedója nagyon alacsonynak bizonyult - kb. 3%. Ha ez más magokra is jellemző, akkor legtöbbjük átmérője 0,5-25 km tartományba esik.
Szublimáció. Az üstökösök fizikája szempontjából fontos az anyag szilárd halmazállapotból gázhalmazállapotúvá történő átmenete. Az üstökösök fényességi és emissziós spektrumának mérései azt mutatták, hogy a főjégek olvadása 2,5-3,0 AU távolságból kezdődik, ahogy annak is meg kell történnie, ha a jég főként vízből áll. Ezt a Halley és a Giacobini-Zinner üstökösök tanulmányozása is megerősítette. Az üstökös Naphoz közeledtével először észlelt gázok (CN, C2) valószínűleg vízjégben oldódnak és gázhidrátokat (klatrátokat) képeznek. Az, hogy ez az „összetett” jég hogyan szublimál, nagyban függ a vízjég termodinamikai tulajdonságaitól. A por-jég keverék szublimációja több szakaszban megy végbe. Gázáramok és az általuk felszedett apró és pihe-puha porszemcsék elhagyják a magot, mivel felületén rendkívül gyenge a vonzás. De a gázáram nem viszi el a sűrű vagy egymással összefüggő nehéz porrészecskéket, és porkéreg képződik. Ekkor a napsugarak felmelegítik a porréteget, a hő beáramlik, a jég szublimál, és a gázáramok áttörnek, megtörve a porkérget. Ezek a hatások a Halley-üstökös 1986-os megfigyelése során váltak nyilvánvalóvá: szublimáció és gázkiáramlás csak az üstökösmag néhány, a Nap által megvilágított régiójában következett be. Valószínűleg ezeken a területeken jég nyílt, míg a felszín többi részét kéreg borította. A felszabaduló gáz és por az üstökös magja körül megfigyelhető struktúrákat alkot.
Kóma. A semleges molekulák porszemcséi és gázai (1. táblázat) az üstökös szinte gömb alakú kómáját alkotják. Általában a kóma 100 ezertől 1 millió km-re húzódik a magtól. Az enyhe nyomás deformálhatja a kómát, és napsugárzás elleni irányba nyújtja.
Hidrogén korona. Mivel a jégmag főként vízből áll, a kóma főként H2O-molekulákat tartalmaz. A fotodisszociáció során a H2O hidrogénre és OH-ra, majd az OH-ra O-ra és H-ra bontja. A gyorsan mozgó hidrogénatomok messze repülnek az atommagtól, mielőtt ionizálódnának, és koronát alkotnak, amelynek látszólagos mérete gyakran meghaladja a napkorong méretét.
Farok és kapcsolódó jelenségek. Az üstökös farka molekuláris plazmából vagy porból állhat. Néhány üstökösnek mindkét típusú farka van. A porfarok általában egységes, és millió és tízmillió kilométerre nyúlik. A napfény nyomására a magból antiszoláris irányban kidobott porszemek alkotják, és sárgás színű, mert a porszemek egyszerűen szórják a napfényt. A porfarok szerkezete a por egyenetlen kitörésével a magból vagy a porszemek pusztulásával magyarázható. A több tíz vagy akár több száz millió kilométer hosszú plazmafarok az üstökös és a napszél bonyolult kölcsönhatásának látható megnyilvánulása. Az atommagot elhagyó molekulák egy része a napsugárzás hatására ionizálódik, molekuláris ionokat (H2O+, OH+, CO+, CO2+) és elektronokat képezve. Ez a plazma akadályozza a napszél mozgását, amelyet mágneses tér hatja át. Amikor az üstökös eltalálja az üstököst, a térvonalak körbeveszik, hajtű alakot vesznek fel, és két ellentétes polaritású területet hoznak létre. Ebben a mágneses szerkezetben a molekuláris ionok megragadnak, és a központi, legsűrűbb részén látható plazmafarkot képeznek, amely a CO+ spektrális sávjai miatt kék színű. A napszél szerepét a plazmafarok kialakulásában L. Bierman és H. Alfven állapította meg az 1950-es években. Számításaik megerősítették a Giacobini-Zinner és a Halley üstökösök farkán átrepülő űrhajók méréseit 1985-ben és 1986-ban. A napszéllel való kölcsönhatás egyéb jelenségei, amelyek kb. 400 km/s és előtte lökéshullámot képezve, melyben a szél anyaga és az üstökös feje tömörül. A „befogás” folyamata alapvető szerepet játszik; lényege, hogy az üstökös semleges molekulái szabadon behatolnak a napszél áramlásába, de az ionizáció után azonnal aktív kölcsönhatásba kezdenek a mágneses térrel, és jelentős energiákra gyorsulnak fel. Igaz, néha nagyon energikus molekuláris ionok figyelhetők meg, amelyek a jelzett mechanizmus szempontjából megmagyarázhatatlanok. A befogási folyamat plazmahullámokat is gerjeszt az atommag körüli gigantikus tértérfogatban. E jelenségek megfigyelése alapvetően fontos a plazmafizika számára. A „faroktörés” csodálatos látvány. Mint ismeretes, normál állapotban a plazmafarok mágneses térrel kapcsolódik az üstökös fejéhez. Azonban gyakran a farok elszakad a fejtől és lemarad, és egy új képződik helyette. Ez akkor történik, amikor egy üstökös áthalad a napszél tartományainak határán ellentétes irányú mágneses térrel. Ebben a pillanatban a farok mágneses szerkezete átrendeződik, ami úgy néz ki, mint egy törés és egy új farok kialakulása. A mágneses tér összetett topológiája a töltött részecskék gyorsulásához vezet; Ez magyarázhatja a fent említett gyors ionok megjelenését.
Ütközések a Naprendszerben. Az üstökösök megfigyelt számából és pályaparamétereiből E. Epic kiszámította a különböző méretű üstökösök magjaival való ütközések valószínűségét (2. táblázat). Átlagosan 1,5 milliárd évente egyszer a Földnek esélye van egy 17 km átmérőjű maggal való ütközésre, és ez teljesen elpusztíthatja az életet Észak-Amerika területével megegyező területen. A Föld 4,5 milliárd éves történelme során ez többször is megtörténhetett. Sokkal gyakoribbak a kisebb katasztrófák: 1908-ban egy kis üstökös magja valószínűleg bejutott a légkörbe, és felrobbant Szibéria felett, ami nagy területen erdők megtelepedését okozta.

Ősidők óta az emberek igyekeztek feltárni az égbolt titkait. Az első teleszkóp megalkotása óta a tudósok fokozatosan gyűjtik a tudásszemcséket, amelyek a világűr határtalan kiterjedésében rejtőznek. Ideje kideríteni, honnan érkeztek az űrből érkező hírnökök – üstökösök és meteoritok.

Mi az üstökös?

Ha megvizsgáljuk az "üstökös" szó jelentését, akkor az ógörög megfelelőjéhez jutunk. Szó szerint azt jelenti, hogy „hosszú hajjal”. Így a nevet ennek az üstökösnek a szerkezetére tekintettel adták, amelynek „feje” és hosszú „farka” van - egyfajta „haj”. Az üstökös feje magból és perinukleáris anyagokból áll. A laza mag tartalmazhat vizet, valamint gázokat, például metánt, ammóniát és szén-dioxidot. Az 1969. október 23-án felfedezett Csurjumov-Geraszimenko üstökös is hasonló szerkezetű.

Hogyan ábrázolták korábban az üstököst

Az ókorban őseink tisztelték őt, és különféle babonákat találtak ki. Még most is vannak, akik az üstökösök megjelenését valami kísértetieshez és titokzatoshoz kötik. Az ilyen emberek azt gondolhatják, hogy vándorok egy másik lélekvilágból. Honnan jött ez.

Az idő múlásával azonban megváltozott a kis és nagy üstökösök elképzelése. Például egy tudós, mint Arisztotelész, természetüket tanulmányozva úgy döntött, hogy világító gázról van szó. Egy idő után egy másik Seneca nevű filozófus, aki Rómában élt, azt javasolta, hogy az üstökösök olyan testek az égen, amelyek pályájukon mozognak. Igazi előrelépést azonban csak a távcső megalkotása után értek el tanulmányukban. Amikor Newton felfedezte a gravitáció törvényét, a dolgok felpörögtek.

Aktuális ötletek az üstökösökről

Ma a tudósok már megállapították, hogy az üstökösök szilárd magból állnak (1-20 km vastag). Miből áll az üstökös magja? Fagyott víz és kozmikus por keverékéből. 1986-ban az egyik üstökösről fényképeket készítettek. Világossá vált, hogy tüzes farka egy gáz- és poráram kibocsátása, amelyet a Föld felszínéről figyelhetünk meg. Milyen okból következik be ez a „tüzes” kibocsátás? Ha egy aszteroida nagyon közel repül a Naphoz, akkor felszíne felmelegszik, ami por és gáz felszabadulásához vezet. A napenergia nyomást gyakorol az üstököst alkotó szilárd anyagra. Ennek eredményeként tüzes porfark keletkezik. Ez a törmelék és por része annak a nyomnak, amelyet az égen látunk, amikor az üstökösök mozgását figyeljük.

Mi határozza meg az üstökös farkának alakját?

Az alábbi, az üstökösökről szóló bejegyzés segít jobban megérteni, mik az üstökösök és hogyan működnek. Különböző fajták vannak, mindenféle alakú farokkal. Ez az egész a részecskék természetes összetételéről szól, amelyek ezt vagy azt a farkot alkotják. A nagyon kicsi részecskék gyorsan elrepülnek a Naptól, a nagyobbak pedig éppen ellenkezőleg, a csillag felé hajlanak. Mi az ok? Kiderült, hogy az előbbiek a napenergia hatására távolodnak, míg az utóbbiakra a Nap gravitációs ereje hat. E fizikai törvények eredményeként olyan üstökösöket kapunk, amelyeknek a farka különböző módon görbült. A nagyrészt gázokból álló farok a csillagtól távolodik, míg a (főleg porból álló) korpuszkuláris farok éppen ellenkezőleg, a Nap felé hajlik. Mit lehet mondani az üstökös farkának sűrűségéről? A felhőfarok jellemzően több millió kilométert, esetenként százmilliókat is mérhet. Ez azt jelenti, hogy az üstökös testétől eltérően a farka nagyrészt kisütött részecskékből áll, amelyeknek gyakorlatilag nincs sűrűsége. Amikor egy aszteroida megközelíti a Napot, az üstökös farka kettéágazódhat, és összetett szerkezetet nyerhet.

A részecskék mozgásának sebessége az üstökös farkában

Egy üstökös farkában nem olyan egyszerű megmérni a mozgási sebességet, mivel nem látjuk az egyes részecskéket. Vannak azonban olyan esetek, amikor az anyag mozgásának sebessége a farokban meghatározható. Időnként ott lecsapódhatnak a gázfelhők. Mozgásukból a hozzávetőleges sebesség kiszámítható. Tehát az üstököst mozgató erők olyan nagyok, hogy a sebesség 100-szor nagyobb lehet, mint a Nap gravitációja.

Mennyi az üstökös súlya?

Az üstökösök teljes tömege nagymértékben függ az üstökös fejének, pontosabban a magjának súlyától. A kis üstökös feltehetően csak néhány tonnát nyomhatott. Míg az előrejelzések szerint a nagy aszteroidák tömege elérheti az 1 000 000 000 000 tonnát.

Mik azok a meteorok

Néha az egyik üstökös áthalad a Föld pályáján, és törmeléknyomot hagy maga után. Amikor bolygónk elhalad azon a helyen, ahol az üstökös volt, a belőle visszamaradt törmelék és kozmikus por nagy sebességgel kerül a légkörbe. Ez a sebesség eléri a több mint 70 kilométert másodpercenként. Amikor az üstökös töredékei kiégnek a légkörben, gyönyörű nyomot látunk. Ezt a jelenséget meteoroknak (vagy meteoritoknak) nevezik.

Az üstökösök kora

A hatalmas méretű, friss aszteroidák akár több billió évig is életben maradhatnak az űrben. Az üstökösök azonban, mint bármelyik másik, nem létezhetnek örökké. Minél gyakrabban közelítik meg a Napot, annál inkább elvesztik az összetételüket alkotó szilárd és gáznemű anyagokat. A „fiatal” üstökösök sokat fogyhatnak, amíg egyfajta védőkéreg nem képződik a felületükön, ami megakadályozza a további párolgást és a kiégést. A „fiatal” üstökös azonban elöregszik, az atommag pedig tönkremegy, veszít súlyából és méretéből. Így a felületi kéreg sok ráncot, repedést és törést szerez. Az égő gázáramok előre és előre tolják az üstökös testét, sebességet adva ennek az utazónak.

Halley-üstökös

Egy másik üstökös, szerkezete megegyezik a Churyumov - Gerasimenko üstökösével, egy aszteroida, felfedezte, hogy az üstökösöknek hosszú elliptikus pályáik vannak, amelyek mentén nagy időközönként mozognak. Összehasonlította azokat az üstökösöket, amelyeket 1531-ben, 1607-ben és 1682-ben figyeltek meg a Földről. Kiderült, hogy ugyanarról az üstökösről van szó, amely körülbelül 75 év elteltével haladt végig a pályáján. Végül magáról a tudósról nevezték el.

Üstökösök a Naprendszerben

A Naprendszerben vagyunk. Legalább 1000 üstököst találtak a közelünkben. Két családra oszlanak, ők pedig osztályokra. Az üstökösök osztályozása során a tudósok figyelembe veszik jellemzőiket: azt az időt, amely alatt a pályájukon a teljes utat megteszik, valamint a keringéstől eltelt időszakot. Ha példának vesszük a korábban említett Halley-üstököst, akkor kevesebb mint 200 év alatt teljes körforgást hajt végre a Nap körül. A periodikus üstökösökhöz tartozik. Vannak azonban olyanok, amelyek sokkal rövidebb idő alatt teszik be a teljes utat - az úgynevezett rövid periódusú üstökösök. Biztosak lehetünk abban, hogy Naprendszerünkben hatalmas számú periodikus üstökös található, amelyek pályája a csillagunk körül kering. Az ilyen égitestek olyan messzire el tudnak mozdulni rendszerünk középpontjától, hogy maguk mögött hagyják az Uránuszt, a Neptunuszt és a Plútót. Néha nagyon közel kerülhetnek a bolygókhoz, aminek következtében pályájuk megváltozik. Egy példa az

Üstökösinformáció: Hosszú időszak

A hosszú periódusú üstökösök pályája nagyon eltér a rövid periódusú üstökösökétől. Minden oldalról megkerülik a Napot. Például Heyakutake és Hale-Bopp. Utóbbi nagyon látványosan nézett ki, amikor utoljára közelítették meg bolygónkat. A tudósok számításai szerint legközelebb több ezer évvel később láthatják őket a Földről. Naprendszerünk peremén sok üstökös található, amelyek hosszú ideig mozognak. A 20. század közepén egy holland csillagász egy üstököshalmaz létezését javasolta. Idővel bebizonyosodott egy üstökösfelhő létezése, amelyet ma „Oort-felhőnek” neveznek, és a felfedező tudósról nevezték el. Hány üstökös van az Oort-felhőben? Egyes feltételezések szerint legalább egy billió. Egyes üstökösök mozgási periódusa több fényév is lehet. Ebben az esetben az üstökös 10 000 000 év alatt bejárja a teljes útját!

A Shoemaker-Levy 9 üstökös töredékei

Az üstökösökről szóló jelentések a világ minden tájáról segítenek a kutatásban. A csillagászok 1994-ben nagyon érdekes és lenyűgöző látomást figyelhettek meg. A Shoemaker-Levy 9 üstökösből megmaradt több mint 20 töredék őrült sebességgel (körülbelül 200 000 kilométer per óra) ütközött a Jupiterrel. Az aszteroidák villanásokkal és hatalmas robbanásokkal repültek be a bolygó légkörébe. A forró gáz igen nagy tűzgömbök kialakulását idézte elő. A hőmérséklet, amelyre a kémiai elemeket felhevítették, többszöröse volt a Nap felszínén mért hőmérsékletnek. Ezt követően egy nagyon magas gázoszlopot lehetett látni teleszkópokon keresztül. Magassága hatalmas méreteket ért el - 3200 kilométert.

Biela üstökös – kettős üstökös

Amint azt már megtudtuk, rengeteg bizonyíték van arra, hogy az üstökösök idővel felszakadnak. Emiatt elvesztik fényességüket és szépségüket. Egyetlen példa van ilyen esetre, ami szóba jöhet: Biela üstököse. Először 1772-ben fedezték fel. Ezt követően azonban 1815-ben, majd 1826-ban és 1832-ben többször is felfigyeltek rá. Amikor 1845-ben megfigyelték, kiderült, hogy az üstökös sokkal nagyobbnak tűnik, mint korábban. Hat hónappal később kiderült, hogy nem egy, hanem két üstökös sétált egymás mellett. Mi történt? A csillagászok megállapították, hogy egy évvel ezelőtt a Biela aszteroida kettévált. Ez az utolsó alkalom, hogy a tudósok feljegyezték ennek a csodaüstökösnek a megjelenését. Az egyik része sokkal fényesebb volt, mint a másik. Soha többé nem látták. Idővel azonban egy meteorraj, amelynek pályája pontosan egybeesett Biela üstökös pályájával, nem egyszer felkeltette a szemét. Ez az eset bebizonyította, hogy az üstökösök képesek idővel szétesni.

Mi történik ütközés során

Bolygónk számára ezekkel az égitestekkel való találkozás nem sok jót ígér. Egy nagy darab üstökös vagy meteorit, körülbelül 100 méter nagyságú, 1908 júniusában robbant fel magasan a légkörben. A katasztrófa következtében sok rénszarvas pusztult el, és kétezer kilométernyi tajga pusztult el. Mi történne, ha egy ilyen szikla felrobbanna egy olyan nagyváros felett, mint New York vagy Moszkva? Emberek millióinak életébe kerülne. Mi történne, ha egy több kilométeres átmérőjű üstökös eltalálná a Földet? Mint fentebb említettük, 1994. július közepén a Shoemaker-Levy 9 üstökös törmelékével „bombázták”. Tudósok milliói figyelték, mi történik. Hogyan végződne egy ilyen ütközés bolygónk számára?

Üstökösök és a Föld - a tudósok ötletei

A tudósok által ismert üstökösökről szóló információk félelmet keltenek szívükben. A csillagászok és elemzők szörnyű képeket festenek le az elméjükben rémülettel – egy üstökössel való ütközést. Amikor egy aszteroida belép a légkörbe, pusztítást okoz a kozmikus testben. Fülsiketítő hanggal fog felrobbanni, és a Földön meteorittörmelék - por és kövek - oszlop látható. Az eget tűzvörös ragyogás borítja majd. Nem marad növényzet a Földön, mivel minden erdő, mező és rét elpusztul a robbanás és a töredékek miatt. Mivel a légkör áthatolhatatlan lesz a napfény számára, erősen hideg lesz, és a növények nem lesznek képesek fotoszintézisre. Ez megzavarja a tengeri élővilág táplálkozási ciklusait. Sokan közülük meghalnak, ha sokáig nem élnek. A fenti események mindegyike hatással lesz a természetes ciklusokra is. A széles körben elterjedt savas esők káros hatással lesznek az ózonrétegre, így bolygónkon lehetetlen lesz lélegezni. Mi történik, ha egy üstökös az óceánok egyikébe zuhan? Aztán ez katasztrofális környezeti katasztrófákhoz vezethet: tornádók és cunamik kialakulásához. Az egyetlen különbség az lesz, hogy ezek a kataklizmák sokkal nagyobb léptékűek lesznek, mint azok, amelyeket több ezer éves emberi történelem során tapasztalhattunk. Hatalmas, több száz vagy több ezer méteres hullámok mindent elsöpörnek, ami az útjukba kerül. A városokból nem marad semmi.

"Nem kell aggódni"

Más tudósok éppen ellenkezőleg, azt mondják, hogy nem kell aggódni az ilyen kataklizmák miatt. Szerintük ha a Föld közel kerül egy égi aszteroidához, az csak az égbolt megvilágításához és meteorzáporhoz vezet. Kell-e aggódnunk bolygónk jövője miatt? Valószínű, hogy valaha is találkozunk majd egy repülő üstökössel?

Üstökös bukása. Félnie kell?

Bízhat-e mindenben, amit a tudósok bemutatnak? Ne felejtsük el, hogy az üstökösökről fentebb rögzített összes információ csak elméleti feltételezés, amelyet nem lehet ellenőrizni. Természetesen az ilyen fantáziák pánikot szíthatnak az emberek szívében, de annak a valószínűsége, hogy valami hasonló valaha is megtörténjen a Földön, elhanyagolható. A naprendszerünket tanulmányozó tudósokat lenyűgözi, hogy milyen jól átgondolt minden a tervezésben. A meteoritok és üstökösök nehezen érik el bolygónkat, mert egy óriási pajzs védi. A Jupiter bolygó méretéből adódóan hatalmas gravitációval rendelkezik. Ezért gyakran megvédi Földünket az elhaladó aszteroidáktól és az üstökösmaradványoktól. Bolygónk elhelyezkedése sokakat elhitet azzal, hogy az egész készüléket előre átgondolták és megtervezték. És ha ez így van, és nem vagy buzgó ateista, akkor nyugodtan aludhatsz, mert a Teremtő kétségtelenül megőrzi a Földet arra a célra, amelyre teremtette.

A leghíresebbek nevei

A világ minden tájáról származó tudósok üstökösökről szóló jelentései a kozmikus testekkel kapcsolatos információk hatalmas adatbázisát alkotják. A különösen ismertek között számos. Például Churyumov - Gerasimenko üstökös. Ezen kívül ebben a cikkben megismerkedhettünk a Fumeaker-Levy 9 üstökössel, valamint az Encke és Halley üstökösökkel. Rajtuk kívül a Sadulajev üstököst nem csak az égkutatók, hanem az amatőrök is ismerik. Ebben a cikkben igyekeztünk a legteljesebb és legellenőrzöttebb információkat közölni az üstökösökről, felépítésükről és más égitestekkel való kapcsolatukról. Azonban ahogy lehetetlen átfogni a világűr összes kiterjedését, úgy nem lesz lehetséges az összes jelenleg ismert üstökös leírása vagy felsorolása sem. A Naprendszer üstököseivel kapcsolatos rövid információkat az alábbi ábra mutatja be.

Égbolt felfedezése

A tudósok tudása természetesen nem áll meg. Amit most tudunk, azt nem tudtuk körülbelül 100 vagy 10 évvel ezelőtt. Biztosak lehetünk benne, hogy az ember fáradhatatlan vágya, hogy felfedezze a hatalmas űrt, továbbra is arra készteti, hogy megpróbálja megérteni az égitestek szerkezetét: meteoritok, üstökösök, aszteroidák, bolygók, csillagok és más erősebb objektumok. Mostanra olyan hatalmas térbe hatoltunk be, hogy annak mérhetetlenségén és megismerhetetlenségén elmélkedés félelmetes. Sokan egyetértenek abban, hogy mindez nem jelenhetett meg önmagában és cél nélkül. Egy ilyen összetett tervezésnek szándéknak kell lennie. A tér szerkezetével kapcsolatos számos kérdés azonban megválaszolatlan maradt. Úgy tűnik, minél többet tanulunk, annál több okunk van további kutatásra. Valójában minél több információra teszünk szert, annál jobban megértjük, hogy nem ismerjük a Naprendszerünket, a galaxisunkat, és még inkább az Univerzumot. Mindez azonban nem állítja meg a csillagászokat, és továbbra is küzdenek a létezés rejtelmeivel. Minden közelben repülő üstökös különösen érdekes számukra.

Számítógépes program „Space Engine”

Szerencsére ma már nemcsak a csillagászok fedezhetik fel az Univerzumot, hanem hétköznapi emberek is, akiket a kíváncsiság erre késztet. Nem sokkal ezelőtt megjelent a számítógépekre szánt program „Space Engine” néven. A legtöbb modern középkategóriás számítógép támogatja. Internetes kereséssel teljesen ingyenesen letölthető és telepíthető. Ennek a programnak köszönhetően az üstökösökről szóló információk is nagyon érdekesek lesznek a gyerekek számára. A teljes Univerzum modelljét mutatja be, beleértve az összes üstököst és égitestet, amelyeket a mai modern tudósok ismernek. Egy számunkra érdekes űrobjektum, például üstökös megtalálásához használhatjuk a rendszerbe épített orientált keresést. Például szüksége van a Churyumov - Gerasimenko üstökösre. Ahhoz, hogy megtalálja, meg kell adnia a 67 R sorozatszámát. Ha egy másik objektum érdekli, például Sadulajev üstökös. Ezután megpróbálhatja beírni a nevét latinul vagy beírni a speciális számot. Ennek a programnak köszönhetően többet megtudhat az űrüstökösökről.

Üstökös(az ógörögből. κομ?της , kom?t?s - „szőrös, bozontos”) - a Naprendszerben keringő pályán mozgó kisméretű, jeges égitest, amely a Naphoz közeledve részben elpárolog, aminek következtében egy diffúz porból és gázból álló burok, valamint egy ill. több farok.
Az üstökös első megjelenése, amelyet a krónikák feljegyeztek, Kr.e. 2296-ra nyúlik vissza. És ezt egy nő, Yao császár felesége tette, aki fiát szült, aki később Ta-Yu császár lett, a Khia dinasztia alapítója. Ettől a pillanattól kezdve figyelték a kínai csillagászok az éjszakai égboltot, és csak nekik köszönhetően tudunk erről a dátumról. Az üstököscsillagászat története ezzel kezdődik. A kínaiak nemcsak leírták az üstökösöket, hanem csillagtérképen is felrajzolták az üstökösök útját, ami lehetővé tette a modern csillagászok számára, hogy azonosítsák belőlük a legfényesebbeket, nyomon kövessék pályájuk alakulását, és egyéb hasznos információkhoz is hozzájuthassanak.
Lehetetlen nem észrevenni egy ilyen ritka látványt az égen, amikor egy ködös test látható az égen, néha olyan fényes, hogy a felhőkön át szikrázik (1577), elhomályosítva a Holdat is. Arisztotelész a Kr.e. IV az üstökös jelenségét a következőképpen magyarázta: a könnyű, meleg, „száraz pneuma” (a Föld gázai) felemelkedik a légkör határáig, az égi tűz gömbjébe esik és meggyullad – így keletkeznek a „farkú csillagok” . Arisztotelész azzal érvelt, hogy az üstökösök súlyos viharokat és szárazságot okoznak. Elképzelései kétezer éve általánosan elfogadottak. A középkorban az üstökösöket háborúk és járványok hírnökeinek tartották. Így a normannok 1066-os dél-angliai inváziója összefüggésbe hozható Halley üstökösének megjelenésével az égen. Konstantinápoly 1456-os bukását is összefüggésbe hozták egy üstökös megjelenésével az égen. Egy üstökös megjelenésének tanulmányozása során 1577-ben Tycho Brahe megállapította, hogy az üstökös messze túlmutat a Hold pályáján. Elkezdődött az üstökösök keringésének tanulmányozásának ideje...
Az első fanatikus, aki szívesen fedezte volna fel az üstökösöket, a Párizsi Obszervatórium egyik alkalmazottja, Charles Messier volt. A csillagászat történetébe a ködök és csillaghalmazok katalógusának összeállítójaként lépett be, amelynek célja üstökösök felkutatása volt, hogy a távoli ködös objektumokat ne tévessze össze új üstökösökkel. Messier 39 évnyi megfigyelés alatt 13 új üstököst fedezett fel! A 19. század első felében Jean Pons különösen kitüntette magát az üstökösök „elkapói” között. A Marseille Obszervatórium gondnoka, majd igazgatója kis amatőr távcsövet épített, és honfitársa, Messier mintájára üstökösök után kezdett kutatni. Az ügy annyira lenyűgözőnek bizonyult, hogy 26 év alatt 33 új üstököst fedezett fel! Nem véletlen, hogy a csillagászok „Üstökös Mágnesnek” nevezték el. A Pons által felállított rekord a mai napig felülmúlhatatlan. Körülbelül 50 üstökös figyelhető meg. 1861-ben készült az első fénykép egy üstökösről. Archív adatok szerint azonban a Harvard Egyetem évkönyvében egy 1858. szeptember 28-i feljegyzést fedeztek fel, amelyben Georg Bond arról számolt be, hogy egy 15"-os refraktor fókuszában próbálták fényképes képet készíteni az üstökösről! Egy zárnál 6" sebességgel dolgozták ki a 15 ívmásodpercet mérő kóma legfényesebb részét. A fényképet nem őrizték meg.
Az 1999-es üstököspálya-katalógus 1722 pályát tartalmaz 1688 üstökös megjelenéséhez, 1036 különböző üstökösről. Az ókortól napjainkig körülbelül 2000 üstököst figyeltek meg és írtak le. A Newton óta eltelt 300 év alatt több mint 700 pályáját számították ki. Az általános eredmények a következők. A legtöbb üstökös ellipszisben mozog, közepesen vagy erősen megnyúlva. Az Encke üstökös a legrövidebb utat járja be – a Merkúr pályájáról a Jupiterbe és vissza 3,3 év múlva. A kétszer megfigyeltek közül a legtávolabbi egy üstökös, amelyet 1788-ban fedezett fel Caroline Herschel, és 154 évvel később tért vissza 57 AU távolságból. 1914-ben a Delavan üstökös megdöntötte a távolsági rekordot. 170 000 AU-ra költözik. és 24 millió év után „végez”.
Eddig több mint 400 rövid periódusú üstököst fedeztek fel. Ezek közül körülbelül 200-at figyeltek meg egynél több perihélium átjárás során. Sokan közülük úgynevezett családokhoz tartoznak. Például a legrövidebb periódusú üstökösök közül körülbelül 50 (a Nap körüli teljes forradalmuk 3-10 évig tart) alkotja a Jupiter családot. Valamivel kisebb számban találhatók a Szaturnusz, az Uránusz és a Neptunusz családok (ez utóbbihoz tartozik különösen a híres Halley üstökös).
Számos üstökös földi megfigyelése és a Halley-üstökös 1986-os, űrszondával végzett tanulmányozásának eredményei megerősítették azt a hipotézist, amelyet először F. Whipple fogalmazott meg 1949-ben, miszerint az üstökösök magjai több kilométer átmérőjű „piszkos hógolyók” jellegűek. Úgy tűnik, fagyott vízből, szén-dioxidból, metánból és ammóniából állnak, belül megfagyott porral és sziklás anyaggal. Ahogy az üstökös közeledik a Naphoz, a jég a naphő hatására párologni kezd, és a kiáramló gáz diffúz világító gömböt képez az atommag körül, amelyet kómának neveznek. A kóma átmérője akár egymillió kilométer is lehet. Maga a mag túl kicsi ahhoz, hogy közvetlenül látható legyen. A spektrum ultraibolya tartományában űrhajókon végzett megfigyelések kimutatták, hogy az üstökösöket hatalmas, sok millió kilométeres hidrogénfelhők veszik körül. A hidrogén a napsugárzás hatására vízmolekulák bomlásával keletkezik. 1996-ban felfedezték a Hyakutake üstökös röntgensugárzását, majd azt követően, hogy más üstökösök is röntgensugárzás forrásai.
A 2001-es megfigyelések, amelyeket a Subara teleszkóp nagy diszperzív spektrométerével végeztek, lehetővé tették a csillagászok számára, hogy először mérjék meg az üstökösmagban lévő fagyott ammónia hőmérsékletét. 28 fokos hőmérsékleti érték + 2 Kelvin-fok arra utal, hogy a LINEAR üstökös (C/1999 S4) a Szaturnusz és az Uránusz pályája között alakult ki. Ez azt jelenti, hogy a csillagászok mostantól nemcsak meghatározhatják az üstökösök kialakulásának körülményeit, hanem azt is, hogy honnan erednek. Spektrális elemzéssel szerves molekulákat és részecskéket fedeztek fel az üstökösök fejében és farkában: atomi és molekuláris szén, szénhibrid, szén-monoxid, szén-szulfid, metil-cianid; szervetlen komponensek: hidrogén, oxigén, nátrium, kalcium, króm, kobalt, mangán, vas, nikkel, réz, vanádium. Az üstökösökben megfigyelt molekulák és atomok a legtöbb esetben bonyolultabb szülőmolekulák és molekulakomplexek „töredékei”. Az üstökösmagokban lévő szülőmolekulák eredetének természete még nem tisztázott. Egyelőre csak az világos, hogy ezek nagyon összetett molekulák és vegyületek, például aminosavak! Egyes kutatók úgy vélik, hogy egy ilyen kémiai összetétel katalizátorként szolgálhat az élet kialakulásához vagy keletkezésének kezdeti feltételeihez, amikor ezek az összetett vegyületek a légkörbe vagy a kellően stabil és kedvező feltételekkel rendelkező bolygók felszínére kerülnek.

Az üstökös (az ógörögből szőrös, bozontos) egy kis, homályos megjelenésű égitest, amely a Nap körül egy kúpos szakaszon kering, nagyon kiterjedt pályával. Ahogy az üstökös közeledik a Naphoz, kómát, néha gáz- és porfarkot képez.

Az üstökösöket keringési periódusuk szerint a következőkre osztják:

1. Rövid időszak
Eddig több mint 400 rövid periódusú üstököst fedeztek fel. Ezek közül körülbelül 200-at figyeltek meg egynél több perihélium átjárás során. A rövid periódusú üstökösök (200 évnél rövidebb periódusok) a külső bolygók vidékéről származnak, előrefelé haladva az ekliptikához közeli pályákon. A Naptól távol az üstökösöknek általában nincs "farkuk", de néha alig látható "kóma" veszi körül a "magot"; együtt az üstökös "fejének" nevezik őket. Ahogy közeledik a Naphoz, a fej megnagyobbodik, és megjelenik egy farok. Sokan közülük úgynevezett családokhoz tartoznak. Például a legrövidebb periódusú üstökösök többsége (a Nap körüli teljes forradalmuk 3-10 évig tart) a Jupiter családot alkotja. Valamivel kisebb számban találhatók a Szaturnusz, az Uránusz és a Neptunusz családok (ez utóbbihoz tartozik különösen a híres Halley üstökös).

Családok:
- Jupiter család
- Szaturnusz család
- Uránusz család
- Neptun család

Amikor egy üstökös elhalad a Nap közelében, magja felmelegszik, és a jég elpárolog, gázkómát és farkot képezve. Több száz vagy ezer ilyen repülés után nem marad olvadó anyag a magban, és megszűnik látszani. A Napot rendszeresen megközelítő, rövid periódusú üstökösök esetében ez azt jelenti, hogy populációik kevesebb mint egymillió éven belül láthatatlanná válnak. De megfigyeljük őket, ezért folyamatosan érkezik a „friss” üstökösök utánpótlása.
A rövid periódusú üstökösök utánpótlása a bolygók, főként a Jupiter általi „befogásuk” eredményeként következik be. Korábban azt hitték, hogy az Oort-felhőből származó, hosszú periódusú üstökösöket fogták be, de ma már úgy vélik, hogy forrásuk egy üstököskorong, az úgynevezett „belső Oort felhő”. Elvileg az Oort-felhő elképzelése nem változott, de a számítások azt mutatták, hogy a Galaxis árapály hatása és a hatalmas csillagközi gázfelhők hatása meglehetősen gyorsan elpusztítja. Szükség van egy utánpótlási forrásra. Ilyen forrásnak tekintik ma már a belső Oort-felhőt, amely sokkal jobban ellenáll az árapály hatásoknak, és nagyságrenddel több üstököst tartalmaz, mint az Oort által megjósolt külső felhő. A Naprendszer minden egyes megközelítése után egy hatalmas csillagközi felhőhöz a külső Oort-felhő üstökösei szétszóródnak a csillagközi térben, és helyüket a belső felhő üstökösei veszik át.
Az üstökös átmenete szinte parabolikus pályáról rövid periódusú pályára akkor következik be, amikor hátulról utoléri a bolygót. Egy üstökös új pályára állításához általában több áthaladás szükséges a bolygórendszeren. Az így létrejövő üstökös pályája jellemzően alacsony dőlésszögű és nagy excentricitású. Az üstökös előrefelé halad rajta, és pályájának afelionja (a Naptól legtávolabbi pont) az őt befogó bolygó pályájához közel fekszik. Ezeket az elméleti megfontolásokat teljes mértékben megerősítik az üstököspályák statisztikái.

2. Hosszú időszak
Feltehetően a nagyszámú üstökösmagot tartalmazó Oort-felhőből érkeznek hozzánk a hosszú periódusú üstökösök. A Naprendszer peremén elhelyezkedő testek általában illékony anyagokból (víz, metán és egyéb jég) állnak, amelyek a Naphoz közeledve elpárolognak. A hosszú periódusú (több mint 200 éves keringési periódusú) üstökösök a legtávolabbi bolygóknál több ezerszer távolabbi régiókból származnak, és pályájuk mindenféle szögben megdől.
Sok üstökös tartozik ebbe az osztályba. Mivel keringési periódusuk több millió éves, így egy évszázad leforgása alatt mindössze egy tízezredük jelenik meg a Nap közelében. A 20. században körülbelül 250 ilyen üstököst figyeltek meg; ezért összesen több millió van belőlük. Ráadásul nem minden üstökös jön elég közel a Naphoz ahhoz, hogy láthatóvá váljon: ha az üstökös pályájának perihélium (a Naphoz legközelebbi pont) túl van a Jupiter pályáján, akkor szinte lehetetlen észrevenni.
Ezt figyelembe véve 1950-ben Jan Oort azt javasolta, hogy a Nap körüli tér 20-100 ezer AU távolságra legyen. (csillagászati egységei: 1 AU = 150 millió km, a Föld és a Nap távolsága) üstökösmagokkal van tele, amelyek számát 10 12-re becsülik, össztömege 1-100 földtömeg. Az Oort „üstökösfelhő” külső határát az határozza meg, hogy a Naptól ilyen távolságban az üstökösök mozgását jelentősen befolyásolja a szomszédos csillagok és más nagy tömegű objektumok vonzása. A csillagok a Naphoz képest mozognak, az üstökösökre gyakorolt zavaró hatásuk megváltozik, és ez az üstököspályák kialakulásához vezet. Így véletlenül egy üstökös kerülhet a Nap közelében elhaladó pályára, de a következő fordulaton a pályája kissé megváltozik, és az üstökös eltávolodik a Naptól. Ehelyett azonban folyamatosan „új” üstökösök hullanak az Oort-felhőből a Nap közelébe.

A mélyűrből érkező üstökösök ködös objektumoknak tűnnek, amelyek mögött farok húzódik, és néha több millió kilométer hosszúságot is elér. Az üstökös magja szilárd részecskékből és jégből álló test, amelyet egy kómának nevezett homályos burok borít be. Egy több kilométeres átmérőjű mag körül 80 ezer km átmérőjű kóma is lehet. A napfénysugár kiüti a gázrészecskéket a kómából, és visszadobja őket egy hosszú füstös farokba, amely mögötte mozog az űrben.
Az üstökösök fényessége nagymértékben függ a Naptól való távolságuktól. Az összes üstökös közül csak egy nagyon kis része kerül elég közel a Naphoz és a Földhöz ahhoz, hogy szabad szemmel lássuk. Ezek közül a legkiemelkedőbbeket néha "nagy üstökösöknek" nevezik.
Az általunk megfigyelt meteorok („hullócsillagok”) nagy része üstökös eredetű. Ezek olyan részecskék, amelyeket egy üstökös veszít el, és égnek el, amikor belépnek a bolygók légkörébe.

Keringés és sebesség

Az üstökös magjának mozgását teljes mértékben a Nap vonzása határozza meg. Az üstökös pályájának alakja, mint bármely más test a Naprendszerben, a sebességétől és a Naptól való távolságától függ. Egy test átlagos sebessége fordítottan arányos a Naptól való átlagos távolságának négyzetgyökével (a). Ha a sebesség mindig merőleges a Napból a testre irányított sugárvektorra, akkor a pálya kör alakú, és a sebességet körsebességnek (υc) nevezzük a távolságban. A Nap gravitációs mezejéből való szökés sebessége parabolapályán (υp) √2-szer nagyobb, mint a körsebesség ezen a távolságon. Ha az üstökös sebessége kisebb, mint υp, akkor elliptikus pályán kering a Nap körül, és soha nem hagyja el a Naprendszert. De ha a sebesség meghaladja a υp-t, akkor az üstökös egyszer elhalad a Nap mellett, és örökre elhagyja azt, hiperbolikus pályán haladva. A legtöbb üstökösnek elliptikus pályája van, tehát a Naprendszerhez tartoznak. Igaz, sok üstökösnél ezek nagyon megnyúlt ellipszisek, közel egy parabolához; ezek mentén az üstökösök nagyon messze és hosszú időre távolodnak el a Naptól.



COMET A NAPRENDSZERBEN

Az ábrán látható a két üstökös elliptikus pályája, valamint a bolygók közel kör alakú pályája és egy parabola pálya. A Földet a Naptól elválasztó távolságon a körsebesség 29,8 km/s, a parabola sebessége 42,2 km/s. A Föld közelében az Encke üstökös sebessége 37,1 km/s, a Halley üstökösé pedig 41,6 km/s; Ez az oka annak, hogy a Halley-üstökös sokkal távolabb megy a Naptól, mint az Encke-üstökös.
A gáznemű szublimációs termékek reaktív nyomást fejtenek ki az üstökös magjára (hasonlóan egy fegyver kilövéskor történő visszarúgásához), ami a pálya fejlődéséhez vezet. A gáz legaktívabb kiáramlása a mag fűtött „délutáni” oldaláról történik. Ezért a magra ható nyomóerő iránya nem esik egybe a napsugarak és a napgravitáció irányával. Ha az atommag tengelyirányú forgása és pályafordulata ugyanabban az irányban történik, akkor a gáz egészének nyomása felgyorsítja az atommag mozgását, ami a pálya növekedéséhez vezet. Ha a forgás és a keringés ellentétes irányú, akkor az üstökös mozgása lelassul és a pálya lerövidül. Ha egy ilyen üstököst kezdetben a Jupiter fogott be, akkor egy idő után pályája teljesen a belső bolygók tartományában van. Valószínűleg ez történt Encke üstökössel.

Az üstökösök nómenklatúrája

Az elmúlt évszázadok során az üstökösök elnevezésének szabályait többször változtatták és pontosították. A 20. század elejéig a legtöbb üstökös nevét a felfedezés éve alapján nevezték el, néha további pontosításokkal a fényességre vagy az évszakra vonatkozóan, ha abban az évben több üstökös volt. Például: „1680. nagy üstökös”, „1882. nagy szeptemberi üstökös”, „1910. napi üstökös” („1910. januári nagy üstökös”).
Miután Halley bebizonyította, hogy az 1531-es, 1607-es és 1682-es üstökösök ugyanazok, és megjósolta a visszatérését 1759-ben, ez az üstökös Halley-üstökös néven vált ismertté. Ezenkívül a második és harmadik ismert periodikus üstökös az Encke és Biela nevet kapta azon tudósok tiszteletére, akik kiszámították az üstökösök pályáját, annak ellenére, hogy az első üstököst Mechain, a másodikat pedig Messier figyelte meg a 18. században. Később a periodikus üstökösöket általában felfedezőikről nevezték el. A csak egy perihéliumi átjárás során megfigyelt üstökösöket megjelenésük évével nevezték el.
A 20. század elején, amikor az üstökösök felfedezése gyakori eseménnyé vált, kialakult egy konvenció az üstökösök elnevezésére, amely a mai napig érvényes. Az üstökös nevét csak három független megfigyelő felfedezte. Az elmúlt években számos üstököst fedeztek fel nagy tudóscsoportok által működtetett műszerek segítségével. Ilyenkor az üstökösöket a műszereikről nevezik el. Például a C/1983 H1 üstököst (IRAS – Araki – Alcock) egymástól függetlenül fedezte fel az IRAS műhold, valamint Genichi Araki és George Alcock amatőrcsillagászok. A múltban, ha a csillagászok egy csoportja több üstököst fedezett fel, akkor a nevekhez számot adtak (de csak az időszakos üstökösök esetében), például Shoemaker-Levy üstökös 1-9. Számos műszer sok üstököst fedez fel, ami miatt egy ilyen rendszer nem használható. Ehelyett egy speciális rendszert használnak az üstökösök elnevezésére.
1994 előtt az üstökösök először kaptak ideiglenes elnevezést, amely a felfedezés évéből és egy latin kisbetűből állt, amely jelzi, hogy egy adott évben milyen sorrendben fedezték fel őket (például az 1969i üstökös volt a kilencedik, amelyet 1969-ben fedeztek fel). Miután az üstökös áthaladt a perihéliumon, pályáját megbízhatóan megállapították, amely után az üstökös állandó jelölést kapott, amely a perihélium áthaladásának évéből és egy római számból állt, amely az adott évben a perihélium áthaladásának sorrendjét jelzi. Így az 1969i üstökös az 1970 II állandó elnevezést kapta (a második üstökös, amely 1970-ben áthaladt a perihéliumon).
A felfedezett üstökösök számának növekedésével ez az eljárás nagyon kényelmetlenné vált. 1994-ben a Nemzetközi Csillagászati Unió új rendszert hagyott jóvá az üstökösök elnevezésére. Jelenleg az üstökös neve tartalmazza a felfedezés évét, egy betűt, amely jelzi a hónap felét, amelyben a felfedezés történt, és a felfedezés számát a hónapnak ebben a felében. Ez a rendszer hasonlít az aszteroidák elnevezésére használt rendszerhez. Így a negyedik üstökös, amelyet 2006 februárjának második felében fedeztek fel, a 2006 D4 jelölést kapja. Az üstökös neve előtt egy előtag áll, amely jelzi az üstökös természetét. A következő előtagok használatosak:

P/ - rövid periódusú üstökös (azaz olyan üstökös, amelynek periódusa kevesebb, mint 200 év, vagy amelyet két vagy több perihélium járaton figyeltek meg);
C/ - hosszú periódusú üstökös;
X/ - olyan üstökös, amelynek megbízható pályája nem számítható ki (általában történelmi üstökösök esetében);
D/ - az üstökösök összeomlottak vagy elvesztek;
A/ - olyan objektumok, amelyeket tévedésből üstökösnek vettek, de valójában aszteroidáknak bizonyultak.

Például a Hale-Bopp üstökös C/1995 O1 jelzést kapott. Jellemzően a perihélium második megfigyelt áthaladása után a periodikus üstökösök sorszámot kapnak. Így a Halley-üstököst először 1682-ben fedezték fel. Megnevezése abban a megjelenésben a modern rendszer szerint 1P/1682 Q1. Azok az üstökösök, amelyeket először kisbolygóként fedeztek fel, megtartják a betűjelölést. Például P/2004 EW38 (Catalina-LINEAR).

Az üstökösök szerkezete

Az üstökös a következőkből áll:
1. Mag
2. Kóma
3. Farok

A kóma közepén egy mag van - egy szilárd test vagy több kilométer átmérőjű testek konglomerátuma. Az üstökös szinte teljes tömege a magjában összpontosul; ez a tömeg milliárdszor kisebb, mint a Földé. F. Whipple modellje szerint az üstökös magja különféle jégkövek keverékéből áll, főleg vízjégből fagyott szén-dioxid, ammónia és por keverékéből. Ezt a modellt mind a csillagászati megfigyelések, mind pedig a Halley és Giacobini–Zinner üstökösmagok közelében 1985–1986-ban végzett űrhajók közvetlen mérései igazolják.
Az üstökösmagok a Naprendszer elsődleges anyagának maradványai, amely a protoplanetáris korongot alkotta. Ezért tanulmányuk segít helyreállítani a bolygók, köztük a Föld kialakulásának képét. Elvileg néhány üstökös érkezhet hozzánk a csillagközi térből, de eddig egyetlen ilyen üstököst sem sikerült megbízhatóan azonosítani.
Amikor egy üstökös a Naphoz közeledik, magja felmelegszik, és a jég szublimál, i.e. olvadás nélkül elpárolog. A keletkező gáz a magból minden irányba szétszóródik, magával viszi a porszemcséket és kómát okozva. A napfény által elpusztított vízmolekulák hatalmas hidrogénkoronát képeznek az üstökös magja körül. Az üstökös ritkított anyagára a napvonzás mellett taszító erők is hatnak, amelyeknek köszönhetően farok alakul ki. A semleges molekulákra, atomokra és porrészecskékre a napfény nyomása, míg az ionizált molekulákra és atomokra erősebben hat a napszél nyomása.

A farokképző részecskék viselkedése sokkal világosabb lett az üstökösök 1985–1986-os közvetlen tanulmányozása után. A töltött részecskékből álló plazmafarok összetett mágneses szerkezettel rendelkezik, két különböző polaritású régióval. A kóma Nap felé néző oldalán frontális lökéshullám képződik, amely magas plazmaaktivitást mutat.
Bár a farok és a kóma az üstökös tömegének kevesebb mint egy milliomod részét tartalmazza, a fény 99,9%-a ezekből a gázképződményekből származik, és csak 0,1%-a az atommagból. A tény az, hogy a mag nagyon kompakt, és alacsony a visszaverődési együtthatója (albedó).


Az üstökösök fő gázkomponenseit tartalmuk szerinti csökkenő sorrendben soroljuk fel. A gáz mozgása az üstökösök farkában azt mutatja, hogy azt erősen befolyásolják a nem gravitációs erők. A gáz izzását a napsugárzás gerjeszti.
Atomok	Molekulák	Ionok









AZ ÜSTÖKŐ GÁZALKATRÉSZEI

Az üstökös által elvesztett részecskék pályájukon mozognak, és a bolygók légkörébe kerülve meteorok („hullócsillagok”) képződését idézik elő. Az általunk megfigyelt meteorok többsége üstökösrészecskékhez kapcsolódik. Néha az üstökösök pusztulása katasztrofálisabb. Az 1826-ban felfedezett Bijela üstökös 1845-ben két részre szakadt a megfigyelők előtt. Amikor ezt az üstököst utoljára 1852-ben látták, magjának darabjai több millió kilométerre voltak egymástól. Az atommaghasadás általában az üstökösök teljes szétesését jelzi. 1872-ben és 1885-ben, amikor a Bijela üstököse, ha nem történt volna vele semmi, átszelte volna a Föld pályáját, szokatlanul heves meteorrajokat figyeltek meg.
Mondjuk el részletesebben az üstökös szerkezetének egyes elemeiről:

MAG

Az atommag az üstökös szilárd része, amelyben szinte teljes tömege koncentrálódik. Az üstökösök magjai jelenleg teleszkópos megfigyelések számára elérhetetlenek, mivel elrejti őket a folyamatosan képződő világítóanyag.
A legelterjedtebb Whipple-modell szerint a mag egy jég keveréke, amelyet meteorikus anyag részecskéi tarkítanak (a „piszkos hógolyó” elmélet). Ennél a szerkezetnél a fagyott gázok rétegei váltakoznak a porrétegekkel. Ahogy a gázok felmelegednek, elpárolognak, és porfelhőket szállítanak magukkal. Ez magyarázza az üstökösökben a gáz- és porfarok kialakulását.
A 2005-ben elindított Deep Impact amerikai automata állomáson végzett vizsgálatok szerint a mag nagyon laza anyagból áll, és egy porcsomó, amelynek pórusai a térfogatának 80%-át elfoglalják.
Az üstökösmagok jégből állnak, kozmikus por és fagyott illékony vegyületek hozzáadásával: szén-monoxid és -dioxid, metán, ammónia.



COMET A NAPRENDSZERBEN

A mag albedója meglehetősen alacsony, körülbelül 4%. A fő hipotézis szerint ennek magyarázata a jég párolgása során kialakuló pormátrix jelenléte és a porszemcsék felszíni felhalmozódása, hasonlóan ahhoz, ahogy a Földön a gleccserek visszahúzódása során egy felszíni morénaréteg nő. A Giotto szonda által a Halley üstökösről végzett vizsgálat során kiderült, hogy az üstökös a rá eső fénynek csak 4%-át verte vissza, a Deep Space 1 pedig a Borelli üstökös albedóját mérte meg, ami mindössze 2,5-3,0%. Vannak olyan javaslatok is, amelyek szerint a felületet nem pormátrix fedi, hanem összetett szerves vegyületek mátrixa, sötét, mint a kátrány vagy a bitumen. Feltehetően egyes üstökösökön idővel az aktivitás elhalványulhat, a szublimáció megszűnésével.
A mai napig kevés olyan üstökös van, amelynek magját közvetlenül megfigyelték. Az űrrepülőgépek használata lehetővé tette kómáik és magjaik közvetlen tanulmányozását és közeli képek készítését.

TALÁLKOZÁS ÜSTÖKKEL

- Halley-üstökös lett az első üstökös, amelyet űrhajók fedeztek fel. 1986. március 6-án és 9-én a Vega-1 és a Vega-2 8890 és 8030 km távolságra haladt el az üstökös magjától. 1500 képet továbbítottak a belső halóról, és a történelemben először a magról készült fényképeket, és számos műszeres megfigyelést végeztek. Megfigyeléseiknek köszönhetően sikerült beállítani a következő űrszonda, az Európai Űrügynökség Giotto szondájának pályáját, amely március 14-én még közelebb, 605 km-es távolságra tette lehetővé a repülést. Az üstökös tanulmányozásában két japán űrszonda is közreműködött: a Suisei (március 8-i repülés, 150 ezer km) és a Sakigake (március 10., 7 millió km, az előző űrszondát vezették). Mind az 5 űrszonda, amelyek a Halley-üstököst 1986-ban az áthaladása során kutatták, a „Halley's Armada” nem hivatalos nevet kapta.
- VAL VEL Borelli üstökös 2001. szeptember 21-én közeledett a Deep Space 1 űrszonda, amely az akkori legjobb képeket kapta az üstökös magjáról.
- Wild üstökös 2 A Stardust űrszonda 2004-ben fedezte fel. A 240 km-es távolságig történő megközelítés során meghatározták a mag átmérőjét (5 km), és a felszínéről kitörő 10 gázsugarat rögzítettek.
- Tempel üstökös volt a NASA Deep Impact küldetésének elsődleges fókusza. 2005. július 4-én a kibocsátott Impactor szonda ütközött a maggal, ami körülbelül 10 ezer tonna térfogatú kőzet kilökődéséhez vezetett.
- Hartley üstökös volt a NASA Deep becsapódási küldetésének második vizsgálati tárgya, a megközelítés 2010. november 4-én történt 700 km-es távolságra. Erőteljes fúvókákat figyeltek meg, amelyekben az üstökös anyagának nagy, kosárlabda méretű töredékei voltak.
- Keringési pályára Csurjumov-Gerasimenko üstökös 2014-ben felbocsátották a Rosetta űrrepülőgépet, 2014 novemberében pedig a leszálló modult a magra tervezik.

TALÁLKOZÁS ÜSTÖKKEL

Az üstökös magjának mérete olyan megfigyelések alapján becsülhető meg, amikor távol van a Naptól, és nincs gáz- és porburokba burkolva. Ebben az esetben a fényt csak a mag szilárd felülete veri vissza, látszólagos fényereje a keresztmetszeti területtől és a visszaverődéstől (albedó) függ.
Szublimáció - az anyag szilárd halmazállapotból gázhalmazállapotúvá történő átmenete fontos az üstökösök fizikája szempontjából. Az üstökösök fényességi és emissziós spektrumának mérései azt mutatták, hogy a főjégek olvadása 2,5-3,0 AU távolságtól kezdődik, ahogyan annak meg kell történnie, ha a jég főként vízből áll. Ezt a Halley és a Giacobini-Zinner üstökösök tanulmányozása is megerősítette. Az üstökös Naphoz közeledtével először észlelt gázok (CN, C 2) valószínűleg vízjégben oldódnak és gázhidrátokat (klatrátokat) képeznek. Az, hogy ez az „összetett” jég hogyan szublimál, nagyban függ a vízjég termodinamikai tulajdonságaitól. A por-jég keverék szublimációja több szakaszban megy végbe. Gázáramok és az általuk felszedett apró és pihe-puha porszemcsék elhagyják a magot, mivel felületén rendkívül gyenge a vonzás. De a gázáram nem viszi el a sűrű vagy egymással összefüggő nehéz porrészecskéket, és porkéreg képződik. Ekkor a napsugarak felmelegítik a porréteget, a hő beáramlik, a jég szublimál, és a gázáramok áttörnek, megtörve a porkérget. Ezek a hatások a Halley-üstökös 1986-os megfigyelése során váltak nyilvánvalóvá: szublimáció és gázkiáramlás csak az üstökösmag néhány, a Nap által megvilágított régiójában következett be. Valószínűleg ezeken a területeken jég nyílt, míg a felszín többi részét kéreg borította. A felszabaduló gáz és por az üstökös magja körül megfigyelhető struktúrákat alkot.

KÓMA

A semleges molekulák porszemcséi és gázai az üstökös szinte gömb alakú kómáját alkotják. Általában a kóma 100 ezertől 1 millió km-re húzódik a magtól. Az enyhe nyomás deformálhatja a kómát, és napsugárzás elleni irányba nyújtja.

A kóma könnyű, ködös, csésze alakú héj, amely gázokból és porból áll. A kóma a maggal együtt alkotja az üstökös fejét. Leggyakrabban a kóma három fő részből áll:
- Belső kóma(molekuláris, kémiai és fotokémiai). Itt mennek végbe a legintenzívebb fizikai és kémiai folyamatok.
- Látható kóma(radikális kóma).
- Ultraibolya kóma(atom).


A C/2001 Q4 (NEAT) üstökös képe
COMET A NAPRENDSZERBEN

Mivel a magjégek többnyire vízből állnak, a kóma főként H 2 O molekulákat tartalmaz, a fotodisszociáció során a H 2 O H és OH, majd az OH O és H lesz. A gyors hidrogénatomok messze repülnek a magtól, mielőtt ionizálódnának. hidrogénkoronát alkotnak, amelynek látszólagos mérete gyakran meghaladja a napkorongot.

FAROK

Az üstökös farka az üstökösanyag porból és gázokból álló hosszúkás nyomvonala, amely az üstökösnek a Naphoz közeledésekor keletkezik, és a rá szórt napfény miatt látható. Általában a Naptól távolodik.
Ahogy egy üstökös közeledik a Naphoz, az alacsony forráspontú illékony anyagok, mint a víz, a monooxid, a szén-monoxid, a metán, a nitrogén és esetleg más fagyott gázok szublimálódni kezdenek a mag felszínéről. Ez a folyamat kóma kialakulásához vezet. Ennek a piszkos jégnek a párolgása során porszemcsék szabadulnak fel, amelyek a magból kigázosodnak. A kómában lévő gázmolekulák elnyelik a napfényt, majd különböző hullámhosszokon újra kibocsátják azt (ezt a jelenséget fluoreszcenciának nevezik), a porrészecskék pedig a hullámhossz megváltoztatása nélkül szórják szét a napfényt különböző irányokba. Mindkét folyamat azt eredményezi, hogy a kóma külső szemlélő számára láthatóvá válik.
Annak ellenére, hogy az üstökös tömegének kevesebb, mint egy milliomod része koncentrálódik a farokban és a kómában, az égen való áthaladás során megfigyelt ragyogás csaknem 99,9%-a ezekből a gázképződményekből származik. A tény az, hogy a mag nagyon kompakt, és alacsony a visszaverődési együtthatója (albedó).
Az üstökösfarok hossza és alakja változó. Egyes üstökösök az egész égbolton átnyúlnak. Például az 1944-ben megjelent üstökös farka 20 millió km hosszú volt. A C/1680 V1 üstökös farka pedig 240 millió km-en át nyúlt. Feljegyeztek olyan eseteket is, amikor egy üstököstől elvált a farok (C/2007 N3 (Lulin)).
Az üstökösök farkának nincsenek éles körvonalai, és szinte átlátszóak - a csillagok jól láthatók rajtuk -, mivel rendkívül ritka anyagokból képződnek (sűrűsége sokkal kisebb, mint az öngyújtóból felszabaduló gáz sűrűsége). Összetétele változatos: gáz vagy apró porszemcsék, vagy mindkettő keveréke. A legtöbb porszemcsék összetétele hasonló a Naprendszerben található aszteroida anyagához, amint azt a Stardust űrszonda a 81P/Wilda üstökösön végzett vizsgálata kimutatta. Lényegében ez a „látható semmi”: az ember csak azért tudja megfigyelni az üstökösök farkát, mert a gáz és a por világít. Ebben az esetben a gáz izzása az ultraibolya sugarak és a napfelszínről kilökődő részecskeáramok általi ionizációjához kapcsolódik, és a por egyszerűen szórja a napfényt.
Az üstökösök farkának és alakjának elméletét a 19. század végén dolgozta ki Fjodor Bredikhin orosz csillagász. A modern csillagászatban használt üstökösfarok osztályozásába is tartozik.

Bredikhin javasolta az üstökösfarok három fő típusba sorolását:
- I. típusú Egyenes és keskeny, közvetlenül a Napból irányítva;
- II Széles és enyhén ívelt, elfordul a Naptól;
- III típusú. Rövid, erősen eltért a központi lámpatesttől.

A csillagászok a következőképpen magyarázzák az üstökösfarok különböző formáit. Az üstökösöket alkotó részecskék összetétele és tulajdonságai eltérőek, és eltérően reagálnak a napsugárzásra. Így ezeknek a részecskéknek az útja „elvált” a térben, az űrutazók farka pedig más-más formát ölt.
Az üstökös magjából kibocsátott részecske sebessége a Nap hatásának eredményeként megszerzett sebességből - a Napból a részecske felé irányul - és az üstökös mozgási sebességéből áll, amelynek vektora érintő pályájára, ezért az adott pillanatban kibocsátott részecskék általában nem egyenes vonalon helyezkednek el, hanem a syndinamiának nevezett görbén. A Syndina az üstökös farkának helyzetét fogja képviselni az adott pillanatban. Az egyes éles kilökődések során a részecskék szegmenseket vagy vonalakat képeznek a syndyne-en, amelyek vele szöget zárnak be, ezeket szinkronoknak nevezzük. Az, hogy az üstökös farka mennyiben tér el a Naptól az üstökös felé irányuló iránytól, a részecskék tömegétől és a Nap működésétől függ.

A napsugárzás kómára gyakorolt hatása az üstökös farkának kialakulásához vezet. De itt is másként viselkedik a por és a gáz. A nap ultraibolya sugárzása ionizálja a gázmolekulák egy részét, és a napszél nyomása, amely a Nap által kibocsátott töltött részecskék áramlása, kiszorítja az ionokat, és a kómát hosszú farokká nyújtja, amely több mint 100 millióra nyúlhat. kilométerre. A napszél áramlásának változása a farok megjelenésében megfigyelhető gyors változásokhoz, sőt akár teljes vagy részleges töréshez is vezethet. Az ionokat a napszél másodpercenként tíz és száz kilométeres sebességre gyorsítja, ami sokkal nagyobb, mint az üstökös keringési sebessége. Ezért mozgásuk szinte pontosan a Nap irányába irányul, akárcsak az általuk alkotott I. típusú farok. Az ionfarok a fluoreszcencia miatt kékes fényű. A napszél szinte nincs hatással az üstökösporra, a napfény nyomása kiszorítja a kómából. A port az ionoknál jóval gyengébb fény gyorsítja a napszél, így mozgását a kezdeti keringési sebesség és a könnyű nyomás hatására bekövetkező gyorsulás határozza meg. A por lemarad az ionfarok mögött, és a pálya irányába ívelt II-es vagy III-as típusú farkokat képez. A II-es típusú zagy a felületről egyenletesen áramló por által jön létre. A III-as típusú farok egy nagy porfelhő rövid távú kibocsátásának eredménye. Az enyhe nyomás hatására különböző méretű porszemek által megszerzett gyorsulások terjedése miatt a kezdeti felhő is farokká nyúlik, általában még a II-es típusú faroknál is erősebben görbül. A porszemek szórt vöröses fénnyel világítanak.
A porfarok általában egységes, és több millió és tízmillió kilométerre nyúlik. A napfény nyomására a magból antiszoláris irányban kidobott porszemek alkotják, és sárgás színű, mert a porszemek egyszerűen szórják a napfényt. A porfarok szerkezete a por egyenetlen kitörésével a magból vagy a porszemek pusztulásával magyarázható.
A több tíz vagy akár több száz millió kilométer hosszú plazmafarok az üstökös és a napszél bonyolult kölcsönhatásának látható megnyilvánulása. Az atommagot elhagyó molekulák egy része a napsugárzás hatására ionizálódik, molekuláris ionokat (H 2 O +, OH +, CO +, CO 2 +) és elektronokat képezve. Ez a plazma akadályozza a napszél mozgását, amelyet mágneses tér hatja át. Amikor az üstökös eltalálja az üstököst, a térvonalak körbeveszik, hajtű alakot vesznek fel, és két ellentétes polaritású területet hoznak létre. Ebben a mágneses szerkezetben a molekuláris ionok megragadnak, és a központi, legsűrűbb részén látható plazmafarkot képeznek, amely a CO+ spektrális sávjai miatt kék színű. A napszél szerepét a plazmafarok kialakulásában L. Biermann és H. Alfven állapította meg az 1950-es években. Számításaik megerősítették a Giacobini–Zinner és a Halley üstökösök farkán átrepülő űrhajók méréseit 1985-ben és 1986-ban.
Az üstököst körülbelül 400 km/s sebességgel elérő és előtte lökéshullámot képező napszél kölcsönhatás egyéb jelenségei is előfordulnak, amelyekben a szél anyaga és az üstökös feje tömörül. a plazmafarokban. A „befogás” folyamata jelentős szerepet játszik; lényege, hogy az üstökös semleges molekulái szabadon behatolnak a napszél áramlásába, de az ionizáció után azonnal aktív kölcsönhatásba kezdenek a mágneses térrel, és jelentős energiákra gyorsulnak fel. Igaz, néha nagyon energikus molekulaionok figyelhetők meg, amelyek a jelzett mechanizmus szempontjából megmagyarázhatatlanok. A befogási folyamat a plazmahullámokat is gerjeszti a mag körüli gigantikus tértérfogatban. Ezeknek a jelenségeknek a megfigyelése alapvetően fontos a plazmafizika számára.
A „faroktörés” csodálatos látvány. Mint ismeretes, normál állapotban a plazmafarok mágneses térrel kapcsolódik az üstökös fejéhez. Azonban gyakran a farok elszakad a fejtől és lemarad, és egy új képződik helyette. Ez akkor történik, amikor egy üstökös áthalad a napszél tartományainak határán ellentétes irányú mágneses térrel. Ebben a pillanatban a farok mágneses szerkezete átrendeződik, ami úgy néz ki, mint egy törés és egy új farok kialakulása. A mágneses tér összetett topológiája a töltött részecskék gyorsulásához vezet; Ez magyarázhatja a fent említett gyors ionok megjelenését.
Anti-Tail A csillagászatban a Naphoz közeledő üstökösön megjelenő három faroktípus egyikének leírására használt kifejezés. Ennek a faroknak az a sajátossága, hogy a másik két farokkal, a porral és a gázzal ellentétben a Nap felé irányul, és nem tőle távolabb, tehát geometriailag ellentétes a többi farokkal. Az antifark nagy porszemcsékből áll, amelyeket tömegüknél és méretüknél fogva gyengén érint a napszél, és általában az üstökös pályájának síkjában maradnak, végül korong alakot öltve. A porszemcsék meglehetősen alacsony koncentrációja miatt ezt a lemezt normál körülmények között szinte lehetetlen látni. Ezért csak akkor észlelhető élről, ha elég világos ahhoz, hogy megfigyelhető legyen. Ez rövid időn belül lehetővé válik, amikor a Föld keresztezi az üstökös pályájának síkját. Ennek eredményeként a korong láthatóvá válik a Naptól távolodó kis farok formájában.
Mivel a porszemcsék korong alakúak, teljesen természetes, hogy az antifark nem csak az üstökös előtt, hanem mögött és oldalain is létezik. De az üstökös oldalain az üstökösmag miatt nem látható, mögötte pedig sűrűbb és fényesebb por- és gázfarok mögött veszett el.
A legtöbb elhaladó üstökös túl kicsi ahhoz, hogy észlelje a farokellenes üstököst, de néhány üstökös elég nagy ehhez, mint például a C/1995 O1 (Hale-Bopp) üstökös 1997-ben.

Degenerált üstökös

A degenerált üstökös az, amelyik elvesztette illékony anyagainak nagy részét, ezért a Naphoz közeledve már nem képez farkat vagy kómát. Az összes illékony anyag már elpárolgott az üstökös magjából, a megmaradt kőzetek pedig főleg viszonylag nehéz, nem illékony elemekből állnak, hasonlóan az aszteroidák felszínén megszokottakhoz. A kihalt üstökösök kicsi, sötét égitestek, amelyeket még a legerősebb teleszkópokkal is nagyon nehéz észlelni.
Ahhoz, hogy egy üstökös kihaljon, nem kell minden illékony anyagát elveszítenie: elég, ha egy üledékes, nem illékony vegyületek rétege alá zárják őket. Ilyen rétegek akkor alakulhatnak ki, ha az üstökös felszíne nem illékony vegyületeket tartalmaz. A gázok és más illékony anyagok elpárolgása során a nem illékony vegyületek leülepednek és felhalmozódnak, és több centiméter vastag kérget alkotnak, amely végül teljesen blokkolja a napenergia hozzáférését a mély rétegekhez. Ennek eredményeként a nap hője már nem tudja áttörni ezt a kérget, és olyan hőmérsékletre melegíteni, amelynél elkezdenének elpárologni – az üstökös kihal. Az ilyen típusú üstökösöket néha rejtettnek vagy alvónak is nevezik. Ilyen test például a Hypnos (14827) aszteroida.
Az alvó üstökös kifejezést az inaktív üstökösök leírására is használják, amelyek akkor válhatnak aktívvá, ha elég közel vannak a Naphoz. Például 2008-ban a perihélium áthaladása során az (52872) Okiroya aszteroida üstököstevékenysége jelentősen felerősödött. A (60558) Echeclus aszteroida pedig a kóma megjelenésének rögzítése után a 174P/Echeclus üstökös megjelölést is megkapta.

Amikor az aszteroidákat és az üstökösöket két különböző osztályba osztották, az ezen osztályok közötti fő különbségeket sokáig nem fogalmazták meg. Ezt a kérdést csak 2006-ban, a 26. prágai közgyűlésen oldották meg. A fő különbség az aszteroida és az üstökös között abban rejlik, hogy az üstökös a Naphoz közeledve kómát képez maga körül a felszín közelében, a napsugárzás hatására szublimálódó jég miatt, míg az aszteroida soha nem kóma. Ennek eredményeként egyes objektumok egyszerre két jelölést is kaptak, hiszen eleinte aszteroidák közé sorolták őket, majd amikor üstököstevékenységet észleltek bennük, üstökös jelölést is kaptak. Egy másik különbség az, hogy az üstökösök általában megnyúltabb pályával rendelkeznek, mint a legtöbb aszteroidának – ezért a nagy pályaexcentricitású „kisbolygók” nagyobb valószínűséggel a kihalt üstökösök magjai. Egy másik fontos mutató a pálya Naphoz való közelsége: feltételezik, hogy a Naphoz közeli pályán mozgó objektumok többsége is kihalt üstökös. A Föld-közeli aszteroidák hozzávetőleg 6%-a kihalt üstökös, amelyek már teljesen kimerítették illékony anyagkészleteiket. Elképzelhető, hogy minden üstökös előbb-utóbb elveszti illékony anyagát, és kisbolygókká alakul.