Як працює комета галлея

Комета Галлея - це яскрава, єдина в своєму роді комета з періодом повернення до Сонця близько 75-76 років, яка добре видна навіть неозброєним поглядом. Офіційне астрономічне назва цього небесного тіла - 1P / Halleу. Саме для комети Галлея вдалося вперше визначити еліптичну орбіту і встановити періодичність руху в Сонячній системі, чим займався англієць Едмонд Галлей (1656-1742) - королівський астроном, фізик, геофізик, метеоролог, математик і демограф, в честь якого і названа комета.

У стародавні часи люди спостерігали появу комети Галлея, однак не підозрювали того, що бачать одне й те саме космічне тіло. Перше збереглося письмове свідчення про появу «небесного знака» датується 249 роком до нашої ери, і з тих пір наближення комети спостерігалося не менше тридцяти разів. Останнє спостереження комети Галлея було можливим в 1986 році, а наступне очікується влітку 2061 року. Треба визнати, що якщо зараз подія такого масштабу розцінюється як сприятливий час для космічних досліджень, то колись поява комет розцінювалося людьми як «грізний знак згори» про прийдешні зміни, війнах, державних переворотах. Здебільшого, в цьому винні «сильні світу» тих часів. Відомо, що Чингисхан, побачивши комету, розцінив її як особисте послання і заклик до завоювання сусідніх земель. Те ж відбувалося і в стародавньому Китаї, і навіть на зорі нашої ери в Європі.

Що стосується наукової точки зору, то в Європі довгий час домінував погляд Аристотеля. Він вважав, що поява комет викликається атмосферними збуреннями нашої планети (не дивлячись на те, що в той час вже існували досить близькі до фактів гіпотези про неземне природі комет, що належать античним філософам). Ще Сенека схилявся до версії космічного походження комет, і навіть змоделював спосіб докази періодичності їх руху, який згодом був реалізований Галлея. Однак навіть ці факти не могли розвіяти сумнівів вчених: чи то комети мають свої орбіти в Сонячній системі і обертаються навколо Сонця, толі це поодинокі «гості», які лише одного разу перетинають наш зоряний будинок по прямій траєкторії.

У 17 столітті все змінилося, коли в Європі в 1680-1681 роках спостерігали яскраву комету С / 1680 V1, іноді звану кометою Ньютона. Вчений зауважив, що небесне тіло спочатку наближалося до Сонця, а потім віддалялося від нього. Це суперечило гіпотезі про прямолінійний рух, і наштовхнуло фізика на відкриття сили, що змушувала комету обертатися навколо Сонця - гравітацію. Судячи з усього, анекдот з падінням на голову Ньютону яблуком мав місце лише в салонах того часу, однак нині ця історія фігурує в якості справжньої в шкільних підручниках ( «віват» укладачам!)

В цей же час 24-річний Едмонд Галлей займався дослідженням цього питання, і прийшов до висновку, що діюча на комету з боку Сонця доцентрова сила повинна спадати обернено пропорційно квадрату відстані. У 1682 Галлей відправився Ісааку Ньютону в Кембридж, і той поділився міркуваннями - згідно з його розрахунками, рух цієї комети відбувається по еліпсу. Ньютон і далі продовжував вивчати питання про рух тіл під дією гравітації, уточнюючи свої розрахунки, і через два роки послав Галлею закінчений трактат «Рух тіл по орбіті» ( «De Motu Corporum in Gyrum»).

Однак повністю описати рух комети в рамках ньютонівської моделі вдалося лише Галлею. У 1705 році побачив світ його наукова праця «Огляд кометної астрономії» ( «Synopsis Astronomiae Cometicae»), в якому вчений врахував гравітаційний вплив Юпітера і Сатурна на комету. Галлей так само взявся за вивчення історичних свідоцтв астрономів, і склав перший каталог елементів орбіт комет. У ньому він підкреслив збіг шляхів комет одна тисяча п'ятсот тридцять одна, 1607 і 1682 років, з чого вивів періодичність обертання, рівну 75-76 років (хоча чим більш ранні записи ми будемо розглядати, тим більше цей період розтягується - від 74 до 79 років). Отже, грунтуючись на приблизні розрахунки, Галлей передбачив повернення комети в кінці +1758 або початку наступного року. На жаль, сам учений не дожив до Різдва 1758 року, коли радісні астрономи помітили в небі легендарну космічну мандрівницю. Це послужило першою демонстрацією того факту, що звертатися навколо Сонця можуть не тільки планети, і підтвердило спроможність небесної механіки Ньютона. Вперше комета отримала ім'я Галлея в 1759 році, завдяки французькому астроному Н. Лакайль. Очевидно, що основи сучасної математичної фізики заклав гарячий інтерес вчених до комет.

Як комета світиться?

Ядро комети свого роду «брудний сніжок»: воно складається з речовин з невисокою температурою кипіння - води, органічних речовин, метану, азоту, моноксиду, оксиду вуглецю і незначної кількості інших замерзлих газів. Наближаючись до сонця, неживий крижаний астероїд починає нагріватися, і речовини ядра починають випаровуватися все активніше. Так під дією сонячного вітру (потоку випускаються Сонцем заряджених частинок) утворюється слід комети - її «хвіст», або «кома», який яка може досягати в поперечнику 100 000 000 кілометрів. Під час випаровування льоду звільняються так само частинки пилу, які відносяться від ядра виходять газом. Світиться хвіст комети двома «способами»: пил просто відбиває сонячне світло, а гази поглинають ультрафіолет, в результаті чого іонізуються, і потім випромінюють світло на різній довжині хвиль, видимих з Землі як блакитні. Це явище так само називають флуоресценцією. В результаті хвіст комети розділяється на дві частини. Сонячний вітер розганяє іони до швидкостей в десятки і сотні кілометрів в секунду, тому формується кома першого типу, спрямована майже точно в напрямку від Сонця. Пил розганяється світлом набагато слабкіше, тому вона відстає від іонів, і формує злегка зігнутий хвіст другого типу.

Розмір коми комети Галлея величезний, проте ядро відносно невелика, і має неправильну форму картоплини з розмірами 15 * 8 * 8 км. Детальні зображення, отримані під час космічних місій, свідчать про надзвичайно складної топографії комети: пагорби, западини, гірські хребти, і, ймовірно, кратери. Вчені припускають, що комета Галлея існує вже 10 мільйонів років - за цей час ядро зменшилася в масі на 80-90%. А зараз вона переживає свою «старість» - їй залишилося існувати 100-150 тисяч років, - вона або випаруватися остаточно, чи розпадеться на дрібні уламки, або буде викинута з Сонячної системи.

Як зробити комету своїми руками?

Вам буде потрібно:

вода
Сухий лід
Велика жменю землі або піску
Соєвий соус
нюхальний сіль

У великій і міцний поліетиленовий пакет наливаємо води, перемішуємо з землею, соусом, кладемо сухий лід. Останньою додаємо нюхальну сіль і швидко зав'язуємо пакет, так як починається хімічна реакція з виходом газів. Через хвилину відкриваємо пакет - перед вами той самий «брудний сніжок» - навіть є невеликий паруючий хвіст. А якщо піднести домашню комету до лампи або батареї ... Здогадайтеся самі!