Комета Галлея

Несмотря на огромный размер комы, ядро кометы Галлея относительно мало и имеет неправильную форму картофелины с размерами 15×8×8 км. Его масса также относительно мала, около 2,2·10¹⁴ кг, при средней плотности около 600 кг/м³, что, вероятно, означает, что ядро состоит из большого числа слабо связанных фрагментов, образующих груду обломков. Наземные наблюдения за яркостью комы показывают, что сидерический период обращения кометы Галлея составляет около 7,4 дней, однако изображения, полученные различными космическими аппаратами, а также наблюдения за струями и оболочкой свидетельствуют о том, что период составляет 52 часа. Поскольку ядро кометы имеет нерегулярную форму, его вращение также является, вероятно, довольно сложным. Хотя во время космических миссий были получены детальные изображения лишь около 25 % поверхности ядра кометы Галлея, они свидетельствуют о чрезвычайно сложной топографии с холмами, впадинами, горными хребтами и по крайней мере одним кратером.

Аппарат «Джотто» обеспечил  первое свидетельство в пользу гипотезы Уиппла о том, что ядра комет представляют собой «грязные снежки». Уиппл предположил, что кометы являются ледяными объектами, которые нагреваются при приближении к Солнцу, что приводит к сублимации льда (прямому превращению вещества из твёрдого состояния в газообразное) на поверхности, при этом струи летучих веществ разлетаются во все стороны, образуя кому. «Джотто» показал, что эта модель в целом верна, хотя требует ряд поправок. Например, альбедо кометы Галлея составляет всего около 4 %, что означает, что она отражает только 4 % падающего на неё света. Такое малое отражение можно ожидать скорее от куска угля, чем от снежка. Поэтому, несмотря на то, что наблюдателям с Земли комета Галлея кажется ослепительно-белой, её ядро на самом деле угольно-чёрное. Температура поверхности испаряющегося «чёрного льда» должна была бы варьироваться в пределах от 170 К (−103 °C) при высоком альбедо, до 220 К (−53 °C) при низком альбедо, однако измерения аппарата «Вега-1» показали, что температура поверхности кометы Галлея на самом деле находится в пределах 300—400 К (+30…+130 °C). Это свидетельствует о том, что активны только 10 процентов поверхности ядра, и что большая её часть покрыта слоем тёмной пыли, которая поглощает тепло. Все эти наблюдения свидетельствуют, что комета Галлея в основном состоит из нелетучих материалов, и поэтому скорее представляет собой «комок грязи со снегом», чем «грязный снежок».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1910 год. Земля  проходит через хвост кометы  Галлея

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 22,5 млн км, это позволило оценить, что его размеры составляют менее 20—30 км. Длина хвоста кометы Галлея превышала 30 млн. км [6]. 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.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исследования 1986

Появление кометы в 1986 году было одним из самых незрелищных  за всю историю. В феврале 1986 года, во время прохождения перигелия  Земля и комета Галлея были по разную сторону от Солнца, что не позволило наблюдать комету в период наибольшей яркости, когда размер её хвоста был максимален. Кроме того, из-за возросшего со времени последнего появления светового загрязнения вследствие урбанизации большинство населения вообще не смогло наблюдать комету. Вдобавок, когда в марте и апреле комета была достаточно яркой, она была почти не видна в Северном полушарии Земли. Приближение кометы Галлея было впервые зарегистрировано астрономами Джуиттом и Даниельсоном 16 октября 1982 года с помощью 5,1-м телескопа Хейла Паломарской обсерватории с ПЗС-матрицей. Первым человеком, визуально наблюдавшим комету во время её возвращения 1986 года, стал астроном-любитель Стивен Джеймс О’Меара, который 24 января 1985 года с вершины горы Мауна-Кеа с помощью самодельного 60-см телескопа смог обнаружить гостью, имевшую в это время звёздную величину 19,6. Стивен Эдберг  и Чарльз Моррис первыми смогли увидеть комету Галлея невооружённым взглядом. С 1984 по 1987 год проходили две программы по наблюдениям кометы: советская СоПроГ и международная программа The International Halley Watch (IHW) [7, c. 58].

Уровень развития космонавтики к этому времени предоставил учёным возможность исследовать комету в непосредственной близости, для чего было запущено несколько космических аппаратов. Мимо кометы, после окончания программы исследования Венеры, пролетели советские межпланетные станции «Вега-1» и «Вега-2» (название аппаратов расшифровывается как «Венера — Галлей» и указывает на маршрут аппарата и цели его исследования). «Вега-1» начала передавать изображения кометы Галлея 4 марта 1986 года с расстояния 14 млн км, именно с помощью этого аппарата удалось впервые в истории увидеть ядро кометы. «Вега-1» пролетела мимо кометы 6 марта на расстоянии 8879 км. Во время пролёта космический аппарат подвергся сильному воздействию кометных частиц при скорости столкновения ~78 км/с, в результате чего мощность солнечных батарей упала на 45 %, но сохранил работоспособность. «Вега-2» пролетела мимо кометы на расстоянии 8045 км 9 марта [8, c. 14]. В общей сложности оба аппарата передали на Землю более 1500 изображений. Данные измерений двух советских станций были в соответствии с совместной программой исследований использованы для коррекции орбиты космического зонда Европейского космического агентства «Джотто», который смог 14 марта подлететь ещё ближе, на расстояние 605 км (к сожалению, ранее, на расстоянии около 1200 км, из-за столкновения с фрагментом кометы вышла из строя телекамера «Джотто», и аппарат потерял управление). Определённый вклад в изучение кометы Галлея внесли также два японских аппарата: «Суйсэй» (пролёт 8 марта, 150 тысяч км) и «Сакигакэ» (10 марта, 7 млн км, использовался для наведения предыдущего аппарата). Пять космических аппаратов, исследовавших комету, получили неофициальное название «Армада Галлея».

На основе данных, собранных самым большим в то время орбитальным ультрафиолетовым телескопом «Астрон» (СССР) при наблюдении кометы Галлея в декабре 1985 года, группа советских учёных разработала модель кометной комы. Комета наблюдалась из космоса также с помощью аппарата «Международный исследователь комет» (International Cometary Explorer), который был выведен из точки Лагранжа L1 на гелиоцентрической орбите для встречи с кометой 21P/Джакобини — Циннера и кометой Галлея.

Исследования кометы Галлея были включены в программу  двух миссий космического челнока «Челленджер» (STS-51L и STS 61-E [планировалась на март 1986 года]), однако катастрофа «Челленджера» во время старта первой миссии 28 января 1986 года привела к гибели корабля и семи астронавтов. Космическая платформа для изучения комет «ASTRO-1», которую должна была запустить вторая миссия, в связи с приостановкой после катастрофы американской программы пилотируемых полётов, была выведена на орбиту лишь в декабре 1990 года миссией «Колумбии» STS-35.

После 1986 года

12 февраля 1991 года на  расстоянии 14,4 а. е. у кометы Галлея внезапно произошёл выброс вещества, продолжавшийся несколько месяцев и высвободивший облако пыли около 300 000 км в поперечнике. Комета Галлея последний раз наблюдалась 6—8 марта 2003 года тремя «Очень большими телескопами» ESO в Серро-Параналь, Чили, когда её звёздная величина составляла 28,2 и она прошла 4/5 расстояния до самой дальней точки орбиты. Эти телескопы наблюдали комету при рекордных для комет расстоянии (28,06 а. е. или 4200 млн км) и звёздной величине, чтобы отработать методы поиска очень тусклых транснептуновых объектов. Теперь астрономы могут наблюдать комету в любой точке её орбиты. Комета достигнет афелия в декабре 2023 года, после чего начнёт снова сближаться с Солнцем.

Следующее прохождение  кометы Галлея через перигелий ожидается 28 июля 2061 года, когда её расположение будет более удобным для наблюдения, чем во время прохождения в 1985—1986 гг., поскольку она в перигелии будет с той же стороны от Солнца, что и Земля. Ожидается, что её видимая звёздная величина будет −0,3 по сравнению с +2,1 в 1986 году. 9 сентября 2060 комета Галлея пройдёт на расстоянии 0,98 а. е. от Юпитера, и затем 20 августа 2061 года приблизится на расстояние 0,0543 а. е. (8,1 млн км) к Венере. В 2134 году ожидается, что комета Галлея пройдёт на расстоянии 0,09 а. е. (13,6 млн км) от Земли. Её видимая величина во время этого появления будет около −2,0.

 

 

 

 

 

 

Заключение

Комета Галлея стала первой, открытой "на кончике пера" короткопериодической кометой. Честь величайшего открытия принадлежит английскому ученому Э. Галлею. Тщательные расчеты движения этой кометы, выполненные впоследствии астрономами Клеро, Лаландом и Лепот, дали результаты, которые полностью подтвердились, когда комета, совершив полный оборот вокруг Солнца, вновь появилась перед изумленными наблюдателями в марте 1759 г. Это был настоящий триумф закона всемирного тяготения, открытого Ньютоном, а за кометой после этого прочно закрепилось название кометы Галлея, предсказавшего ее появление.

Комплексные исследования кометы Галлея как с  Земли, так и из космоса, помогут  пролить свет на возможную функцию  кометных ядер – оказывать влияние на зарождение и развитие жизни на Земле. Это могло произойти, так как ядра комет довольно часто сталкивались с Землей, особенно на ранних стадиях развития планетной системы.

Ученые полагают, что кометы позволят изучить первичное  вещество Солнечной системы в  сравнительно неизменном состоянии, поскольку они, в противоположность планетам, не подвергались глубоким структурным изменениям в результате воздействия силы тяжести, тепла и вулканической деятельности. Предполагается, что ядра комет состоят из реликтового вещества и образовались путем аккреции (слипания) еще до того времени, когда сформировались планеты, т. е. около 4,6 миллиарда лет тому назад. Следовательно, кометы хранят "золотой ключик" от дверцы, за которой находится тайна происхождения более крупных тел Солнечной системы.

 

Список использованных источников

 

1. К. Томита. Беседы о кометах. -  М.: Знание, 1982. – 318 с.
2. Д. Н. Пономарев. Комета Галлея. - М.: Знание, 1984. – 48 с.
3. Н. А. Беляев, К. И. Чурюмов. Комета Галлея и ее наблюдение. -  М.: Наука, 1985. - с. 56.
4. Б. Ю. Левин, А. Н. Симоненко. Комета Галлея. - М.: Знание, 1984. - 64 с.
5. В мире науки № 11. – М.: Мир, ноябрь 1988. – с. 50 – 57.
6. Л. С. Марочник, Г. А. Скуридин. На встречу с кометой Галлея. Москва, 1982 г.
7. Н. Колдер. Комета надвигается. - М.: Мир, 1984. – 176 с.
8. Марочник Л. С. Экспедиция к комете Галлея. — М.: Знание, 1987. — 64 с. — (Новое в жизни, науке, технике. Подписная научно-популярная серия «Космонавтика, астрономия»).