Реферат на тему:

Все про комети

Хвостаті небесні гості — комети завжди при­вертали до себе увагу не тільки спеціалістів, а й найширших кіл людей. У наш час на зміну всіляким марно­вірним уявленням про комети прийшло чітке розуміння природного походження цих своєрідних небесних тіл.

Маленьке ядро діаметром кілька кілометрів — єдина тверда частина комети, і в ньому практично зосереджена вся її маса. Маса комет надто мала й зовсім не впливає на рух планет. А планети спричиняють великі збу­рення в русі комет.

Ядро комети, очевидно, складається із суміші пилинок, твер­дих грудочок речовини й замерзлих газів, таких, як вуглекислий газ, аміак, метан. З наближенням комети до Сонця ядро про­грівається і з нього виділяються гази й пил. Вони утворюють газову оболонку — голову комети. Газ і пил, що входять до складу голови, під дією тиску сонячного випромінювання і кор­пускулярних потоків утворюють хвіст комети, завжди спря­мований у протилежний від Сонця бік (мал. 62).

Чим ближче до Сонця підходить комета, тим вона яскравіша і тим довший її хвіст внаслідок її опромінювання та інтенсив­ного виділення газів. Найчастіше він прямий, тонкий, струмени­стий. У великих і яскравих комет іноді спостерігається широкий, вигнутий віялом хвіст (мал. 63). Деякі хвости досягають у дов­жину відстані від Землі до Сонця, а голова комети — розмірів Сонця. З віддаленням від Сонця вигляд і яскравість змінюються у зворотному порядку і комета зникає з поля зору, досягнувши орбіти Юпітера.

Спектр голови і хвоста комети має звичайно яскраві смути. Аналіз його показує, що голова комети складається в основному з пари вуглецю й ціану, а до складу її хвоста входять іонізо­вані молекули оксиду вуглецю (II) (чадного газу). Спектр ядра комети є копією сонячного спектра, тобто ядро світиться відбитим сонячним світлом. Голова і хвіст світяться холодним світлом, поглинаючи і потім перевипромінюючи сонячну енергію (це різно­вид флуоресценції). На відстані Землі від Сонця комета не га­рячіша, ніж Земля.

Видатний російський учений Ф. О. Бредіхін (1831 —1904) розробив спосіб визначення за кривизною хвоста сили, що діє на його частинки. Він класифікував кометні хвости і пояснив ряд спостережуваних у них явищ на основі законів механіки

й фізики. В останні роки з'ясу­вали, що рух газів у прямих хвостах та злами в них спричи­нені взаємодією іонізованих мо­лекул газів хвоста з потоком частинок (корпускул), який налітає на них від Сонця і який називається сонячним в і т-р о м. Дія сонячного вітру на іони кометного хвоста переви­щує притягання їх Сонцем у тисячі разів. Посилення корот­кохвильової радіації Сонця і корпускулярних потоків викли­кає раптові спалахи яскравості комет.

І в наш час іноді серед населення висловлюються по­боювання, що Земля зіткнеться з кометою. У 1910 р. Земля про­йшла крізь хвіст комети Галлея, де є чадний газ. Однак його домішку в приземному повітрі не вдалось виявити, бо навіть у голові комети гази надзви­чайно розріджені. Зіткнення Зем­лі з ядром комети дуже мало­ймовірне. Можливо, таке зіткнен­ня спостерігалося в 1908 р. як падіння Тунгуського метеорита. При цьому на висоті кількох кіло­метрів стався потужний вибух, повітряна хвиля якого повалила ліс на величезній площі.

Особливий інтерес до комет виник у зв'язку з ви­датною астрономічною подією у 1985—86 pp.— черговим зближенням із Сонцем і Землею знаменитої комети Галлея.

Цю комету було помічено в серпні 1682 року, і одним з перших учених, які її спостерігали, був англійський астроном Едмунд Галлей — один з керівників відомої обсерваторії у Грінвічі, через яку проходить меридіан, прийнятий за нульовий. Згідно з уявленнями, що існу­вали на той час, комети вважалися небесними тілами, що проникають у Сонячну систему іззовні, з міжзоря­ного простору, і після проходження поблизу Сонця знову виходять за її межі. За час існування людства у небі Землі з'являлися сотні комет, але астрономи були пере­конані в тому, що всі вони різні.

Галлей вирішив обчислити орбіти деяких комет, від­носно яких були відповідні дані спостережень. Ця ро­бота, пов'язана з подоланням досить значних для того часу обчислювальних труднощів, забрала близько 20 ро­ків. Галлею вдалося розрахувати орбіти двох десятків комет, що з'являлися в різні роки. При цьому з'ясува­лася дивовижна обставина: орбіти комет 1531 і 1607 pp. були дуже схожі на орбіту комети 1682 року.

Галлей зробив цілком правильний висновок: це одна й та сама комета, що періодично повертається до Сонця

через кожні 75—76 років. Виходячи з цього, він передба­чив, що чергової появи тієї самої комети слід сподіва­тися у 1758 році. І вона справді з'явилася наприкінці 1758 року. Відтоді ця комета носить ім'я Галлея.

Подібно до багатьох інших комет, комета Галлея рухається довкола Сонця по дуже витягнутій еліптичній орбіті, віддаляючись від нього на відстань, що у 18 разів перевищує відстань від Сонця до Землі. При цьому площина, в якій рухається комета, нахилена під кутом 18° до площини земної орбіти. На відміну од планет, які обертаються навколо Сонця у напрямі проти годинни­кової стрілки (якщо дивитися з північного полюсу Землі), комета Галлея переміщується у напрямі за го­динниковою стрілкою, здійснюючи повний оберт у се­редньому за 75—76 років.

Проходячи поблизу Сонця, комета наближається до нього на мінімальну відстань, що становить близько 900 мільйонів кілометрів. У цей момент вона знаходить­ся у точці (так званий перигелій), розташованій між орбітами Меркурія і Венери.

У XX сторіччі комета Галлея зближувалася з Зем­лею у 1909—1911 pp. У ті дні, готуючись до чергової зустрічі з кометою, вчені підрахували, що в ніч з 19 на 20 травня 1910 року Земля пройде крізь її хвіст. Це повідомлення в усьому світі викликало паніку. «Косміч­ного побачення» двох небесних тіл багато хто очікував з великим страхом. Справа в тому, що до складу комет­них хвостів входить отруйний газ ціан. І буквально на кожному кроці можна було почути розмови про майбут­ню світову катастрофу, про те, що отруйні гази комет­ного хвоста згубно вплинуть на все живе на Землі.

Зрозуміло, астрономи знали, що кометні хвости вкрай розріджені і не можуть становити реальної небезпеки для жителів Землі, які до того ж захищені атмосферною оболонкою. І все ж «кометні страхи» охопили мало не весь світ. До того ж релігійні люди пов'язували майбутню астрономічну подію з уявленнями про «страшний суд», про начебто прийдешню загибель світу, що її не раз передрікали різні релігійні пророки. На вулицях багатьох міст служили молебні, християнські духівни­ки не встигали сповідувати всіх бажаючих, а мусуль­манські мулли закликали правовірних до посту й мо­литов.

Справді, близько 18 травня Земля пройшла крізь хвіст комети Галлея, але цього навіть ніхто не помітив. Більш того, проведені спеціальні вимірювання не„ ви­явили ніяких змін у звичайному хімічному складі пові­тряної оболонки Землі. Це стало ще одним свідченням надзвичайної розрідженості кометних хвостів.

Цікаво, що у величезній більшості випадків комети являють собою порівняно недовговічні небесні тіла. Про­ходячи поблизу великих планет, вони зазнають на собі їх сильне тяжіння і під його дією поступово руйнуються. Виходячи з усього, комета Галлея в виключенням з цьо­го правила. Свідчення про її появи простежуються за деякими даними аж до 240 року до нашої ери, тобто протягом більш ніж двох тисячоліть. На пам'яті люд­ства немає жодної іншої комети, появи якої вдалося б простежити так далеко у глибину століть.

Найімовірніше «живучість» комети Галлея певною мірою пояснюється тією обставиною, що площина її орбіти помітно нахилена до площини, в якій рухаються планети. Крім того, чимале значення має зворотний порівняно з планетами напрям її руху. Внаслідок цього вона досить швидко «розходиться» із «зустрічними» планетами паралельними курсами і зазнає дії їх руй­нівного тяжіння лише протягом порівняно коротких проміжків часу. Крім того, завдяки великому періоду обертання комети Галлея, її зближення з планетами повторюються відносно рідко. Проте, збурення орбіти комети Галлея все ж відбуваються і це позначається на періоді її обертання: він коливається від 74 до 79 років.

Свого часу астрономи навчилися за законом тяжіння розраховувати орбіти комет якнайточніше, беручи до уваги при цьому всі можливі впливи з боку інших тіл Сонячної системи. Однак «небесні гості» чомусь уперто не бажали йти за обчисленим ученими «розкладом» їхнього руху. Стало зрозуміло, що вплив на рух комет справляють не тільки сили тяжіння, а й якісь інші сили, що мають іншу фізичну природу.

Характер цих сил вдалося з'ясувати лише в середині нинішнього сторіччя, коли астрономи дійшли висновку, що вони е силами реактивної дії. Гази, що викидаються кометними ядрами, створюють реактивний ефект, хоча й порівняно невеликий, але достатній для того, щоб спра­вити певний вплив на рух комет.

Отже, можна стверджувати, що кометні ядра скла­даються із замерзлих газів — точніше з брудного льоду чи снігу. Це в основному звичайний водяний лід, а та­кож лід з вуглекислого газу і окису вуглецю. Приблизно одну третину маси кометних ядер становлять різні кам'я­нисті речовини.

Коли комета наближається до Сонця на відстань близько 600—700 млн. кілометрів, то під впливом со­нячного випромінювання гази, що містяться у її ядрі, починають виділятися, виносячи назовні кам'янисті й льодові частинки, які тут же випаровуються, огортаю­чи ядро туманною оболонкою — атмосферою комети. Ця оболонка безперервно розсіюється у безповітряному космічному просторі, водночас поповнюючись газами, що виділяються з ядра. Під дією сонячного вітру — части­нок, що летять від Сонця,— і світлового тиску сонячних променів кометні гази і тверді частинки летять у бік, протилежний Сонцю, утворюючи світний хвіст. Коли ж комета віддаляється від Сонця, її хвіст поступово роз­сіюється у просторі.

Комети — надзвичайно цікаві для науки космічні об'єкти. Віддаляючись на великі відстані від Сонця, що у 7—10 разів перевищують відстань Землі від нашого денного світила, комети зазнають фізичних впливів, що змінюють їх стан. Спостерігаючи ці зміни, можна визна­чати фізичні умови у просторі Сонячної системи. Отже, комети можуть бути своєрідними створеними самою природою зондами, які дають можливість дістати унікальну інформацію про фізичні процеси, що відбу­ваються у міжпланетному просторі.

Крім того, великий науковий інтерес становить ви­вчення будови і складу кометних ядер, оскільки згідно 8 деякими припущеннями, матеріал кометних ядер — це та первісна речовина, з якої формувалися у віддаленому минулому планети Сонячної системи.

У період чергового зближення комети Галлея з Сон­цем і Землею у 1985—1986 pp. було проведено унікальну операцію — проект «Вега», в ході ян*го здійснювалось вивчення цієї комети космічними апаратами.

У проекті разом з радянськими вченими взяли участь учені соціалістичних країн, а також Франції, Австрії і ФРН.

Наприкінці грудня 1984 року з одного з радянських космодромів з інтервалом у кілька днів стартували дві радянські міжпланетні станції. Вони спочатку до­ставили дослідницьку апаратуру до планети Венера, а потім продовжили політ для зближення з кометою Галлея. У березні 1986 року обидві станції пройшли поблизу ядра комети Галлея, здійснивши великий комплекс спо­стережень, а слідом за ними станція «Джотто» Європей­ського космічного агентства і дві японські станції «Піонер-А» і «Піонер». Аналіз здобутих даних показав, що ядро комети Галлея, виходячи з усього, виявилося монолітним тілом неправильної форми, розміром приблизно 7,5 X 8,2 X ХІ6 км. Воно вкрите тугоплавкою темною кіркою, зав­товшки близько 1 см, крізь яку час од часу прориваються водяні пари 1 гази. Температура поверхні цієї кірки становить 300—400 К. Що ж до температури самого ядра, то вона, як виявилося, дорівнює 100 градусів за Цельсієм. Ядро обертається навколо своєї осі, здійсню­ючи повний оберт за 50—56 год.

Космічні дослідження, як видно, підтвердили уявлен­ня про льодову природу космічних ядер, хоча ряд питань щодо будови цих об'єктів залишається нез'ясованим і є предметом наукових дискусій. Неодноразово висловлювалося припущення про те, що комети можуть бути своєрідними переносниками життя. Тому особливо великий інтерес становила відпо­відь на питання про наявність у складі ядра комети Галлея органічних речовин.

Внаслідок обробки результатів досліджень складу кометного пилу, виконаних з борту космічного апарата «Вега-1» було виявлено органічні молекули, в тому числі такі, які містили вуглець і водень; вуглець, азот і во­день; вуглець, кисень і водень і т. д. Молекул нуклеїно­вих кислот виявлено не було, проте не виключено, що, потрапляючи в тепле водяне середовище, органічні молекули, що містяться в складі комети, можуть утво­рювати ці кислоти.