Көметайлар: Ғарыштық мұз денелері мен олардың құйрықтары

Кіріспе

Газ шығаратын ғарыштағы табиғи нысан – астрономиялық нысан.

Комета – Күн жүйесіне жақын келгенде жылынып, газ шығара бастайтын мұзды, кішкентай дене. Бұл ядроның төңірегінде кеңейтілген, гравитациялық байланысы жоқ атмосфераны немесе команы, ал кейде комадан газ бен шаңнан тұратын құйрықты қалыптастырады. Бұл құбылыстар Күн сәулеленуінің және Күн желiнiң плазмасының комета ядросына тигізетін әсерінен туындайды. Комета ядросының көлденеңі бірнеше жүз метрден ондаған шақырымға дейін жетеді және мұз, шаң және кішкентай тас бөлшектерінен құралған. Кома Жер диаметрінен 15 есе үлкен болуы мүмкін, ал құйрығы бір астрономиялық бірліктен асып кетеді. Егер комета жеткілікті жақын және жарқын болса, оны телескопсыз Жерден көруге болады және ол аспанда 30° (60 Ай) көлбеу бұрышпен көрінеді. Кометалар көптеген мәдениеттер мен діндерде ежелгі заманнан бері байқалып, жазылып келген. Кометалардың орбиталары көбінесе эксцентрикалық эллипстік болады және олардың орбиталық периоды бірнеше жылдан бірнеше миллион жылға дейін өзгереді. Қысқа мерзімді кометалар Нептун орбитасынан тыс орналасқан Койпер белдеуінен немесе оған байланысты шашыраңқы дискіден пайда болады. Ұзақ мерзімді кометалар Оорт бұлтынан шыққан деп саналады, ол Күйпер белдеуінен тыс жерден ең жақын жұлдызға дейін созылған мұзды денелердің шар тәрізді бұлты. Ұзақ мерзімді кометалар өтетін жұлдыздардың және галактикалық толқынның гравитациялық бұзылыстарынан Күнге қарай қозғалады. Гиперболалық кометалар ішкі Күн жүйесінен бір рет өтіп, жұлдызаралық кеңістікке ұшып кетеді. Кометаның пайда болуы аян деп аталады. Күнге көп рет жақындаған жойылған кометалар ұшқыш мұздары мен шаңын жоғалтып, кішкентай астероидтарға ұқсауы мүмкін. Астероидтардың кометалардан өзгеше пайда болғаны есептеледі, олар Күн жүйесінің сыртқы бөлігінде емес, Юпитер орбитасының ішінде қалыптасқан. Алайда, негізгі белдеудегі кометалар мен белсенді кентаврлардың кіші планеталарының табылуы астероидтар мен кометалар арасындағы шекараны нашарлатты. 21-ші ғасырдың басында ұзақ мерзімді кометалық орбиталары бар, бірақ ішкі Күн жүйесінің астероидтарына тән қасиеттері бар кейбір кіші денелер табылғанда, оларды Манкс кометалары деп атады. Олар әлі де C/2014 S3 (PANSTARRS) сияқты кометалар ретінде жіктеледі. 2013 жылдан 2017 жылға дейін 27 Манкс кометасы табылды.

A comet is an icy, small Solar System body that warms and begins to release gases when passing close to the Sun, a process called outgassing. This produces an extended, gravitationally unbound atmosphere or coma surrounding the nucleus, and sometimes a tail of gas and dust gas blown out from the coma. These phenomena are due to the effects of solar radiation and the outstreaming solar wind plasma acting upon the nucleus of the comet. Comet nuclei range from a few hundred meters to tens of kilometers across and are composed of loose collections of ice, dust, and small rocky particles. The coma may be up to 15 times Earth's diameter, while the tail may stretch beyond one astronomical unit. If sufficiently close and bright, a comet may be seen from Earth without the aid of a telescope and can subtend an arc of up to 30° (60 Moons) across the sky. Comets have been observed and recorded since ancient times by many cultures and religions. Comets usually have highly eccentric elliptical orbits, and they have a wide range of orbital periods, ranging from several years to potentially several millions of years. Short period comets originate in the Kuiper belt or its associated scattered disc, which lie beyond the orbit of Neptune. Long period comets are thought to originate in the Oort cloud, a spherical cloud of icy bodies extending from outside the Kuiper belt to halfway to the nearest star. Long period comets are set in motion towards the Sun by gravitational perturbations from passing stars and the galactic tide. Hyperbolic comets may pass once through the inner Solar System before being flung to interstellar space. The appearance of a comet is called an apparition. Extinct comets that have passed close to the Sun many times have lost nearly all of their volatile ices and dust and may come to resemble small asteroids. Asteroids are thought to have a different origin from comets, having formed inside the orbit of Jupiter rather than in the outer Solar System. However, the discovery of main belt comets and active centaur minor planets has blurred the distinction between asteroids and comets. In the early 21st century, the discovery of some minor bodies with long period comet orbits, but characteristics of inner solar system asteroids, were called Manx comets. They are still classified as comets, such as C/2014 S3 (PANSTARRS). Twenty seven Manx comets were found from 2013 to 2017.

2021 жылға қарай 4,584 комета белгілі. Дегенмен, бұл кометалардың барлық әлеуетті санының өте шағын бөлігін құрайды, өйткені Күн жүйесінің сыртқы бөлігіндегі кометаға ұқсас денелердің резервуары (Оорт бұлтында) шамамен бір триллионға жетеді. Жыл сайын шамамен бір кометаны қарулы көзбен көруге болады, бірақ олардың көпшілігі әлсіз және көзге көрінбейді. Әсіресе жарқын мысалдар "үлкен кометалар" деп аталады. Кометаларды зерттеу үшін НАСА-ның Deep Impact сияқты ұшқышсыз ғарыш зондтары Tempel 1 кометасының кратерін жасап, оның ішкі құрылымын зерттеді, ал Еуропалық Ғарыш агенттігінің Rosetta кометаға роботты ғарыш кемесін қондырған алғашқы ғарыш кемесі болды.

Этимология

Комета сөзі көне ағылшын тіліндегі cometa сөзінен шыққан, ол латын тіліндегі comēta немесе comētēs сөзінен келген. Бұл, өз кезегінде, грек тіліндегі κομήτης сөзінің латын әрпіне көшірілген түрі, мағынасы "ұзын шашты". Оксфорд ағылшын сөздігі (Oxford English Dictionary) кометей термині грек тілінде бұрыннан "ұзын шашты жұлдыз, комета" дегенді білдіргенін көрсетеді. Κομήτης сөзі κομᾶν (koman) "шашын ұзын өсіру" сөзінен туындаған, ол өз кезегінде κόμη (komē) "бас шашы" сөзінен алынған және "кометтің құйрығын" білдіру үшін қолданылған. Кометалардың астрономиялық символы (Unicode-та бейнеленген) – үш шаш тәрізді созылмалары бар кішкентай дискіден тұрады.

Ядро

Кометаның қатты, ядролық құрылымы ядро деп аталады. Кометалық ядролар тас, шаң, су мұзы, мұздалған көмірқышқыл газы, көміртек оксиді, метан және аммиактан тұрады. Осылайша, олар Фред Уипплдің моделі бойынша «қоқыс қар шары» деп сипатталады. Шаңы көп кометалар «мұздай топырақ шарлары» деп аталады. «Мұздай топырақ шарлары» термині 2005 жылдың шілдесінде NASA Deep Impact миссиясы жіберген «импактор» зондымен 9P/Tempel 1 кометасының соқтығысуын байқағаннан кейін пайда болды. 2014 жылы жүргізілген зерттеулер кометалардың беті органикалық қосылыстармен араластырылған тығыз кристалдық мұздан тұратынын, ал ішкі мұзы суық және тығыздығы аз, «теңізде пісірілген мұз» сияқты екенін көрсетті. 2009 жылы аминқышқылы глициннің NASA-ның Stardust миссиясы арқылы комета шаңынан табылғаны расталды. 2011 жылдың тамызында NASA-ның Жерде табылған метеориттерді зерттеуіне негізделген баяндамада ДНК және РНК компоненттерінің (аденин, гуанин және байланысты органикалық молекулалар) астероидтар мен кометаларда пайда болуы мүмкін екендігі айтылды. Кометалық ядролардың сыртқы беттерінің альбедосы өте төмен, сондықтан олар Күн жүйесіндегі ең аз шағылыстыратын нысандардың бірі болып табылады. Giotto ғарыш зонды Галлей кометасының (1P/Halley) ядросы оған түсетін жарықтың шамамен төрт пайызын шағылыстыратынын анықтады, ал Deep Space 1 комета Бореллидің беті 3,0%-дан аз шағылыстыратынын анықтады.

The solid, core structure of a comet is known as the nucleus. Cometary nuclei are composed of an amalgamation of rock, dust, water ice, and frozen carbon dioxide, carbon monoxide, methane, and ammonia. As such, they are popularly described as "dirty snowballs" after Fred Whipple's model. Comets with a higher dust content have been called "icy dirtballs". The term "icy dirtballs" arose after observation of Comet 9P/Tempel 1 collision with an "impactor" probe sent by NASA Deep Impact mission in July 2005. Research conducted in 2014 suggests that comets are like "deep fried ice cream", in that their surfaces are formed of dense crystalline ice mixed with organic compounds, while the interior ice is colder and less dense. In 2009, it was confirmed that the amino acid glycine had been found in the comet dust recovered by NASA's Stardust mission. In August 2011, a report, based on NASA studies of meteorites found on Earth, was published suggesting DNA and RNA components (adenine, guanine, and related organic molecules) may have been formed on asteroids and comets. The outer surfaces of cometary nuclei have a very low albedo, making them among the least reflective objects found in the Solar System. The Giotto space probe found that the nucleus of Halley's Comet (1P/Halley) reflects about four percent of the light that falls on it, and Deep Space 1 discovered that Comet Borrelly's surface reflects less than 3.0%;

Comet nuclei with radii of up to have been observed, but ascertaining their exact size is difficult. The nucleus of 322P/SOHO is probably only in diameter. A lack of smaller comets being detected despite the increased sensitivity of instruments has led some to suggest that there is a real lack of comets smaller than across. Known comets have been estimated to have an average density of Because of their low mass, comet nuclei do not become spherical under their own gravity and therefore have irregular shapes. Roughly six percent of the near Earth asteroids are thought to be the extinct nuclei of comets that no longer experience outgassing, including 14827 Hypnos and 3552 Don Quixote. Results from the Rosetta and Philae spacecraft show that the nucleus of 67P/Churyumov–Gerasimenko has no magnetic field, which suggests that magnetism may not have played a role in the early formation of planetesimals. Further, the ALICE spectrograph on Rosetta determined that electrons (within above the comet nucleus) produced from photoionization of water molecules by solar radiation, and not photons from the Sun as thought earlier, are responsible for the degradation of water and carbon dioxide molecules released from the comet nucleus into its coma. Instruments on the Philae lander found at least sixteen organic compounds at the comet's surface, four of which (acetamide, acetone, methyl isocyanate and propionaldehyde) have been detected for the first time on a comet. +Properties of some comets Name Dimensions(km) Density(g/cm3) Mass(kg)Refs Halley's Comet 15 × 8 × 8 0.6 3 Tempel 1 7.6 × 4.9 0.62 7.9 19P/Borrelly 8 × 4 × 4 0.3 2.0 67P/Churyumov–Gerasimenko 4.1 × 3.3 × 1.8 0.47 1.0

Радиусы 3,0 км-ге дейін комета ядролары байқалды, бірақ олардың нақты өлшемдерін анықтау қиын. 322P/SOHO ядросының диаметрі шамамен 500 метр ғана. Аспаптардың сезімталдығы артқанына қарамастан, кішірек кометалардың сирек кездесуі кейбіреулерді олардың 500 метрден кіші кометалардың жетіспеушілігінен туындағанын ойлауға итерді. Белгілі кометалардың орташа тығыздығы шамамен 0,7 г/см³. Олардың массасы аз болғандықтан, комета ядролары өз гравитациясының әсерінен шар тәрізді болмайды және олардың пішіні дұрыссыз болады. Жерге жақын астероидтердің шамамен алты пайызы, 14827 Hypnos және 3552 Don Quixote сияқты, енді газ шығаруды тоқтатқан кометалардың жойылған ядролары деп есептеледі. Rosetta және Philae ғарыш кемелерінің нәтижелері 67P/Churyumov–Gerasimenko ядросының магнит өрісі жоқ екенін көрсетті, бұл магнетизм планеталардың ерте қалыптасуында маңызды рөл атқармағанын көрсетеді. Сонымен қатар, Rosetta-дағы ALICE спектрографы су молекулаларының күн сәулесінен фотоиондалуынан пайда болған электрондар (комета ядросынан 100 км биіктікте) комета ядросынан шыққан су мен көмірқышқыл газы молекулаларының ыдырауына жауапты екенін анықтады, бұрын ойлағандай, Күннен фотондар емес. Philae қондырғышындағы құралдар комета бетінде кем дегенде он алты органикалық қосылысты тапты, оның төртеуі (ацетамид, ацетон, метил изоцианат және пропиональдегид) кометада алғаш рет анықталды.

+Кейбір кометалардың қасиеттері

| Атауы | Өлшемі (км) | Тығыздығы (г/см³) | Массасы (кг) | Сілтемелер |
|---|---|---|---|---|
| Галлей кометасы | 15 × 8 × 8 | 0,6 | 3 × 10¹⁴ | |
| Темпель 1 | 7,6 × 4,9 | 0,62 | 7,9 × 10¹² | |
| 19P/Borrelly | 8 × 4 × 4 | 0,3 | 2,0 × 10¹² | |
| 67P/Churyumov–Gerasimenko | 4,1 × 3,3 × 1,8 | 0,47 | 1,0 × 10¹² | |

Кома

Осылайша шығарылған шаң мен газдар кометаның айналасында "кома" деп аталатын өте үлкен және өте жұқа атмосфераны құрайды. Күн сәулеленуі мен күн желінің комаға түсіретін күші, Күннен қашықтаған үлкен "құйрықты" қалыптастырады. Кома әдетте су мен шаңнан тұрады, ал комета Күннен 3-4 астрономиялық бірлікте (450 000 000 – 600 000 000 км; 280 000 000 – 370 000 000 миль) болғанда, ядродан шығатын ұшқыш заттардың 90%-ын су құрайды. Бастапқы молекула негізінен фотодиссоциация арқылы, ал одан әлдеқайда аз мөлшерде фотоионизация арқылы жойылады, күн желінің суды жоюдағы рөлі фотохимияға қарағанда шамалы. Кометалардың қатты ядросы көлденеңінен әдетте кішкентай болса да, кома мыңдаған немесе миллиондаған километрге созылуы мүмкін, кейде Күннен де үлкен болады. Мысалы, 2007 жылдың қазан айында болған жарылыстан кейін бір айдай уақыт өткенде, 17P/Холмс кометасының шаң атмосферасы қысқа мерзімге Күннен үлкен болды. 1811 жылғы Ұлы кометаның диаметрі шамамен Күн диаметріне тең болды. Кома өте үлкен болуы мүмкін, бірақ оның көлемі Күн орбитасынан Марстың орбитасын кесіп өткен кезде азаяды. Көптеген кометалар телескопсыз көруге тым әлсіз, бірақ әр он жыл сайын бірнешеуі қалың көзбен көруге болатындай жарқырап шығады. Кейде кометада газ бен шаңның күрт және кенеттен жарылысы болуы мүмкін, бұл кезде команың көлемі қысқа мерзімге едәуір артады. Бұл 2007 жылы Холмс кометасында болды. 1996 жылы кометалардың рентген сәулелерін шығаратыны анықталды. Бұл астрономдарды қатты таң қалдырды, өйткені рентген сәулелері әдетте жоғары температуралы денелермен байланысты. Рентген сәулелері кометалар мен күн желінің өзара әрекеттесуінен пайда болады: жоғары зарядталған күн желінің иондары комета атмосферасы арқылы ұшқанда, олар комета атомдары мен молекулаларымен соқтығысып, "заряд алмасу" деп аталатын процесте атомнан бір немесе бірнеше электрондарды "ұрлап алады". Электронның күн желінің ионына алмасуы немесе ауысуы, ионның негізгі күйіне деэкцитациялануымен бірге рентген сәулелері мен алыс ультракөк сәуле фотондарының шығарылуымен жалғасады.

The streams of dust and gas thus released form a huge and extremely thin atmosphere around the comet called the "coma". The force exerted on the coma by the Sun's radiation pressure and solar wind cause an enormous "tail" to form pointing away from the Sun. The coma is generally made of water and dust, with water making up to 90% of the volatiles that outflow from the nucleus when the comet is within 3 to 4 astronomical units (450,000,000 to 600,000,000 km; 280,000,000 to 370,000,000 mi) of the Sun. The parent molecule is destroyed primarily through photodissociation and to a much smaller extent photoionization, with the solar wind playing a minor role in the destruction of water compared to photochemistry. Although the solid nucleus of comets is generally less than across, the coma may be thousands or millions of kilometers across, sometimes becoming larger than the Sun. For example, about a month after an outburst in October 2007, comet 17P/Holmes briefly had a tenuous dust atmosphere larger than the Sun. The Great Comet of 1811 had a coma roughly the diameter of the Sun. Even though the coma can become quite large, its size can decrease about the time it crosses the orbit of Mars around from the Sun. Most comets are too faint to be visible without the aid of a telescope, but a few each decade become bright enough to be visible to the naked eye. Occasionally a comet may experience a huge and sudden outburst of gas and dust, during which the size of the coma greatly increases for a period of time. This happened in 2007 to Comet Holmes. In 1996, comets were found to emit X rays. This greatly surprised astronomers because X ray emission is usually associated with very high temperature bodies. The X rays are generated by the interaction between comets and the solar wind: when highly charged solar wind ions fly through a cometary atmosphere, they collide with cometary atoms and molecules, "stealing" one or more electrons from the atom in a process called "charge exchange". This exchange or transfer of an electron to the solar wind ion is followed by its de excitation into the ground state of the ion by the emission of X rays and far ultraviolet photons.

Бұғана соққысы

Арқалық шоктар Күн желінің кометалық ионосферамен өзара әрекеттесуі нәтижесінде пайда болады, ал ионосфера кометадағы газдардың иондануы арқылы құрылады. Комета Күнге жақындағанда, газ шығару жылдамдығының артуы кометаның қабығының (кома) кеңеюіне себеп болады, ал күн сәулесі қабықтағы газдарды иондайды. Күн желі осы иондалған қабықтан өткенде арқалық шоқ пайда болады. Алғашқы байқаулар 1980 және 1990 жылдары бірнеше ғарыш кемелері 21P/Giacobini–Zinner, 1P/Halley және 26P/Grigg–Skjellerup кометаларынан өтіп бара жатқанда жасалды. Содан кейін кометалардың арқалық шоқтары, мысалы, Жерде байқалатын планеталық арқалық шоқтарға қарағанда кеңірек және біртіндеп болатыны анықталды. Бұл байқаулардың бәрі перигелийге жақын, арқалық шоқ толыққанды дамыған кезде жасалды. "Розетта" ғарыш кемесі 67P/Чурюмов–Герасименко кометасының арқалық шоғының дамуының ерте сатысында, комета Күнге қарай жылжу кезінде газ шығарудың артуымен бірге байқады. Бұл жас арқалық шоқ "жаңа туған арқалық шоқ" деп аталды. Жаңа туған арқалық шоқ асимметриялық және ядроға дейінгі қашықтыққа қарағанда толық дамыған арқалық шоқтан кеңірек.

Құйрықтары

Күн жүйесінің сыртқы бөлігінде кометалар мұздай тоңған, белсенді емес күйде қалады және олардың кішкентай өлшемдеріне байланысты Жерден анықтау өте қиын, тіпті мүмкін емес. Кейпер белдеуіндегі белсенді емес комета ядроларының статистикалық байқаулары Хаббл ғарыш телескопының бақылаулары арқылы жарияланған, бірақ бұл байқаулар күмәнді. Комета Күн жүйесінің ішкі бөлігіне жақындағанда, күн сәулесі комета ішіндегі ұшқыш заттарды буланыстырады және ядродан шығып, шаңды бірге алып кетеді. Шаң мен газдың әрқайсысы өзінің ерекше құйрығын жасайды, олардың бағыттары сәл өзгеше болады. Шаң құйрығы кометаның орбитасында қалып, II типті немесе шаң құйрығы деп аталатын иісті құйрық түзеді. Кейде – мысалы, Жер кометаның орбиталық жазықтығынан өтетін кезде – иондық және шаң құйрықтарына қарама-қарсы бағытталған антиқұйрық байқалуы мүмкін. Антиқұйрықтарды байқау күн желiнiң ашылуына маңызды үлес қосты. Иондық құйрық, комедағы бөлшектердің күннің ультракөк сәулесімен иондануының нәтижесінде пайда болады. Бөлшектер иондалғаннан кейін, олар оң электр зарядына ие болады, бұл өз кезегінде кометаның айналасында "индукцияланған магнитосфераны" тудырады. Комета мен оның магнит өрісі, сыртқа қарай ағып жатқан күн желi бөлшектерiне кедергі келтіреді. Комета мен күн желiнiң салыстырмалы орбиталық жылдамдығы дыбыс жылдамдығынан жоғары болғандықтан, күн желi ағыны бағытында кометаның алдында шок толқыны пайда болады. Осы шок толқынында кометалық иондардың үлкен концентрациялары ("жинақтау иондары" деп аталады) жиналып, күн магнит өрісін плазмамен "толтырады", нәтижесінде өріс сызықтары иондық құйрықты құрайтын кометаның айналасын "қамтиды". Егер иондық құйрықтың жүктемесі жеткілікті болса, магнит өрісі сызықтары қысылып, иондық құйрық бойындағы белгілі бір қашықтықта магниттік қайта байланыс пайда болады. Бұл "құйрық үзілу оқиғасына" әкеледі. 2013 жылы Еуропалық ғарыш агенттігінің (ESA) ғалымдары Венера планетасының ионосферасы кометадан ұқсас жағдайларда ағып шыққан иондық құйрық сияқты сыртқа қарай ағып шығатынын хабарлады.

In the outer Solar System, comets remain frozen and inactive and are extremely difficult or impossible to detect from Earth due to their small size. Statistical detections of inactive comet nuclei in the Kuiper belt have been reported from observations by the Hubble Space Telescope but these detections have been questioned. As a comet approaches the inner Solar System, solar radiation causes the volatile materials within the comet to vaporize and stream out of the nucleus, carrying dust away with them. The streams of dust and gas each form their own distinct tail, pointing in slightly different directions. The tail of dust is left behind in the comet's orbit in such a manner that it often forms a curved tail called the type II or dust tail. On occasions—such as when Earth passes through a comet's orbital plane, the antitail, pointing in the opposite direction to the ion and dust tails, may be seen. The observation of antitails contributed significantly to the discovery of solar wind. The ion tail is formed as a result of the ionization by solar ultra violet radiation of particles in the coma. Once the particles have been ionized, they attain a net positive electrical charge, which in turn gives rise to an "induced magnetosphere" around the comet. The comet and its induced magnetic field form an obstacle to outward flowing solar wind particles. Because the relative orbital speed of the comet and the solar wind is supersonic, a bow shock is formed upstream of the comet in the flow direction of the solar wind. In this bow shock, large concentrations of cometary ions (called "pick up ions") congregate and act to "load" the solar magnetic field with plasma, such that the field lines "drape" around the comet forming the ion tail. If the ion tail loading is sufficient, the magnetic field lines are squeezed together to the point where, at some distance along the ion tail, magnetic reconnection occurs. This leads to a "tail disconnection event". In 2013, ESA scientists reported that the ionosphere of the planet Venus streams outwards in a manner similar to the ion tail seen streaming from a comet under similar conditions."

Ұшқыш

Темірдің біркелкі емес қызуы жаңа пайда болған газдарды комета ядросының бетіндегі нашарлау жерден, гейзер сияқты, шығаруға себеп болуы мүмкін. Газ және шаң ағындары ядроның айналуына, тіпті жарылуына да әкелуі мүмкін. Хартли 2 кометасының инфрақызыл суреттері мұндай ағындардың шығып, олармен бірге шаң бөлшектерін комага қарай алып кететінін көрсетеді.

Орбиталық сипаттамалары

Көптеген кометалар – Күн жүйесінің кішкентай денелері, олардың созылған эллипстік орбиталары орбитасының бір бөлігінде оларды Күнге жақын, ал қалған бөлігінде Күн жүйесінің шеткеріне алып шығарады. Кометалар көбінесе орбиталық айналым кезеңдерінің ұзақтығы бойынша жіктеледі: кезең неғұрлым ұзын болса, эллипс соғұрлым созылған болады.

Қысқа мерзім

Периодические кометы или кометы с коротким периодом обычно определяются как кометы, имеющие орбитальные периоды менее 200 лет. Они обычно вращаются более или менее в плоскости эклиптики в том же направлении, что и планеты. Их орбиты обычно выводят их в область внешних планет (Юпитер и далее) в афелии; например, афелий кометы Галлея находится чуть дальше орбиты Нептуна. Кометы, чьи афелии находятся вблизи орбиты крупной планеты, называются ее «семейством». Считается, что такие семейства возникают в результате захвата планетой комет с изначально длинным периодом на более короткие орбиты. На пределе более короткого орбитального периода, комета Энке имеет орбиту, которая не достигает орбиты Юпитера, и известна как комета типа Энке. Кометы с коротким периодом, имеющие орбитальные периоды менее 20 лет и небольшие наклоны (до 30 градусов) к эклиптике, называются традиционными кометами семейства Юпитера (JFC). Те, как Галлея, с орбитальными периодами от 20 до 200 лет и наклонами от нуля до более чем 90 градусов, называются кометами типа Галлея (HTC). По состоянию на 2023 год было зарегистрировано 70 комет типа Энке, 100 HTC и 755 JFC. Недавно открытые кометы главного пояса образуют отчетливый класс, вращаясь по более круговым орбитам в пределах пояса астероидов. Поскольку их эллиптические орбиты часто приближают их к гигантским планетам, кометы подвергаются дальнейшим гравитационным возмущениям. У комет с коротким периодом есть тенденция к тому, что их афелии совпадают с большой полуосью гигантской планеты, причем JFC являются самой большой группой. Основываясь на их орбитальных характеристиках, считается, что кометы с коротким периодом происходят из кентавров и пояса Койпера/рассеянного диска — диска объектов в транснептунической области, в то время как источником комет с длинным периодом считается гораздо более далекое сферическое облако Оорта (названное в честь голландского астронома Яна Хендрика Оорта, который выдвинул гипотезу о его существовании). Считается, что в этих отдаленных регионах вокруг Солнца вращаются огромные рои тел, подобных кометам, по приблизительно круговым орбитам. Иногда гравитационное влияние внешних планет (в случае объектов пояса Койпера) или близлежащих звезд (в случае объектов облака Оорта) может выбросить одно из этих тел на эллиптическую орбиту, которая приведет его внутрь к Солнцу, чтобы образовать видимую комету. В отличие от возвращения периодических комет, чьи орбиты были установлены предыдущими наблюдениями, появление новых комет по этому механизму непредсказуемо. Когда кометы выбрасываются на орбиту Солнца и постоянно притягиваются к нему, с них удаляются тонны вещества, что сильно влияет на их срок службы; чем больше удаляется, тем меньше они живут, и наоборот.

Periodic comets or short period comets are generally defined as those having orbital periods of less than 200 years. They usually orbit more or less in the ecliptic plane in the same direction as the planets. Their orbits typically take them out to the region of the outer planets (Jupiter and beyond) at aphelion; for example, the aphelion of Halley's Comet is a little beyond the orbit of Neptune. Comets whose aphelia are near a major planet's orbit are called its "family". Such families are thought to arise from the planet capturing formerly long period comets into shorter orbits. At the shorter orbital period extreme, Encke's Comet has an orbit that does not reach the orbit of Jupiter, and is known as an Encke type comet. Short period comets with orbital periods less than 20 years and low inclinations (up to 30 degrees) to the ecliptic are called traditional Jupiter family comets (JFCs). Those like Halley, with orbital periods of between 20 and 200 years and inclinations extending from zero to more than 90 degrees, are called Halley type comets (HTCs). as of 2023, 70 Encke type comets, 100 HTCs, and 755 JFCs have been reported. Recently discovered main belt comets form a distinct class, orbiting in more circular orbits within the asteroid belt. Because their elliptical orbits frequently take them close to the giant planets, comets are subject to further gravitational perturbations. Short period comets have a tendency for their aphelia to coincide with a giant planet's semi major axis, with the JFCs being the largest group. Based on their orbital characteristics, short period comets are thought to originate from the centaurs and the Kuiper belt/scattered disc —a disk of objects in the trans Neptunian region—whereas the source of long period comets is thought to be the far more distant spherical Oort cloud (after the Dutch astronomer Jan Hendrik Oort who hypothesized its existence). Vast swarms of comet like bodies are thought to orbit the Sun in these distant regions in roughly circular orbits. Occasionally the gravitational influence of the outer planets (in the case of Kuiper belt objects) or nearby stars (in the case of Oort cloud objects) may throw one of these bodies into an elliptical orbit that takes it inwards toward the Sun to form a visible comet. Unlike the return of periodic comets, whose orbits have been established by previous observations, the appearance of new comets by this mechanism is unpredictable. When flung into the orbit of the sun, and being continuously dragged towards it, tons of matter are stripped from the comets which greatly influence their lifetime; the more stripped, the shorter they live and vice versa.

Оорт бұлты мен Хиллс бұлты

Оорт бұлты аралықтан басталып, өте алысқа дейін кеңістікке толы деп саналады. Кейбір есептеулер бойынша, сыртқы шегі аралығында орналасқан. Сыртқы бұлт Күнге нашар байланысқан және Нептун орбитасының ішкі жағына түсетін ұзақ мерзімді (немесе Хэлли сияқты) кометалармен қамтамасыз етеді. Бұл жаңа кометалардың мүмкін көзі ретінде қарастырылады, олар сирек сыртқы бұлтты қайта толықтырады, себебі оның саны біртіндеп кемиді. Хиллс бұлты Оорт бұлтының миллиардтаған жылдар бойы қалай сақталғанын түсіндіреді.

Экзокометалар

Күн жүйесінен тыс экзокометалар анықталды және олар Самағай галактикасында кең таралған болуы мүмкін. Бірінші экзокометалық жүйе 1987 жылы бета-Пикторис, өте жас А типіндегі негізгі тізбек жұлдызының айналасында табылды. Lc=y уақытына дейін осындай 11 экзокометалық жүйе анықталды, олар кометалар жұлдыздарына жақыннан өткен кезде шығаратын газдың үлкен бұлттарынан туындаған сіңіру спектрін пайдалана отырып зерттелді. 2018 жылдың қазан айында Кеплер ғарыш телескобы қызметтен шыққаннан кейін, оның миссиясын TESS телескобы жалғастырды. TESS іске қосылғаннан бері астрономдар TESS-тің жарық қисығын қолдана отырып, бета-Пикторис жұлдызының айналасындағы кометалардың транзитін анықтады. TESS қолданысқа енгеннен кейін астрономдар экзокометаларды спектроскопиялық әдіспен жақсырақ ажырата алды. Жаңа планеталар ақ жарық қисығы әдісімен анықталады, ол планета ана жұлдызының көлеңкесін түсіргенде графиктегі симметриялық төмендеу ретінде көрінеді. Дегенмен, осы жарық қисықтарын одан әрі зерттеу нәтижесінде, байқалған төмендеулердің асимметриялық үлгілері кометаның немесе жүздеген кометалардың құйрығынан туындайтыны анықталды.

Метеорлар жауын-шашынмен байланыс

Комета Күнге жақын өткен кезде қызғанда, оның мұзды құрауының газға айналуы радиациялық қысым мен күн желiсiмен шайылып кетпесдей үлкен қатты қалдықтарды босатады. Егер Жер орбитасы оны, көбiнесе тасты материалдың ұсақ бөлшектерiнен тұратын, осы қалдықтардың iзiнен өткiзсе, Жер осы iзден өткенде метеор шашырауы болуы мүмкiн. Қалдықтардың тығыздығы жоғары болса, метеор шашырауы жылдам, бiрақ қарқынды болады, ал тығыздығы төмен болса, ұзаққа созылған, бiрақ әсерi аз шашырау тудырады. Әдетте, қалдықтардың тығыздығы аналық кометаның материалды не кезде босатқанына байланысты. Мысалы, Персеид метеор шашырауы жыл сайын 9 мен 13 тамыз аралығында, Жер Swift-Tuttle кометасының орбитасынан өткенде пайда болады. Галлей кометасы қазан айында Орионид шашырауының көзi болып табылады.

Кометалар және тіршілікке әсері

Көптеген кометалар мен астероидтар Жердің алғашқы кезеңдерінде соқтығысқан. Көптеген ғалымдар 4 миллиард жыл бұрын жас Жерді бомбалаған кометалар қазір Жердің мұхиттарын толтыратын судың көп мөлшерін, немесе кем дегенде оның маңызды бөлігін әкелді деп санайды. Ал басқалары бұл идеяға күмәнданады. Кометаларда органикалық молекулалардың, соның ішінде полициклді ароматты көмірсутектердің көп мөлшерде табылуы, кометалар немесе метеориттер Жерге өмірдің құрылыс блоктарын – немесе тіпті өмірдің өзін – әкелген болуы мүмкін деген болжамға әкелді. 2013 жылы кометалар сияқты тас және мұз беттерінің арасындағы соқтығыстар, шок синтезі арқылы ақуыздарды құрайтын аминқышқылдарын жасауға қабілетті екені айтылды. Кометалардың атмосфераға кіру жылдамдығы, алғашқы жанасудан кейін туындаған энергия мөлшерімен бірігіп, кіші молекулалардың өмірдің негізін құраған ірі макромолекулаларға конденсациялануына мүмкіндік берді. 2015 жылы ғалымдар 67P кометасының газ шығаруында молекулалық оттегінің көп мөлшерін тапты, бұл молекула күткеннен жиі кездесуі мүмкін екенін, демек, бұрынғыдай өмірдің көрсеткіші емес екенін көрсетеді. Кометалардың соқтығысы ұзақ мерзім ішінде Жердің Айға судың көп мөлшерін жеткізген деп болжануда, оның бір бөлігі Ай мұзы ретінде сақталған болуы мүмкін. Кометалар мен метеориттердің соқтығысы тектиттер мен австралиттердің пайда болуына жауапты деп есептеледі.

Кометалардан қорқу

Құсбегілерден Құдайдың күшімен және жақындап келе жатқан апаттың белгілері ретінде қорқу 1200 жылдан 1650 жылға дейін Еуропада ең жоғары деңгейде болды. Мысалы, 1618 жылғы Ұлы кометадан кейін бір жыл өткен соң Готтард Артузиус бұл Сот күнінің жақындап қалғанын көрсететін белгі екенін жариялаған кітапша шығарды. Ол он беттік тізімде "жер сілкінісі, су тасқыны, өзендер ағысының өзгеруі, ақжайын, ыстық және құрғақ ауа райы, нашар өнім, эпидемиялар, соғыс және сатқындық, қымбатшылық" сияқты кометамен байланысты апаттарды тізімдеді. 1700 жылға қарай көптеген ғалымдар мұндай оқиғалар комета көрінсе де, көрінбесе де бола беретініне келісімге келді. Бірақ, Эдмонд Галлейдің кометаларды байқау туралы жазбаларын пайдаланып, Уильям Уистон 1711 жылы 1680 жылғы Ұлы кометаның 574 жылдық мерзімділігі бар екенін және Жерге су құйып, Пайғамбарлар кітабындағы дүниежүзілік су тасқынына себепкер болғанын жазды. Оның бұл хабарламасы бір ғасыр бойы кометалардан қорқынышты қайта жақтандырды, енді олар апаттың белгілері емес, әлемге тікелей қауіп төндіретін нәрсе ретінде қарастырылды. 1910 жылы спектроскопиялық талдау Галлей кометасының құйрығында уытты цианоген газын тапты, бұл жұртшылықтың газ маскаларын, сондай-ақ "кометаға қарсы таблеткалар" мен "кометаға қарсы қолшатырларды" үлкен қызығушылықпен сатып алуына әкеп соқты.

Күн жүйесінен шығу (шығу)

Егер комета жеткілікті жылдамдықпен қозғалса, ол Күн жүйесінен шығып кетуі мүмкін. Мұндай кометалар гиперболаның ашық жолымен қозғалады, сондықтан оларды гиперболалық кометалар деп атайды. Күн жүйесіндегі кометалар тек басқа объектімен, мысалы Юпитермен өзара әрекеттесу арқылы ғана Күн жүйесінен шығарылады. Мысалы, 1980 жылы Юпитер планетасының жанынан өтуі нәтижесінде Күнді 7,1 миллион жылдық орбитамен айналып жүрген C/1980 E1 кометасы гиперболалық траекторияға өтті. 1I/ʻOumuamua және 2I/Borisov сияқты жұлдызаралық кометалар ешқашан Күнді айналмаған, демек Күн жүйесінен шығарылу үшін үшінші денемен өзара әрекеттесу қажет емес.

Ұшып-қонуға жарамды заттар

Юпитер отбасылық кометалар мен ұзақ мерзімді кометалар өте әртүрлі өшіру заңдылықтарын көрсетеді. JFC-тер шамамен 10,000 жыл немесе ~1,000 орбита бойы белсенді болады, ал ұзақ мерзімді кометалар әлдеқайда жылдам жойылады. Ұзақ мерзімді кометалардың тек 10%-ы ғана кішкентай перигелийге 50-ден астам жақындауды басып өтеді, ал олардың 1%-ы ғана 2,000-нан астам жақындауды көреді. Эллипстік орбитадағы кейбір астероидтер қазір жойылған кометалар ретінде танылды. Жерге жақын астероидтердің шамамен 6%-ы жойылған комета ядролары деп саналады. 1993 жылы ашылған Шоумейкер-Леви 9 кометасының ыдырауы маңызды оқиға болды. 1992 жылдың шілдесіндегі жақын өту оны бөліктерге бөлді, ал 1994 жылдың шілдесінде алты күн ішінде бұл бөліктер Юпитер атмосферасына түсті – астрономдар Күн жүйесіндегі екі нысанның соқтығысуын алғаш рет байқады. Басқа да бөлінген кометаларға 1846 жылғы 3D/Biela және 1995-2006 жылдар аралығындағы 73P/Schwassmann–Wachmann жатады. Грек тарихшысы Эфора б.з.б. 372–373 жылдардың қысында кометаның екіге бөлінгенін хабарлаған. Кометалардың бөлінуіне жылулық стресс, ішкі газ қысымы немесе соқтығыс себеп болуы мүмкін деп есептеледі. 42P/Neujmin және 53P/Van Biesbroeck кометалары аналық кометаның фрагменттері сияқты көрінеді. Сандық есептеулер көрсеткендей, екі комета да 1850 жылдың қаңтарында Юпитерге өте жақын келген, ал 1850 жылға дейін екі орбита да дерлік бірдей болған. Фрагментация эпизодтарының нәтижесінде пайда болған кометалардың тағы бір тобы – Лиллер кометалар отбасы, оған C/1988 A1 (Liller), C/1996 Q1 (Tabur), C/2015 F3 (SWAN), C/2019 Y1 (ATLAS) және C/2023 V5 (Leonard) кометалары кіреді. Кейбір кометалар перигелийге жақындағанда бөлініп кетуі байқалды, оның ішінде Вест және Икея–Сэки сияқты ұлы кометалар да бар. Била кометасы 1846 жылы перигелийден өткен кезде екіге бөлінген маңызды мысал болды. Бұл екі комета 1852 жылы бөлек-бөлек көрінді, бірақ одан кейін ешқашан көрінбеді. Оның орнына, кометаның көрінуі тиіс болған 1872 және 1885 жылдары керемет метеор жауындары тіркелді. Жыл сайын қараша айында Андромидалар деп аталатын шағын метеор жауыны орын алады, ол Жердің Била кометасының орбитасын кесіп өтуінен туындайды. Кейбір кометалардың аяқталуы әлдеқайда тамаша болады – олар Күнге құлап немесе планетаға немесе басқа денеге соқтығысады. Кометалар мен планеталар немесе айлардың соқтығысуы Күн жүйесінің ерте кезеңдерінде жиі болған: мысалы, Айдың бетіндегі көптеген кратерлердің кейбіреулері кометалардың салдарынан пайда болған болуы мүмкін. Кометаның планетамен соқтығысуының соңғы мысалы 1994 жылдың шілдесінде болды, Шоумейкер-Леви 9 кометасы бөлініп, Юпитермен соқтығысты.

Jupiter family comets and long period comets appear to follow very different fading laws. The JFCs are active over a lifetime of about 10,000 years or ~1,000 orbits whereas long period comets fade much faster. Only 10% of the long period comets survive more than 50 passages to small perihelion and only 1% of them survive more than 2,000 passages. Some asteroids in elliptical orbits are now identified as extinct comets. Roughly six percent of the near Earth asteroids are thought to be extinct comet nuclei. A significant cometary disruption was that of Comet Shoemaker–Levy 9, which was discovered in 1993. A close encounter in July 1992 had broken it into pieces, and over a period of six days in July 1994, these pieces fell into Jupiter's atmosphere—the first time astronomers had observed a collision between two objects in the Solar System. Other splitting comets include 3D/Biela in 1846 and 73P/Schwassmann–Wachmann from 1995 to 2006. Greek historian Ephorus reported that a comet split apart as far back as the winter of 372–373 BC. Comets are suspected of splitting due to thermal stress, internal gas pressure, or impact. Comets 42P/Neujmin and 53P/Van Biesbroeck appear to be fragments of a parent comet. Numerical integrations have shown that both comets had a rather close approach to Jupiter in January 1850, and that, before 1850, the two orbits were nearly identical. Another group of comets that is the result of fragmentation episodes is the Liller comet family made of C/1988 A1 (Liller), C/1996 Q1 (Tabur), C/2015 F3 (SWAN), C/2019 Y1 (ATLAS), and C/2023 V5 (Leonard). Some comets have been observed to break up during their perihelion passage, including great comets West and Ikeya–Seki. Biela's Comet was one significant example when it broke into two pieces during its passage through the perihelion in 1846. These two comets were seen separately in 1852, but never again afterward. Instead, spectacular meteor showers were seen in 1872 and 1885 when the comet should have been visible. A minor meteor shower, the Andromedids, occurs annually in November, and it is caused when Earth crosses the orbit of Biela's Comet. Some comets meet a more spectacular end – either falling into the Sun or smashing into a planet or other body. Collisions between comets and planets or moons were common in the early Solar System: some of the many craters on the Moon, for example, may have been caused by comets. A recent collision of a comet with a planet occurred in July 1994 when Comet Shoemaker–Levy 9 broke up into pieces and collided with Jupiter.

Номенклатура

Кометаларға берілген атаулар соңғы екі ғасыр ішінде әртүрлі дәстүрлерге сәйкес келді. 20-ғасырдың басына дейін көптеген кометалар пайда болған жылымен аталатын, ал ерекше жарқын кометаларға қосымша сипаттамалар берілетін; мысалы, "1680 жылғы Ұлы комета", "1882 жылғы Ұлы комета" және "1910 жылғы Ұлы қаңтар кометасы". Эдмонд Галлей 1531, 1607 және 1682 жылдардағы кометалардың бір және со aynı дене екенін көрсеткеннен кейін, оның орбитасын есептеп, 1759 жылғы қайта оралуын дұрыс болжады. Содан кейін бұл комета Галлей кометасы деп аталды. Сол сияқты, екінші және үшінші белгілі мерзімді кометалар – Энкенің кометасы мен Биеланың кометасы, оларды алғаш ашқандардың есімімен емес, олардың орбиталарын есептеген астрономдардың есімімен атады. Кейіннен мерзімді кометалар көбінесе оларды ашқан адамдардың есімдерімен аталатын болды, бірақ бір рет пайда болған кометалар пайда болған жылымен атала береді. Мысалы, 2019 жылы астроном Геннадий Борисов Күн жүйесінің сыртынан келген кометаны байқады; бұл комета оның құрметіне 2I/Борисов деп аталды.

Алғашқы байқаулар мен ойлар

Көне дереккөздерден, мысалы, қытай оракулдық сүйектерінен, кометалардың мыңдаған жылдар бойы адамдарға белгілі болғаны мәлім. XVI ғасырға дейін кометалар патшалар мен ақсүйектердің өлімінің, немесе апаттың алдын ала жаман белгісі ретінде қарастырылып, тіпті аспан денелерінің жер тұрғындарына жасаған шабуылдары деп түсіндірілген. Аристотель (б.з.д. 384–322 жж.) кометалардың жүйелі және құрылымдалған космологиялық теориясын жасау үшін әртүрлі теориялар мен байқау деректерін алғаш рет қолданған ғалым болды. Ол кометалардың атмосфералық құбылыс екенін санайтын, себебі олар зодиактан тыс жерде пайда болып, бірнеше күн ішінде жарықтығы өзгеріп тұратын. Аристотельдің кометалық теориясы оның байқаулары мен космостағы барлық нәрсенің белгілі бір ретпен орналасқандығы туралы космологиялық теориясынан туындады. Бұл реттің бір бөлігі – аспан мен жердің арасындағы айқын шекара, кометалардың жермен тығыз байланысты екендігіне сену. Аристотельдің пікірінше, кометалар ай орбитасының ішінде және аспаннан анық бөлек болуы керек. Б.з.д. 4 ғасырда Миндалық Аполлоний кометалардың планеталар сияқты қозғалатындығы туралы идеяны қолдады. Аристотельдің кометалар туралы теориясы орта ғасырлар бойына кеңінен қабылданып келді, әртүрлі ғалымдардың оның кейбір аспектілерін сынаған бірнеше жаңалықтарына қарамастан. Біздің заманымыздың 1-ші ғасырында Кіші Сенека Аристотельдің кометаларға қатысты логикасын күмәндандырды. Олардың тұрақты қозғалысы мен желдің әсеріне төтеп беруіне байланысты, олар атмосфералық құбылыс бола алмайды және аспандағы қысқаша жарқырауынан гөрі тұрақтырақ. Ол олардың құйрықтарының ғана мөлдір және бұлтты екенін атап өтті, сондай-ақ олардың орбиталарын зодиакпен шектеудің қажеті жоқ екенін мәлімдеді. Миндалық Аполлонийді сынағанда Сенека: «Комета ғаламның жоғарғы қабаттарынан өтеді, содан кейін орбитасының ең төменгі нүктесіне жеткенде көрінеді» деді. Сенека өзінің толыққанды теориясын жасаған жоқ, бірақ оның аргументтері 16-17 ғасырларда Аристотельдің сыншылары арасында көп пікірталас тудырды. Плиний кометаларды «адамға ұқсас» деп сипаттаған, олардың құйрықтарын көбінесе «ұзын шаш» немесе «ұзын сақал» деп атаған. Оның кометаларды түсі мен пішініне қарай жіктеу жүйесі ғасырлар бойы қолданылып келді. 1258 жылы араб ғалымы кометаның бірнеше рет пайда болғанын (немесе кометаның бір түрін) байқаған деген мәлімдеме бар, және ол оны бір мерзімді комета деп санағаны белгісіз болса да, ол шамамен 63 жылдық кезеңді комета болуы мүмкін. 1301 жылы итальяндық суретші Джиото кометаны дәл және анатомиялық тұрғыдан бейнелеген алғашқы адам болды. Оның «Диқандардың құлшылық етуі» атты еңбегінде Галлей кометасын Бетлехем жұлдызының орнына салған, бұл дәлдік 19 ғасырға дейін теңдесіз болды және тек фотосуреттің пайда болуымен ғана басылды. Кометалардың астрологиялық түсіндірмелері 15 ғасырға дейін басымдыққа ие болды, қазіргі заманғы ғылыми астрономияның дамуына қарамастан. Кометалар апаттың алдын ала ескерту белгісі болып қала берді, бұл туралы Люцерн жылнамаларында және Рим папасы III Калликстің ескертулерінде айтылған. XVI ғасырда Тихо Браге мен Майкл Мейстлин 1577 жылғы Ұлы кометаның параллаксын өлшеу арқылы кометалардың Жер атмосферасынан тыс жерде орналасқандығын көрсетті. Өлшемдердің дәлдігі бойынша, бұл комета Жерден Айға дейінгі арақашықтықтан кем дегенде төрт есе алыс болуы керек екенін білдіреді. 1664 жылы Джованни Борелли бақылаулар негізінде өзі байқаған кометалардың бойлық және ендік координаталарын жазып алды, сондай-ақ кометалық орбиталар параболалық болуы мүмкін деген болжам жасады. 1623 жылы «Сынаушы» атты кітабында Галилео Галилей, тәжірибелі астроном болғанына қарамастан, Брагенің кометалардың параллаксы туралы теориясын қабылдамады және оларды жеке байқауы аз болғанына қарамастан, оптикалық иллюзия деп мәлімдеді. Исаак Ньютон 1687 жылы «Principia Mathematica» еңбегінде, теріс квадрат заңы бойынша гравитация әсерінен қозғалатын дененің конус пішінді қисық сызық бойынша қозғалатынын дәлелдеді, сондай-ақ 1680 жылғы комета мысалында, кометаның аспандағы траекториясын параболалық орбитаға қалай сәйкестендіруге болатынын көрсетті. Ол кометаларды көлбеу орбитада қозғалатын тығыз және берік денелер ретінде сипаттады, ал олардың құйрықтарын ядроларынан шығатын, Күннің ыстығынан тұтанған немесе қыздырылған жұқа бу ағындары ретінде сипаттады. Ол кометалар ауаның өмірді қамтамасыз ететін құрауышының бастауы болуы мүмкін деген болжам жасады. Ол кометалардың көбінесе Күнге жақын пайда болатынын, сондықтан олар Күннің айналасында айналатынын атап өтті. Олардың жарқырауы туралы ол: «Кометалар Күннің жарығымен сәулеленеді, оны шағылыстырады», ал олардың құйрықтары «комадан шыққан түтінмен шағылысқан Күннің жарығымен» жарықтандырылады деді. 1705 жылы Эдмонд Галлей (1656–1742 жж.) Ньютонның әдісін 1337 жылдан 1698 жылға дейінгі 23 кометаның пайда болуына қолданды. Ол олардың арасындағы үш – 1531, 1607 және 1682 жылғы кометалардың орбиталық элементтері өте ұқсас екенін байқады, сондай-ақ олардың орбиталарындағы шағын айырмашылықтарды Юпитер мен Сатурнның гравитациялық бұзылыстарымен түсіндіре алды. Осы үш пайда болудың бір және бір кометаның үш рет пайда болуына сенген Галлей, оның 1758–59 жылдары қайтадан пайда болатынын болжады. Галлейдің болжаған қайта оралу күнін үш француз математигі – Алексис Клер, Жозеф Лаланд және Николь Рен Лепотт нақтылады, олар кометаның 1759 жылғы перигелийінің күнін бір айлық дәлдікпен болжады. Комета болжағандай пайда болғанда, ол Галлей кометасы деп аталды. 18 ғасырдың басында кейбір ғалымдар кометалардың физикалық құрамы туралы дұрыс болжамдар жасады. 1755 жылы Иммануил Кант «Жаһандық табиғат тарихы» еңбегінде кометалардың белгілі планеталардың сыртындағы «алғашқы материядан» конденсацияланғанын болжады, ол гравитациямен «әлсіз қозғалды», содан кейін кездейсоқ бұрыштармен айналады және перигелийге жақындағанда Күннің ыстығынан жартылай буға айналады. 1836 жылы неміс математигі Фридрих Вильгельм Бессель, 1835 жылы Галлей кометасы пайда болған кезде бу ағындарын байқағаннан кейін, буланып жатқан материалдың реактивті күштері кометаның орбитасын өзгерткілігіне жететіндей үлкен болуы мүмкін екенін ұсынды, сондай-ақ Энке кометасының гравитациялық емес қозғалысы осы құбылыстың нәтижесі екенін мәлімдеді. 19 ғасырда Падова астрономиялық обсерваториясы кометаларды байқау бойынша зерттеулердің орталығы болды. Джованни Сантини (1787–1877 жж.) басшылығымен және кейіннен Джузеппе Лоренцони (1843–1914 жж.) басшылығымен, бұл обсерватория классикалық астрономияға, негізінен жаңа кометалар мен планеталардың орбиталарын есептеуге арналды, мақсаты шамамен он мың жұлдыздың каталогын құрау болды. Италияның солтүстік бөлігінде орналасқан бұл обсерваториядан жасалған байқаулар маңызды геодезиялық, географиялық және астрономиялық есептеулерді, мысалы, Милан мен Падова арасындағы, сондай-ақ Падова мен Фиуме арасындағы бойлық айырмашылықты анықтауға көмектесті. Обсерватория ішіндегі хат алмасу, әсіресе Сантини мен басқа астроном Джузеппе Тоальдо арасындағы хат алмасу, кометалар мен планеталардың орбиталық байқауларының маңыздылығын атап өтті. 1950 жылы Фред Лоуренс Уиппл кометалардың тасқа ұқсас денелер емес, керісінше, шаң мен тас қосылған мұз денелері екенін ұсынды. Бұл «ластанған қар добы» моделі тез арада қабылданып, 1986 жылы Галлей кометасының комасынан өткен ғарыш кеңістігіндегі (Еуропалық ғарыш агенттігінің Giotto зонды және Кеңес Одағының Vega 1 және Vega 2 зондтары) көптеген ғарыш аппараттарының байқауларымен, ядроның суретін түсірумен және буланып жатқан материалдың ағындарын байқаумен қолдау тапты. 2014 жылдың 22 қаңтарында Еуропалық ғарыш агенттігінің ғалымдары алғаш рет Церес кіші планетасында су буының табылуын хабарлады, бұл астероид белдегі ең ірі дене. Бұл жағдай күтпеген, өйткені кометалар емес, астероидтар «ағындар мен жарылыстар шығарады» деп есептеледі.

From ancient sources, such as Chinese oracle bones, it is known that comets have been noticed by humans for millennia. Until the sixteenth century, comets were usually considered bad omens of deaths of kings or noble men, or coming catastrophes, or even interpreted as attacks by heavenly beings against terrestrial inhabitants. Aristotle (384–322 BC) was the first known scientist to use various theories and observational facts to employ a consistent, structured cosmological theory of comets. He believed that comets were atmospheric phenomena, due to the fact that they could appear outside of the zodiac and vary in brightness over the course of a few days. Aristotle's cometary theory arose from his observations and cosmological theory that everything in the cosmos is arranged in a distinct configuration. Part of this configuration was a clear separation between the celestial and terrestrial, believing comets to be strictly associated with the latter. According to Aristotle, comets must be within the sphere of the moon and clearly separated from the heavens. Also in the 4th century BC, Apollonius of Myndus supported the idea that comets moved like the planets. Aristotelian theory on comets continued to be widely accepted throughout the Middle Ages, despite several discoveries from various individuals challenging aspects of it. In the 1st century AD, Seneca the Younger questioned Aristotle's logic concerning comets. Because of their regular movement and imperviousness to wind, they cannot be atmospheric, and are more permanent than suggested by their brief flashes across the sky. He pointed out that only the tails are transparent and thus cloudlike, and argued that there is no reason to confine their orbits to the zodiac. In criticizing Apollonius of Myndus, Seneca argues, "A comet cuts through the upper regions of the universe and then finally becomes visible when it reaches the lowest point of its orbit." While Seneca did not author a substantial theory of his own, his arguments would spark much debate among Aristotle's critics in the 16th and 17th centuries. Pliny observed comets as "human like", often describing their tails with "long hair" or "long beard". His system for classifying comets according to their color and shape was used for centuries. There is a claim that an Arab scholar in 1258 noted several recurrent appearances of a comet (or a type of comet), and though it's not clear if he considered it to be a single periodic comet, it might have been a comet with a period of around 63 years. In 1301, the Italian painter Giotto was the first person to accurately and anatomically portray a comet. In his work Adoration of the Magi, Giotto's depiction of Halley's Comet in the place of the Star of Bethlehem would go unmatched in accuracy until the 19th century and be bested only with the invention of photography. Astrological interpretations of comets proceeded to take precedence clear into the 15th century, despite the presence of modern scientific astronomy beginning to take root. Comets continued to forewarn of disaster, as seen in the Luzerner Schilling chronicles and in the warnings of Pope Callixtus III. In the 16th century, Tycho Brahe and Michael Maestlin demonstrated that comets must exist outside of Earth's atmosphere by measuring the parallax of the Great Comet of 1577. Within the precision of the measurements, this implied the comet must be at least four times more distant than from Earth to the Moon. Based on observations in 1664, Giovanni Borelli recorded the longitudes and latitudes of comets that he observed, and suggested that cometary orbits may be parabolic. Despite being a skilled astronomer, in his 1623 book The Assayer, Galileo Galilei rejected Brahe's theories on the parallax of comets and claimed that they may be a mere optical illusion, despite little personal observation. Isaac Newton, in his Principia Mathematica of 1687, proved that an object moving under the influence of gravity by an inverse square law must trace out an orbit shaped like one of the conic sections, and he demonstrated how to fit a comet's path through the sky to a parabolic orbit, using the comet of 1680 as an example. He describes comets as compact and durable solid bodies moving in oblique orbit and their tails as thin streams of vapor emitted by their nuclei, ignited or heated by the Sun. He suspected that comets were the origin of the life supporting component of air. He pointed out that comets usually appear near the Sun, and therefore most likely orbit it. On their luminosity, he stated, "The comets shine by the Sun's light, which they reflect," with their tails illuminated by "the Sun's light reflected by a smoke arising from [the coma]". In 1705, Edmond Halley (1656–1742) applied Newton's method to 23 cometary apparitions that had occurred between 1337 and 1698. He noted that three of these, the comets of 1531, 1607, and 1682, had very similar orbital elements, and he was further able to account for the slight differences in their orbits in terms of gravitational perturbation caused by Jupiter and Saturn. Confident that these three apparitions had been three appearances of the same comet, he predicted that it would appear again in 1758–59. Halley's predicted return date was later refined by a team of three French mathematicians: Alexis Clairaut, Joseph Lalande, and Nicole Reine Lepaute, who predicted the date of the comet's 1759 perihelion to within one month's accuracy. When the comet returned as predicted, it became known as Halley's Comet. As early as the 18th century, some scientists had made correct hypotheses as to comets' physical composition. In 1755, Immanuel Kant hypothesized in his Universal Natural History that comets were condensed from "primitive matter" beyond the known planets, which is "feebly moved" by gravity, then orbit at arbitrary inclinations, and are partially vaporized by the Sun's heat as they near perihelion. In 1836, the German mathematician Friedrich Wilhelm Bessel, after observing streams of vapor during the appearance of Halley's Comet in 1835, proposed that the jet forces of evaporating material could be great enough to significantly alter a comet's orbit, and he argued that the non gravitational movements of Encke's Comet resulted from this phenomenon. In the 19th century, the Astronomical Observatory of Padova was an epicenter in the observational study of comets. Led by Giovanni Santini (1787–1877) and followed by Giuseppe Lorenzoni (1843–1914), this observatory was devoted to classical astronomy, mainly to the new comets and planets orbit calculation, with the goal of compiling a catalog of almost ten thousand stars. Situated in the Northern portion of Italy, observations from this observatory were key in establishing important geodetic, geographic, and astronomical calculations, such as the difference of longitude between Milan and Padua as well as Padua to Fiume. Correspondence within the observatory, particularly between Santini and another astronomer Giuseppe Toaldo, mentioned the importance of comet and planetary orbital observations. In 1950, Fred Lawrence Whipple proposed that rather than being rocky objects containing some ice, comets were icy objects containing some dust and rock. This "dirty snowball" model soon became accepted and appeared to be supported by the observations of an armada of spacecraft (including the European Space Agency's Giotto probe and the Soviet Union's Vega 1 and Vega 2) that flew through the coma of Halley's Comet in 1986, photographed the nucleus, and observed jets of evaporating material. On 22 January 2014, ESA scientists reported the detection, for the first definitive time, of water vapor on the dwarf planet Ceres, the largest object in the asteroid belt. The detection was made by using the far infrared abilities of the Herschel Space Observatory. The finding is unexpected because comets, not asteroids, are typically considered to "sprout jets and plumes". According to one of the scientists, "The lines are becoming more and more blurred between comets and asteroids."

Ғарыш кемелері

Галлей армадасы – 1980 жылдары Галлей кометасының перигелиясын зерттеген және/немесе бақылаған ғарыш кемелерінің жиынтығы. 1986 жылы «Челленджер» ғарыш кемесі Галлей кометасын зерттеуге жоспарланған, бірақ ұшырылғаннан кейін қысқа уақыттан соң жарылып кетті. «Терең әсер». Кометада қанша мұз бар екені жөніндегі пікірталас әлі де жалғасуда. 2001 жылы Deep Space 1 ғарыш аппараты Борелли кометасының бетінің жоғары сапалы суреттерін түсірді. Борелли кометасының беті ыстық және құрғақ, температурасы -0,9 °C-тан жоғары, сондай-ақ өте қараңғы екені анықталды. Бұл мұздың күннің әсерінен буланып кеткендігін немесе Бореллиді жабатын қара түсті заттармен жасырылғандығын көрсетеді. 2005 жылдың шілдесінде Deep Impact зонды Tempel 1 кометасында кратер жасап, оның ішкі құрылымын зерттеді. Миссия нәтижелері кометаның су мұзының көп бөлігі жер астында екенін және осы резервуарлар Tempel 1 кометасының комасын құрайтын су буының ағындарын қамтамасыз ететінін көрсетті. Кейіннен EPOXI деп аталған бұл аппарат 2010 жылдың 4 қарашасында Hartley 2 кометасынан өтті. «Улисс». 2007 жылы «Улисс» зонды 2006 жылы ашылған C/2006 P1 (McNaught) кометасының құйрығынан күтпеген жерден өтті. «Улисс» 1990 жылы ұшырылды, оның мақсаты – Күнді барлық ендікте айналып, оны одан әрі зерттеу болған. «Жұлдыз шаңы». Stardust миссиясынан алынған деректер Wild 2 кометасының құйрығынан алынған материалдардың кристаллды екенін және 1000 °C (1832 °F) жоғары температурада «отта туған» болуы мүмкін екенін көрсетті. Кометалар Күн жүйесінің сыртқы бөлігінде пайда болғанмен, Күн жүйесінің алғашқы қалыптасу кезіндегі материалдың араласуы осы материалды протопланеталық диск бойынша кеңінен таратып, қайта бөлістірген деп саналады. Осының салдарынан кометалардың құрамында Күн жүйесінің ерте, ыстық ішкі бөлігінде пайда болған кристаллды түйіршіктер бар. Бұл кометалардың спектрлерінде де, сынамаларды қайтару миссияларында да көрінеді. Жақында алынған материалдар «комета шаңы астероидтардың материалдарына ұқсайтынын» көрсетті. Бұл жаңа нәтижелер ғалымдарды кометалардың табиғатын және оларды астероидтардан ажырататын ерекшеліктерді қайта қарастыруға мәжбүр етті. «Розетта». «Розетта» зонды Чурюмов-Герасименко кометасының айналасында айналды. 2014 жылдың 12 қарашасында оның Philae қондырғысы кометаның бетіне сәтті қонды – тарихта ғарыш кемесінің мұндай объектіге алғаш рет қонғаны.

The Halley Armada describes the collection of spacecraft missions that visited and/or made observations of Halley's Comet 1980s perihelion. The space shuttle Challenger was intended to do a study of Halley's Comet in 1986, but exploded shortly after being launched. Deep Impact. Debate continues about how much ice is in a comet. In 2001, the Deep Space 1 spacecraft obtained high resolution images of the surface of Comet Borrelly. It was found that the surface of comet Borrelly is hot and dry, with a temperature of between , and extremely dark, suggesting that the ice has been removed by solar heating and maturation, or is hidden by the soot like material that covers Borrelly. In July 2005, the Deep Impact probe blasted a crater on Comet Tempel 1 to study its interior. The mission yielded results suggesting that the majority of a comet's water ice is below the surface and that these reservoirs feed the jets of vaporized water that form the coma of Tempel 1. Renamed EPOXI, it made a flyby of Comet Hartley 2 on 4 November 2010. Ulysses. In 2007, the Ulysses probe unexpectedly passed through the tail of the comet C/2006 P1 (McNaught) which was discovered in 2006. Ulysses was launched in 1990 and the intended mission was for Ulysses to orbit around the Sun for further study at all latitudes. Stardust. Data from the Stardust mission show that materials retrieved from the tail of Wild 2 were crystalline and could only have been "born in fire", at extremely high temperatures of over 1000 °C (1832 °F). Although comets formed in the outer Solar System, radial mixing of material during the early formation of the Solar System is thought to have redistributed material throughout the proto planetary disk. As a result, comets contain crystalline grains that formed in the early, hot inner Solar System. This is seen in comet spectra as well as in sample return missions. More recent still, the materials retrieved demonstrate that the "comet dust resembles asteroid materials". These new results have forced scientists to rethink the nature of comets and their distinction from asteroids. Rosetta. The Rosetta probe orbited Comet Churyumov–Gerasimenko. On 12 November 2014, its lander Philae successfully landed on the comet's surface, the first time a spacecraft has ever landed on such an object in history.

Үлкен кометалар

Шамамен он жылда бір рет комета кездейсоқ бақылаушыға көрінетіндей жарық болады, осылайша мұндай кометалар "ұлы кометалар" деп аталады. Жалпы алғанда, егер кометаның үлкен және белсенді ядросы болса, Күнге жақыннан өтетін болса және ең жарқын кезде Жерден қарағанда Күн оны жасырмаса, онда ол ұлы кометаға айналу мүмкіндігіне ие. Дегенмен, 1973 жылғы Коутек кометасы барлық талаптарды орындады және керемет болады деп күтілді, бірақ олай болмады. Үш жылдан кейін пайда болған Вест кометасы одан да аз күтілгенмен, өте әсерлі кометаға айналды. 1577 жылғы Ұлы комета – ұлы кометалардың әйгілі мысалы. Ол Жерге жақын, мерзімді емес комета ретінде өтіп, көптеген адамдар, соның ішінде танымал астрономдар Тихо Брахе және Тақи ад-Дин оны көрді. Осы кометаның бақылануы комета ғылымына, әсіресе Браге үшін маңызды жаңалықтар әкелді. 20-ғасырдың соңында ұлы кометалардың пайда болуы ұзақ уақытқа тоқтады, содан кейін 1996 жылы екі комета тікелей қатарынан пайда болды – 1996 жылғы Хякутаке кометасы, одан кейін 1997 жылы ең жарық нүктесіне жеткен, екі жыл бұрын ашылған Хейл-Бопп кометасы. 21-ғасырдың алғашқы ұлы кометасы C/2006 P1 (Макнотт) болды, ол 2007 жылдың қаңтарында қалың көзбен көруге мүмкіндік берді. Бұл соңғы 40 жылдағы ең жарқын комета болды.

Күн сәулесін шашатын кометалар

Күнге шапқан комета — перигелийде Күнге өте жақын, әдетте бірнеше миллион километрлік қашықтықта өтетін комета. Кішкентай күнге шапқан кометалар мұндай жақын арада толығымен буланып кетуі мүмкін, бірақ үлкен кометалар көптеген перигелийлік өтулерден өте алады. Дегенмен, олар басынан кешіретін күшті гравитациялық күштер олардың фрагментациялануына себеп болады. SOHO көмегімен байқалған күнге шапқан кометалардың шамамен 90% Кройц тобының мүшелері, олардың барлығы ішкі Күн жүйесінен алғашқы өту кезінде көптеген кішкентай кометаларға бөлінген бір алып кометадан пайда болған. Қалғандарында кейбір шашыраңқы кометалар бар, бірақ олардың арасында тағы төрт туысқан комета тобы анықталды: Крахт, Крахт 2а, Марсден және Мейер топтары. Марсден және Крахт топтары 96P/Махгольц кометасымен байланысты болып көрінеді, ол Квадрантидтер және Ариетидтер метеор ағындарының анасы болып табылады.

Қалыпты емес кометалар

Мыңдаған белгілі кометалардың арасында ерекше қасиеттері барлары да кездеседі. Энке кометасы (2P/Encke) астероид белдеуінен тыс жерден басталып, Меркурий планетасының орбитасына жақын жерге дейін жетеді, ал 29P/Schwassmann–Wachmann кометасы қазіргі уақытта Юпитер мен Сатурн орбиталарының арасында дерлік дөңгелек орбитамен қозғалады. 2060 Хирон кометасының тұрақсыз орбитасы Сатурн мен Уран арасында орналасқан, ал әлсіз кома байқалғанға дейін ол бастапқыда астероид ретінде жіктелген. Сол сияқты, Шоумейкер-Леви 2 кометасы да бастапқыда астероид деп белгіленген.

Ең үлкені

Ең үлкен белгілі кезеңдік комета – 95P/Chiron, диаметрі 200 км. Ол 50 жыл сайын Сатурн орбитасының ішінде, 8 АЕ қашықтықта перигелийге жетеді. Ең үлкен белгілі Оорт бұлты кометасы – шамамен 150 км диаметрлі Бернардинилли-Бернштейн кометасы деп саналады. Ол 2031 жылдың қаңтарына дейін Сатурн орбитасының сыртында, 11 АЕ қашықтықта перигелийге келмейді. 1729 жылғы кометаның диаметрі шамамен 100 км болған деп есептеледі және ол Юпитер орбитасының ішінде, 4 АЕ қашықтықта перигелийге жеткен.

Кентаврлар

Кентаврлар әдетте астероидтер мен кометалар сипаттамаларын бірдей көрсетеді. Кентаврлар 60558 Эхекл және 166P/NEAT сияқты кометалар ретінде жіктелуі мүмкін. 166P/NEAT кометалық қабықшасы байқалғанда ашылған, сондықтан орбитасына қарамастан комета деп жіктеледі, ал 60558 Эхекл кометалық қабықшасыз табылған, бірақ кейін белсенділік көрсетті, содан кейін комета және астероид ретінде жіктелді (174P/Эхекл). «Кассини» ғарыш аппаратын кентаврға жіберу жоспары болған, бірақ NASA оны жоюға шешім қабылдады.

Байқау

Комета кең өрісті телескоп арқылы фотосуреттеу арқылы немесе бинокльмен көзбен қарау арқылы ашылуы мүмкін. Дегенмен, егер оптикалық құралдарға қол жеткізбесе де, әуесқой астроном SOHO сияқты кейбір спутниктік обсерваториялар жинаған суреттерді жүктеу арқылы күнге жақын кометаларды онлайн режимінде ашуға мүмкіндік алады. SOHO-ның 2000-шы кометасын 2010 жылдың 26 желтоқсанында поляк әуесқой астрономы Михаль Кусиак ашқан. Hale–Bopp кометасын ашқан екі астроном да әуесқой құралдарды қолданған (дегенмен, Хейл әуесқой емес еді).

Жоғалған

Алдыңғы онжылдықтарда немесе ғасырларда ашылған бірқатар кезеңдік кометалар қазір жоғалған кометалар санатына жатады. Олардың орбиталары болашақ пайда болуларын болжау үшін жеткілікті дәл анықталмаған, немесе кометалар ыдырап кеткен. Дегенмен, кейде "жаңа" комета табылады, және оның орбитасын есептеу нәтижесінде ол бұрын "жоғалған" комета екені анықталады. Мысалы, 11P/Tempel–Swift–LINEAR кометасы 1869 жылы ашылған, бірақ Юпитердің әсерінен 1908 жылдан кейін байқау мүмкін болмай қалды. Ол 2001 жылы LINEAR бағдарламасымен кездейсоқ қайта ашылғанға дейін табылмай келді. Осындай санатқа кем дегенде 18 комета кіреді.

Танымал мәдениетте

Кометаларды танымал мәдениетте бейнелеу, кометаларды апаттың алдын ала хабаршысы және әлемді өзгертетін үлкен өзгерістердің белгісі ретінде қарастыратын ұзақ батыс дәстүріне терең байланысты. Галлей кометасының өзі ғана оның әр қайта пайда болуында түрлі сенсациялық жариялымдардың көптеуіне себеп болды. Көптеген белгілі тұлғалардың дүниеге келуі мен өлімі кометаның пайда болуымен сәйкес келіп, ерекше аталып өтті, мысалы, жазушы Марк Твен (1910 жылы ол "кометамен бірге кетемін" деп дұрыс болжады), ал 1997 жылы Хале-Бопп кометасының пайда болуы "Аспан қақпасы" культының жаппай өзін-өзі өлтіруіне алып келді. Ғылыми фантастикада кометалардың соқтығысуы технология мен батырлықтың күшімен жеңілген қауіп ретінде (1998 жылғы "Deep Impact" және "Armageddon" фильмдеріндегідей) немесе жаһандық апаттың (1979 жылғы "Луцифердің балғасы") немесе зомбилердің пайда болуына (1984 жылғы "Кометаның түні") себеп болатын жағдай ретінде бейнеленген.

Әдебиетте

1825 жылы 15 шілдеде Флоренцияда Понс алғаш байқаған ұзақ мерзімді комета Лидия Сигорнидің әзіл-қалжыңға толы өлеңіне шабыттандырды, онда барлық аспан денелері кометаның келбеті мен мақсаты туралы пікір таластырады.