Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Кометаның орталық бөлігі
Central part of a comet
Ядро – кометаның қатты, орталық бөлігі, бұрын «ластанған қар шар» немесе «мұзды лас шар» деп аталатын. Комета ядросы тас, шаң және қатып қалған газдардан тұрады. Күннің жылуымен қыздырылғанда, газдар буланып, ядроны қоршап тұратын атмосфераны – команы жасайды. Күн сәулесінің қысымы мен күн желдің комага әсер ететін күші Күннен қашыққа бағытталған үлкен құйрықтың пайда болуына себеп болады. Типтік комета ядросының альбедосы 0,04-ке тең. Бұл көмірден де қара, және шаң қабатынан туындауы мүмкін. "Розетта" және "Филе" ғарыш кемелерінің нәтижелері 67P/Чурюмов–Герасименко кометасы ядросының магнит өрісі жоқ екенін көрсетті, бұл магнетизмнің планеталардың ерте қалыптасуында маңызды рөл атқармағанын ұғындырады. Сонымен қатар, "Розетта" кемесіндегі ALICE спектрографы бұрынғыдай Күннен шыққан фотондар емес, су молекулаларының күн сәулесімен фотоиондануынан пайда болған электрондар (комета ядросының үстінде) комета ядросынан босатылған су және көмірқышқыл газы молекулаларының комада ыдырауына жауапты екенін анықтады. 2015 жылдың 30 шілдесінде ғалымдар 2014 жылдың қараша айында 67P/Чурюмов–Герасименко кометасына қонған "Филе" ғарыш кемесі кем дегенде 16 органикалық қосылысты анықтағанын, оның төртеуі (ацетамид, ацетон, метил изоцианат және пропиональдегид) кометада алғаш рет табылғанын хабарлады.
The nucleus is the solid, central part of a comet, formerly termed a dirty snowball or an icy dirtball. A cometary nucleus is composed of rock, dust, and frozen gases. When heated by the Sun, the gases sublime and produce an atmosphere surrounding the nucleus known as the coma. The force exerted on the coma by the Sun's radiation pressure and solar wind cause an enormous tail to form, which points away from the Sun. A typical comet nucleus has an albedo of 0.04. This is blacker than coal, and may be caused by a covering of dust. 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. On 30 July 2015, scientists reported that the Philae spacecraft, that landed on comet 67P/Churyumov Gerasimenko in November 2014, detected at least 16 organic compounds, of which four (including acetamide, acetone, methyl isocyanate and propionaldehyde) were detected for the first time on a comet.
Парадигма
Кометалық ядролар, шамамен 1 км-ден кейде ондаған километрге дейін, телескоптармен ажыратылмады. Тіпті қазіргі алып телескоптар да, егер ядролар Жерге жақын болғанда комамен көрінбей қалмаса, мақсатқа тек бірнеше пиксел ғана берер еді. Ядроны түсіну, кома құбылысынан өзгеше, көптеген деректер негізінде анықталуы тиіс болды.
Comet nuclei, at ~1 km to at times tens of kilometers, could not be resolved by telescopes. Even current giant telescopes would give just a few pixels on target, assuming nuclei were not obscured by comae when near Earth. An understanding of the nucleus, versus the phenomenon of the coma, had to be deduced, from multiple lines of evidence.
"Ұшқан құм жағалауы"
"Ұшқан құм жағалауы" моделі алғаш рет 1800 жылдардың соңында ұсынылып, кометті жеке объект емес, денелердің тобы ретінде қарастырады. Белсенділік – бұл ұшқыш заттардың және топ мүшелерінің жоғалуы. Бұл модельді орта ғасырда Реймонд Литлтон, оның пайда болуымен бірге қолдады. Күн жұлдызаралық тұмандылық арқылы өтетін кезде, материал оянында жиналады. Бір бөлігі жоғалып кетеді, ал қалғаны күнге центрленген орбитада қалады. Әлсіз тартылыс кометтің ұзын, эксцентрикалық және көлбеу орбиталарын түсіндіреді. Мұздың өзі болған жоқ; ұшқыш заттар дәндерге сіңіріліп сақталды.
The "flying sandbank" model, first proposed in the late 1800s, posits a comet as a swarm of bodies, not a discrete object at all. Activity is the loss of both volatiles, and population members. This model was championed in midcentury by Raymond Lyttleton, along with an origin. As the Sun passed through interstellar nebulosity, material would clump in wake eddies. Some would be lost, but some would remain in heliocentric orbits. The weak capture explained long, eccentric, inclined comet orbits. Ices per se were lacking; volatiles were stored by adsorption on grains.
"Қылай қар шары"
1950 жылдары Фред Лоуренс Уиппл өзінің "мұздай конгломерат" моделін жариялады. Бұл көп ұзамай "қоқыс қар шары" деп кеңінен танылды. Кометалардың орбиталары өте дәл анықталған болатын, бірақ кейде кометалар "күтілмеген уақытта", тіпті бірнеше күнге дейін қалыпқа келтірілді. Алғашқы кометаларды "эфир" сияқты "қарсылық ететін орта" немесе кометаның алдына соқтығысқан метеориттердің жиынтық әсері арқылы түсіндіруге болады. Бірақ кометалар ерте де, кеш те қайта оралуы мүмкін еді. Уиппл асимметриялық шығарылымдардың (қазіргі "гравитациялық емес күштер") жұмсақ итеруі кометаның қайта оралу уақытын жақсы түсіндіреді деп сақты. Бұл эмитердің біртұтас күші болуын қажет етті – бір ғана қатты ядро, құрамында белгілі бір мөлшерде ұшқыш заттар бар. Литтлтон 1972 жылға дейін "ұшатын құм жағалауы" туралы еңбектерін жариялауды жалғастырды. "Ұшатын құм жағалауы" теориясының соңғы демі Галлей кометасы болды. Vega 2 және Giotto түсірген суреттер бір ғана денені көрсетті, ол аз ғана салдақтар арқылы шығарылым жасады.
Beginning in the 1950s, Fred Lawrence Whipple published his "icy conglomerate" model. This was soon popularized as "dirty snowball." Comet orbits had been determined quite precisely, yet comets were at times recovered "off schedule," by as much as days. Early comets could be explained by a "resisting medium" such as "the aether", or the cumulative action of meteoroids against the front of the comet(s). But comets could return both early and late. Whipple argued that a gentle thrust from asymmetric emissions (now "nongravitational forces") better explained comet timing. This required that the emitter have cohesive strength a single, solid nucleus with some proportion of volatiles. Lyttleton continued publishing flying sandbank works as late as 1972. The death knell for the flying sandbank was Halley's Comet. Vega 2 and Giotto images showed a single body, emitting through a small number of jets.
Өлшемі
Кометалық ядролардың көпшілігінің диаметрі шамамен 16 километрден аспайды және олардың құрамында мұз бен шаң тең мөлшерде болады. 2001 жылдың қыркүйек айында Deep Space 1 ғарыш кемесі Борелли кометасының ядросын бақылап, оның Галлей кометасының ядросынан шамамен екі есе кіші (8×4×4 км) екенін анықтады. Хале-Бопп кометасы қалың көзге жарқырап көрінуіне себебі, оның ерекше үлкен ядросы көп мөлшерде шаң мен газ шығаруы. P/2007 R5 кометасының ядросының диаметрі шамамен 100–200 метрді құрауы мүмкін. Ең үлкен кентаврлардың (тұрақсыз, планеталардың орбитасын кесіп өтетін, мұзды астероидтар) диаметрі 250 км-ден 300 км-ге дейін бағаланады. Олардың ішіндегі ең үлкендеріне 10199 Шарикло (258 км), 2060 Хирон (230 км) және (523727) 2014 NW (≈220 км) жатады. Белгілі кометалардың орташа тығыздығы 0,6 г/см³ деп есептеледі. Төменде шамамен өлшемдері, тығыздықтары және массалары көрсетілген кометалардың тізімі келтірілген. Атауы Өлшемдер (км) Тығыздығы (г/см³) Массасы (кг) Галлей кометасы 15 × 8 × 8 3 Темпель 1 7.6×4.9 0.62 0.6 1.0
Most cometary nuclei are thought to be no more than about 16 kilometers (10 miles) across. contains equal amounts of ice and dust. During a flyby in September 2001, the Deep Space 1 spacecraft observed the nucleus of Comet Borrelly and found it to be about half the size (8×4×4 km) of the nucleus of Halley's Comet. Hale Bopp appeared bright to the unaided eye because its unusually large nucleus gave off a great deal of dust and gas. The nucleus of P/2007 R5 is probably only 100–200 meters in diameter. The largest centaurs (unstable, planet crossing, icy asteroids) are estimated to be 250 km to 300 km in diameter. Three of the largest would include 10199 Chariklo (258 km), 2060 Chiron (230 km), and (523727) 2014 NW (≈220 km). Known comets have been estimated to have an average density of 0.6 g/cm3. Below is a list of comets that have had estimated sizes, densities, and masses. NameDimensionskmDensityg/cm3MasskgHalley's Comet 15 × 8 × 8 3Tempel 1 7.6×4.9 0.62 0.6 1.0
Құрамы
Бір кезде ядроның басты құрауышы су мұзы деп есептелген. «Лас қар шары» моделі бойынша, мұз кері шегінгенде шаң шығарылады. Осыған сүйенсек, Галлей кометасы ядросының шамамен 80% су мұзынан, ал қатты көміртек оксиді (CO) тағы 15% құрайды. Қалған бөлігінің көп бөлігі – қатты көмірқышқыл газы, метан және аммиак. Біздің түсінігіміз негізінен тау жынысына қарай өзгерді; соңғы есептеулер көрсеткендей, судың массасы әдеттегі ядроларда 20-30% ғана құрайды. Чурюмов-Герасименко және Аррокоттан алынған деректер, сондай-ақ аккреция бойынша зертханалық тәжірибелер, мұзға төзімді заттардың арақатынасы 1-ден кем болуы мүмкін емес екенін көрсетеді. «Розетта» миссиясы анықтағандай, Чурюмов-Герасименко кометасынан алынған су буының құрамы Жердегі судан едәуір өзгеше. Комета суындағы дейтерий мен сутегінің арақатынасы Жер суына қарағанда үш есе жоғары екені анықталды. Осыған байланысты, Жердегі су Чурюмов-Герасименко сияқты кометалардан келген деген болжам күмәнді.
It was once thought that water ice was the predominant constituent of the nucleus. In the dirty snowball model, dust is ejected when the ice retreats. Based on this, about 80% of the Halley's Comet nucleus would be water ice, and frozen carbon monoxide (CO) makes up another 15%. Much of the remainder is frozen carbon dioxide, methane, and ammonia. Our understanding has evolved more toward mostly rock; recent estimates show that water is perhaps only 20 30% of the mass in typical nuclei. Data from Churyumov Gerasimenko and Arrokoth, and laboratory experiments on accretion, suggest refractories to ices ratios less than 1 may not be possible. The composition of water vapor from Churyumov–Gerasimenko comet, as determined by the Rosetta mission, is substantially different from that found on Earth. The ratio of deuterium to hydrogen in the water from the comet was determined to be three times that found for terrestrial water. This makes it unlikely that water on Earth came from comets such as Churyumov–Gerasimenko.
Құрылымы
67P/Чурюмов-Герасименко кометасында пайда болған су буының бір бөлігі ядродан қашып кетуі мүмкін, бірақ оның 80% жер бетінің астындағы қабаттарда қайтадан қатты мұзға айналады. Бұл байқау, жер бетіне жақын орналасқан мұзға толы жұқа қабаттар кометалық белсенділік пен эволюцияның нәтижесі болуы мүмкін екенін, сондай-ақ кометаның қалыптасу тарихының басында ғаламдық қабатталу міндетті түрде болмағанын көрсетеді. 67P/Чурюмов-Герасименко кометасындағы Philae қондырғысы жүргізген өлшемдер шаң қабатының қалыңдығы шамамен 500 метрге жете алатынын көрсетті. Оның астында қатты мұз немесе мұз бен шаңның қоспасы жатыр. Кометаның орталығына қарай келе, оның кеуектілігі арта түседі. Көптеген ғалымдар комета ядроларының құрылымы бұрынғы буынның кіші мұз планеталарынан құралған қиратылған үйінділер деп ойлағанмен, Rosetta миссиясы кометалардың әртүрлі материалдан тұратын "қиратылған үйінділер" екенін жойды. Алайда, Rosetta миссиясы кометалардың әртүрлі материалдан тұратын "қиратылған үйінділер" болуы мүмкін екенін көрсетті. Кометаның қалыптасу кезінде және одан кейін болған соқтығысу ортасы туралы деректер нақты қорытынды жасауға мүмкіндік бермеді.
On 67P/Churyumov–Gerasimenko comet, some of the resulting water vapour may escape from the nucleus, but 80% of it recondenses in layers beneath the surface. This observation implies that the thin ice rich layers exposed close to the surface may be a consequence of cometary activity and evolution, and that global layering does not necessarily occur early in the comet's formation history. Measurements carried out by the Philae lander on 67P/Churyumov–Gerasimenko comet, indicate that the dust layer could be as much as thick. Beneath that is hard ice, or a mixture of ice and dust. Porosity appears to increase toward the center of the comet. While most scientists thought that all the evidence indicated that the structure of nuclei of comets is processed rubble piles of smaller ice planetesimals of a previous generation, the Rosetta mission dispelled the idea that comets are "rubble piles" of disparate material. The Rosetta mission indicated that comets may be "rubble piles" of disparate material. Data were not conclusive concerning the collisional environment during the formation and right afterwards.
Бөліну
Кейбір кометалардың ядросы нәзік болуы мүмкін, бұл қорытынды кометалардың бөлініп кетуін бақылау арқылы қолдалады. Бөлініп кеткен кометалардың қатарында 1846 жылғы 3D/Biela, 1992 жылғы Shoemaker–Levy 9 және 1995–2006 жылдар аралығындағы 73P/Schwassmann–Wachmann кометалары бар. Грек тарихшысы Ефор б.з.б. 372–373 жылдардың қысында кометаның бөлініп кеткенін хабарлаған. Кометалардың бөлінуіне жылулық кернеу, ішкі газ қысымы немесе соқтығысу себеп болуы мүмкін деп саналады. 42P/Neujmin және 53P/Van Biesbroeck кометалары бір ата-ана кометасының сынықтары 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.
The nucleus of some comets may be fragile, a conclusion supported by the observation of comets splitting apart. Splitting comets include 3D/Biela in 1846, Shoemaker–Levy 9 in 1992, 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.
Альбедо
Кометалық ядролар Күн жүйесіндегі ең қараңғы нысандардың қатарында саналады. "Джотто" ғарыш зонды Галлей кометасының ядросы оған түсетін жарықтың шамамен 4% -ын шағылыстыратынын анықтады, ал салыстыру үшін, жаңа асфальт жарықтың 7% -ын шағылыстырады. Осы қараңғы бетті құрайтын материал күрделі органикалық қосылыстар деп есептеледі. Күннің қыздыруы салдарынан ұшқыш заттар буланып кетеді, ал орнында қалың, ұзын тізбекті органикалық заттар қалады, олар тар немесе шикі мұнай сияқты өте қараңғы болады. Комета беттерінің қараңғылығы олардың газдануына қажетті жылуды сіңіруге мүмкіндік береді. Жерге жақын астероидтердің шамамен алты пайызының құрып кеткен кометалардың ядролары екені айтылады (Қараңыз: Құрып кеткен кометалар), олар енді газдану процесін бастан өткермейді. Осы деңгейдегі альбедоға ие Жерге жақын екі астероид – 14827 Гипнос және 3552 Дон Кихот.
Cometary nuclei are among the darkest objects known to exist in the Solar System. The Giotto probe found that Comet Halley's nucleus reflects approximately 4% of the light that falls on it, by comparison, fresh asphalt reflects 7% of the light that falls on it. It is thought that complex organic compounds are the dark surface material. Solar heating drives off volatile compounds leaving behind heavy long chain organics that tend to be very dark, like tar or crude oil. The very darkness of cometary surfaces allows them to absorb the heat necessary to drive their outgassing. Roughly six percent of the near Earth asteroids are thought to be extinct nuclei of comets (see Extinct comets) which no longer experience outgassing. Two near Earth asteroids with albedos this low include 14827 Hypnos and 3552 Don Quixote.