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.