Cometele sistemului solar. Planetologii au aflat cum se nasc cometele Unde se nasc cometele în sistemul solar

Imagini și date științifice din sonda Rosetta au ajutat oamenii de știință să demonstreze că cometele apar din prăbușirea gravitațională a norilor mici de „pietricele spațiale” mici și gheață, potrivit unui articol publicat în revista MNRAS.

„Am arătat că cometa Churyumov-Gerasimenko s-a născut ca urmare a prăbușirii gravitaționale „moale” a unui nor de praf și pietricele. Din păcate, încă nu putem spune cum au apărut jumătățile „ganterei” ei - au fost corpuri cerești separate care s-au ciocnit după naștere sau au făcut parte dintr-un singur întreg”, spune Jurgen Blum de la Institutul de geofizică și fizică extraterestră din Braunschweig ( Germania).

Lumea dinaintea timpului

Astăzi, oamenii de știință nu au aproape nicio îndoială că planetele își încep nașterea în interiorul unui disc plat de gaz-praf plin cu particule mici de praf și nori denși de gaz, iar formarea lor se termină într-o serie de ciocniri de planetisimale - „embrioni” de planete. dimensiunea lui Vesta sau Ceres, precum și comete mari și asteroizi.

„La mijloc” între ele există un gol teoretic – până când oamenii de știință planetari au ajuns la un consens cu privire la ceea ce se întâmplă după ce boabele de praf unice se unesc în bulgări relativ mici de un centimetru în dimensiune. Există mai multe teorii diferite, care au fost imposibil de testat până de curând.

Oamenii de știință planetar încearcă să găsească răspunsul la această ghicitoare în două moduri - prin observarea sistemelor planetare nou-născute folosind telescoape cu microunde și prin studierea granulelor de praf păstrate în intestinele cometelor încă de la nașterea sistemului solar. Primele studii de acest fel au fost efectuate în urmă cu trei ani de sonda Rosetta și landerul Phila, care a fost aruncat pe suprafața cometei Churyumov-Gerasimenko în noiembrie 2014.

Bloom și colegii săi au folosit datele culese de „Phila” și „Rosetta” pentru a descoperi unul dintre misterele acestui „vid teoretic” și pentru a afla exact cum a apărut această cometă.

După cum explică omul de știință, structura internă a cometei, precum și dimensiunea și masa particulelor de praf care au fost găsite în „coada” sa de instrumentele „Rosetta”, reflectă direct condițiile în care s-a format. De exemplu, dacă s-ar fi născut în cursul unei serii de ciocniri de „embrioni” din ce în ce mai mari ai planetelor, atunci materia sa ar fi parțial topită și ar avea o compoziție minerală și chimică neomogenă.

Nor spațial pufos

Acest lucru, după cum arată datele sondei și modulului de coborâre, cel mai probabil nu s-a întâmplat - multe boabe de praf găsite pe cometa Churyumov-Gerasimenko au o formă destul de pufoasă și „slăbită” și în același timp sunt mari. Aceasta înseamnă că nucleul cometei s-a născut într-un mediu destul de „calm” și la viteze suficient de mici ale prafului și gazului care l-au generat.

Strămoșii săi, după cum arată măsurătorile sondelor și calculele teoretice ale oamenilor de știință, au fost boabe de praf relativ mari, a căror rază a variat de la unu la șase milimetri. Aceste particule de praf s-au acumulat treptat într-un punct de pe marginile îndepărtate ale norului protoplanetar și au provocat un analog în miniatură al colapsului gravitațional, care de obicei precede nașterea stelelor și planetelor.

După cum arată modelele computerizate, acest proces a decurs destul de lent, ceea ce a dus la faptul că particulele de praf au fost amestecate uniform în interiorul cometei și „lipite” între ele într-o formă aproape primordială și au apărut multe goluri în interiorul corpului ceresc. Pe de altă parte, acum putem spune cu încredere că cometa s-a născut într-o „o singură ședință” - nu au existat etape intermediare în nașterea ei.

Astfel de rezultate de calcul sunt în acord cu datele privind structura interiorului cometei Churyumov-Gerasimenko, care au fost obținute de „Fila” în timpul unei aterizări nereușite și anunțate în vara anului 2015. Pe de altă parte, ei mărturisesc, de asemenea, faptul că „monștrii zguduiți” s-ar fi putut forma altfel decât ar trebui să se facă planetele, ceea ce nu este prezis de teorie și este o surpriză pentru oamenii de știință planetar.

Pe baza materialelor din reired

VMartiedin trecutal anuluiîntregflotilăspaţiuaparatîntâlnitcucelebrucometăHalley. LAdin pacate, extremînaltrelativvitezănaveșicometelimitatcercsarcinidin aceastaexperiment. Reușitdefiniprincipalulspecificațiigunoimiezuri- dimensiuni, masa, Culoare, temperaturasuprafaţă, elementarcompoziţiepierdutsubstante. Daroamenii de științănecesarîn sinesubstanţă, carepoate sacercetarevlaboratoare. NumaiAsa denoigăsiRăspunspeunudincel maiardereîntrebăricosmogoniiSolarsisteme: Undeaparcomete!

Unii oameni de știință cred că cometele sunt rămășițele unui nor preplanetar și, prin urmare, trebuie să conțină materia primară a sistemului solar. Cu toate acestea, această ipoteză este dificil de explicat originea cometelor cu perioadă scurtă din familia Jupiter. Doar 87 de membri ai acestei familii sunt cunoscuți - ei se învârt în jurul Soarelui în aceeași direcție cu planeta gigantică. Dar calculele arată: dacă cometele s-au născut cu adevărat în zorii sistemului solar și au fost capturate de Jupiter, atunci cel puțin 30 dintre ele ar trebui să se întoarcă în direcția opusă. Și alte calcule susțin că capturarea unei comete de către Jupiter este un eveniment puțin probabil.

O ipoteză alternativă a fost înaintată de celebrul matematician și astronom francez J. Lagrange: planetele gigantice erup comete din intestine. A fost dezvoltat de astronomii englezi R. Proctor și E. Crommelin. În țara noastră, adeptul său înfocat a fost astronomul de la Kiev S. Vsekhsvyatsky.

Cu toate acestea, această ipoteză are și un defect grav. Pentru a se desprinde de Jupiter, cometa trebuie să dezvolte o viteză incredibil de mare - aproximativ 60 de kilometri pe secundă. a sugerat Vsekhsvyatsky; nu planete gigantice, ci sateliții lor aruncă comete din intestinele lor. Aici, vitezele de ejecție necesare pentru a intra pe o orbită heliocentrică sunt de numai 5-7 kilometri pe secundă.

Nava spațială americană Voyager a înregistrat mai mulți vulcani activi pe luna Io a lui Jupiter - o planetă mică arunca materie la o înălțime de câteva sute de kilometri. Și acest lucru este aproape suficient pentru ca rocile erupte să depășească atracția gravitațională a lui Io și Jupiter.

Deci unde se nasc cometele? Pentru a răspunde la această întrebare, este necesar să obțineți materie de cometă. Administrația Națională de Aeronautică și Spațiu din Statele Unite, împreună cu Agenția Spațială Europeană, intenționează deja să lanseze o navă spațială către Cometa Wild II. Lansarea este programată pentru 19 martie 1993, aterizarea pe nucleu - 7 aprilie 1997, lansarea din nucleu după eșantionare - în două luni. Pe 14 aprilie 2000, landerul va livra pe Pământ 10 kilograme de materie cometă într-o formă înghețată. Abia atunci cercetătorii vor putea să spună ce vârstă are cometa și, eventual, să decidă problema originii sale.

Cu toate acestea, oamenii de știință sovietici au posibilitatea de a rezolva această problemă mult mai devreme. Dar nu trebuie să trimită nave spațiale. Este suficient să acordați mai multă atenție pietrelor care se găsesc... chiar sub picioare. Acestea sunt tektite: bucăți dintr-o substanță care arată ca sticla.

În 1961, L. Kvasha și G. Gorshkov, comparând compoziția chimică a tektitelor și a lavelor terestre, au ajuns la o concluzie interesantă: tektitele au apărut într-un corp ceresc, pe care au avut loc procese similare cu fenomenele vulcanismului terestru. Iar aspectul lor - picături, sferoide, gantere - vorbește despre faptul că s-au solidificat din topitură în condiții de zbor. Cu toate acestea, mulți oameni de știință resping această ipoteză, considerând că tektitele sunt de origine terestră. Argumentul lor principal; nimeni nu a văzut vreodată sticlă căzând din cer, dar este așa? O expediție în zona căderii meteoritului Tunguska, o cometă al cărei zbor a fost observat în 1908 de sute de oameni, ar putea rezolva disputa de lungă durată.

Mi-am conturat deja ipoteza despre tektitele din Tunguska („SI” din 22 decembrie 1985 – „Din nou ghicitoarea Tunguska?”). De atunci, am putut obține o mulțime de date noi care ne permit să afirmăm că majoritatea tectitelor găsite pe Pământ au căzut ca parte a fragmentelor de gheață ale cometelor. Gheața s-a topit - au rămas tektitele. Prin urmare, în zona catastrofei de la Tunguska, acestea ar trebui căutate în cratere, care, cel mai probabil, au lăsat blocuri de gheață. Și L. Kulik a găsit multe astfel de pâlnii. Doi ani de muncă obositoare au fost cheltuiți pentru a cerceta doar unul dintre ei - Suslovskaya. Dar în afară de o bucată de sticlă topită, cercetătorii nu au găsit nimic interesant.

Craterele s-au format în anul în care a căzut meteoritul. Dar în publicațiile de după război, originea lor era deja explicată prin procese naturale termocarstice, iar o bucată de sticlă se numea... o sticlă care s-a topit în timpul unui incendiu în coliba lui L. Kulik.

În Rapoartele Academiei de Științe a URSS, el și-a descris descoperirea după cum urmează: „Pe suprafața laterală a unei depresiuni rotunde, la 200 de metri de „Captură de meteorit”, s-au găsit 0,5 kilograme de sticlă cu bule albăstrui/translucide. argile, care au dat urme de nichel în timpul analizei”. Dar doar o caracteristică distinctivă a tectitelor este conținutul crescut de nichel în comparație cu compoziția medie a rocilor terestre. Este greu de crezut că un mineralog atât de experimentat precum L. Kulik nu a putut vedea sticla topită în descoperirea sa și chiar a publicat descrierea acesteia în jurnalul cu prioritate a Academiei de Științe. Dar de unde a venit argila pe suprafața turbării? Probabil a fost aruncat dintr-o pâlnie săpată de un bloc de gheață.

Ce s-a găsit atunci în pâlnie: tektită sau o sticlă topită? Adevărul poate fi restabilit doar prin examinarea altor pâlnii. Apropo, de pe vremea lui L. Kulik, nimeni nu a căutat nimic în ei.

Acum să comparăm aceste două moduri de a rezolva problema originii cometelor. Livrarea materiei cometare din spațiu pe Pământ este o întreprindere foarte costisitoare și, în cele mai favorabile circumstanțe, poate fi realizată nu mai devreme de 2000. Și o expediție în zona căderii meteoritului Tunguska ar putea găsi materialul cometei - tektite încă de anul viitor. Ei vor rezolva simultan trei probleme strâns legate - meteoritul Tunguska, originea tectitelor și cometelor.

O cometă este un mic corp ceresc, format din gheață intercalată cu praf și resturi de piatră. Când se apropie de soare, gheața începe să se evapore, așa că în spatele cometei rămâne o coadă, întinzându-se uneori pe milioane de kilometri. Coada cometei este compusă din praf și gaze.

Orbita cometei

De regulă, orbita majorității cometelor este o elipsă. Cu toate acestea, traiectorii circulare și hiperbolice de-a lungul cărora corpurile de gheață se mișcă în spațiul cosmic sunt, de asemenea, destul de rare.

Cometele care trec prin sistemul solar

Multe comete trec prin sistemul solar. Să ne concentrăm pe cei mai renumiți rătăcitori spațiali.

Cometa Arenda-Roland a fost descoperit pentru prima dată de astronomi în 1957.

Cometa Halley are loc lângă planeta noastră la fiecare 75,5 ani. Numit după astronomul britanic Edmund Halley. Primele mențiuni ale acestui corp ceresc se găsesc în textele chinezești antice. Poate cea mai faimoasă cometă din istoria civilizației.

Cometa Donati a fost descoperit în 1858 de astronomul italian Donati.

Cometa Ikea-Seki a fost observat de astronomii amatori japonezi în 1965. S-a remarcat prin strălucirea sa.

cometa lui Lexel a fost descoperit în 1770 de astronomul francez Charles Messier.

Cometa Morehouse a fost descoperit de oamenii de știință americani în 1908. Este de remarcat faptul că fotografia a fost folosită pentru prima dată în studiul ei. S-a remarcat prin prezența a trei cozi.

Cometa Hale-Bopp a fost vizibilă în 1997 cu ochiul liber.

Cometa hyakutake observat de oamenii de știință în 1996 la mică distanță de Pământ.

Cometa Schwassmann-Wachmann a fost observat pentru prima dată de astronomii germani în 1927.

Cometele „tinere” au o nuanță albăstruie. Acest lucru se datorează prezenței unei cantități mari de gheață. Pe măsură ce cometa se rotește în jurul soarelui, gheața se topește și cometa capătă o nuanță gălbuie.

Cele mai multe comete sunt ejectate din centura Kuiper, care este un grup de corpuri înghețate situate lângă Neptun.

Dacă coada unei comete este albastră și îndepărtată de Soare, aceasta este o dovadă că este compusă din gaze. Dacă coada este gălbuie și întoarsă spre Soare, atunci există mult praf și alte impurități în ea care sunt atrase de stea.

Studiul cometelor

Oamenii de știință obțin informații despre comete vizual prin telescoape puternice. Cu toate acestea, în viitorul apropiat (în 2014), este planificată lansarea navei spațiale ESA „Rosetta” pentru a studia una dintre comete. Se presupune că dispozitivul va fi aproape de cometă pentru o lungă perioadă de timp, însoțind rătăcitorul spațial în drumul său în jurul Soarelui.

Rețineți că mai devreme, NASA a lansat nava spațială Deep Impact pentru a se ciocni cu una dintre cometele sistemului solar. În prezent, dispozitivul este în stare bună de funcționare și este folosit de NASA pentru a studia corpurile spațiale înghețate.

MOSCA, 30 octombrie - RIA Novosti. Imaginile și datele științifice de la sonda Rosetta i-au ajutat pe oamenii de știință să demonstreze că cometele apar din prăbușirea gravitațională a unor mici nori de mici „pietricele spațiale” și gheață, potrivit unui articol publicat în revista MNRAS.

"Am arătat că cometa Churyumov-Gerasimenko s-a născut ca urmare a unui colaps gravitațional" moale "al unui nor de praf și pietricele. Din păcate, nu putem spune încă cum au apărut jumătățile" ganterei "sale - dacă erau corpuri cerești separate s-au ciocnit după naștere sau fac parte dintr-un singur întreg”, spune Jurgen Blum de la Institutul de Geofizică și Fizică Extraterestră din Braunschweig, Germania.

Lumea dinaintea timpului

Astăzi, oamenii de știință nu au aproape nicio îndoială că planetele își încep nașterea în interiorul unui disc plat de gaz-praf plin cu particule mici de praf și nori denși de gaz, iar formarea lor se termină într-o serie de ciocniri de planetisimale - „embrioni” de planete de mărimea lor. din Vest și Ceres, precum și comete mari și asteroizi.

„La mijloc” între ele, există un gol teoretic – până când oamenii de știință planetari au ajuns la un consens cu privire la ceea ce se întâmplă după ce boabele de praf unice se unesc în bucăți relativ mici de un centimetru în dimensiune. Există mai multe teorii diferite, care au fost imposibil de testat până de curând.

Oamenii de știință planetar încearcă să găsească răspunsul la această ghicitoare în două moduri - prin observarea sistemelor planetare nou-născute folosind telescoape cu microunde și prin studierea boabelor de praf păstrate în intestinele cometelor încă de la nașterea sistemului solar. Primele studii de acest fel au fost efectuate în urmă cu trei ani de sonda Rosetta și landerul Phila, care a fost aruncat pe suprafața cometei Churyumov-Gerasimenko în noiembrie 2014.

Bloom și colegii săi au folosit datele culese de „Phila” și „Rosetta” pentru a descoperi unul dintre secretele acestui „vid teoretic” și pentru a afla exact cum a apărut această cometă.

După cum explică omul de știință, structura internă a cometei, precum și dimensiunea și masa particulelor de praf care au fost găsite în „coada” sa de instrumentele „Rosetta”, reflectă direct condițiile în care s-a format. De exemplu, dacă s-ar fi născut în cursul unei serii de ciocniri de „embrioni” din ce în ce mai mari de planete, atunci materia sa ar fi parțial topită și ar avea o compoziție minerală și chimică neomogenă.

Nor spațial pufos

Acest lucru, după cum arată datele sondei și modulului de coborâre, cel mai probabil nu s-a întâmplat - multe boabe de praf găsite pe cometa Churyumov-Gerasimenko au o formă destul de pufoasă și „slăbită” și în același timp au dimensiuni mari. Aceasta înseamnă că nucleul cometei s-a născut într-un mediu destul de „calm” și la viteze suficient de mici ale prafului și gazului care l-au generat.

Strămoșii săi, după cum arată măsurătorile sondelor și calculele teoretice ale oamenilor de știință, au fost boabe de praf relativ mari, a căror rază a variat de la unu la șase milimetri. Aceste particule de praf s-au acumulat treptat într-un punct de pe marginile îndepărtate ale norului protoplanetar și au provocat un analog în miniatură al colapsului gravitațional, care de obicei precede nașterea stelelor și planetelor.

După cum arată modelele computerizate, acest proces a decurs destul de lent, ceea ce a dus la faptul că particulele de praf au fost amestecate uniform în interiorul cometei și „lipite” între ele într-o formă aproape primordială și au apărut multe goluri în interiorul corpului ceresc. Pe de altă parte, acum putem spune cu încredere că cometa s-a născut într-o singură ședință - nu au existat etape intermediare în nașterea ei.

Astfel de rezultate de calcul sunt în acord cu datele privind structura interiorului cometei Churyumov-Gerasimenko, care au fost obținute de „Fila” în timpul unei aterizări nereușite și anunțate în vara anului 2015. Pe de altă parte, ei mărturisesc, de asemenea, faptul că „monștrii zguduiți” s-ar fi putut forma diferit de felul în care ar trebui să facă planetele, ceea ce nu este prezis de teorie și este o surpriză pentru oamenii de știință planetar.

Problema originii cometelor este foarte complexă. Datele noastre reale despre ele sunt foarte insuficiente pentru a le rezolva. Dar oamenii de știință, ca toți oamenii, vor să învețe rapid despre ceea ce este atât de interesant, chiar dacă a fost puțin studiat. Prin urmare, se construiesc diverse ipoteze despre originea cometelor; aceste ipoteze se schimbă pe măsură ce sunt discutate și apar noi date. Prin urmare, există opinii diferite.

Să luăm, de exemplu, descoperirea asteroizilor cu orbite alungite, la fel ca și orbitele unor comete periodice. Acești asteroizi mici diferă ca înfățișare de astfel de comete doar prin absența unei învelișuri cețoase în jurul lor. Aceștia sunt asteroizii Gidalgo, Hermes, Adonis, Apollo, Icarus. În același timp, pentru unele comete cu perioadă scurtă, de exemplu, pentru cometele Schwassmann-Wachman și Oterm, orbitele sunt mai aproape de cerc, de care se apropie orbitele majorității planetelor, decât la asteroizii numiți. În plus, pentru unele comete, scoici cețoase sunt abia vizibile. Prin urmare, până de curând a fost posibil să ne gândim la originea comună a asteroizilor și a cometelor periodice, poate din cauza fragmentării asteroizilor în timpul coliziunilor, în care orbita fragmentelor se schimbă. S-ar putea chiar presupune că asteroizii precum Hidalgo sunt nucleele cometelor care și-au pierdut învelișul gazos. Cu toate acestea, datele cunoscute acum despre natura și structura nucleelor ​​cometare nu ne permit să le considerăm fragmente de piatră, monolitice, iar aceasta este o dificultate pentru o astfel de ipoteză.

astronomul sovietic S.K. Vsekhsvyatsky cu mulți ani în urmă a găsit semne convingătoare că cometele periodice își pierd rapid luminozitatea, se epuizează și nu mai sunt observate. Am văzut exemple de dezintegrare a cometelor odată cu transformarea lor ulterioară într-o ploaie de meteoriți. Între timp, cometele periodice continuă să se redeschidă. Dacă numărul lor nu a dispărut în timpul existenței sistemului solar, atunci compoziția lor este completată cu nașterea de noi comete. Dar unde și cum?

S.K. Vsekhsvyatsky apără ipoteza conform căreia cometele apar chiar și în prezent prin emisiile de la erupțiile vulcanice de pe planete sau sateliții acestora.

Pentru a se desprinde de planetele gigantice și cu atât mai mult pentru a depăși rezistența atmosferei lor, emisiile trebuie să dobândească viteze extraordinare, energia lor trebuie să fie incredibil de mare. În același timp, masa agregatului de comete ar trebui să fie aproape mai mare decât masa planetelor și chiar mai mult decât a sateliților lor. Prin urmare, această ipoteză nu a avut mulți susținători. De asemenea, s-au exprimat mari îndoieli că ar putea exista vulcani încă activi pe sateliții planetelor. Recent, în primăvara anului 1979, ipoteza lui Vsekhsvyatsky a primit o confirmare puternică. Stația spațială americană Voyager 1, care zboară lângă Io, unul dintre cele patru luni principale ale lui Jupiter, a fotografiat fenomene de pe suprafața sa (Fig. 88), care sunt descrise ca ieșiri abundente, cu mai multe jeturi de lavă de la cinci vulcani, însoțite de emisii. de cenușă și gaze la altitudine de până la 500 km. Aceste emisii au fost proiectate pe cerul de la marginea planetei. Aceasta, împreună cu justificarea previziunii lui S.K. All Saints despre formarea inelelor în jurul planetelor gigantice cu sateliți mari îi întărește foarte mult poziția. Adevărat, masa posibilelor emisii vulcanice de la sateliții planetelor cunoscute este insuficientă pentru a crea toate cometele sistemului solar.

S-ar putea (acesta este gândul meu personal) ca aici, ca și în alte cazuri cunoscute de știință, evenimente diferite să dea naștere la rezultate similare. De exemplu, craterele sunt generate atât de impacturile meteoriților, cât și de erupțiile vulcanice. Probabil cometele cu perioadă scurtă provin din erupții de la sateliții planetari, iar cometele cu perioadă lungă din procesele de la granițele sistemului solar...

Neobositul entuziast S.K. Vsekhsvyatsky a creat în URSS (pentru prima dată în lume) un observator special lângă Kiev pentru studiul cometelor. El a organizat, de asemenea, observarea sistematică în Uniunea Sovietică a tuturor cometelor apărute, iar pentru aceasta își trimite elevii în toate părțile Uniunii pentru această expediție. Fructele acestei lucrări vor accelera o mai bună înțelegere a naturii și originii cometelor.

De exemplu, Oort (Olanda) a sugerat că cometele se formează mult dincolo de orbita lui Pluto. Poate, se gândi el, la început erau mici condensări care au apărut în timpul formării planetelor și au fost aruncate de perturbarea acestora din urmă în regiunile exterioare. Acum, sub influența perturbărilor de la stelele din apropiere, unele dintre ele sunt împinse din când în când înapoi și devin vizibile.

În aceste concepții ale unui nor cometar lângă granița sistemului solar, nu este clar de ce astfel de corpuri mici sunt atât de bogate în gaze.

În orice caz, studiul cometelor, a cărui „nocivitate” a negat-o știința, este ridicat în Uniunea Sovietică. Lucrările unuia dintre cei mai mari oameni de știință din lume F.A. Bredikhin a făcut o întreagă epocă în acest domeniu, iar oamenii de știință sovietici continuă să studieze cometele pe baza celor mai recente descoperiri și concepte ale fizicii.