Comete


Cometa C/2002 V1 (NEAT). Foto: ESA.

În trecut apariția unei "stele cu coadă" producea panică în rândul oamenilor, prevestind dezastre sau chiar sfârșitul lumii.

"Stele cu coadă" apareau din când în când pe cer, se mișcau cu repeziciune printre stele, rămâneau vizibile câteva zile sau săptămâni după care nu se mai vedeau.

A existat o perioadă când cometele erau considerate fenomene ce se peterceau în aer (atmosfera Pământului). Cel care și-a dat seama că sunt „apropiate de stele” a fost astronomul danez Tycho Brahe care a observat că privită din locuri diferite dar în același moment, o cometă nu își modifică poziția pe cer cum o fac norii, de exemplu. Aceasta a fost prima dovadă științifică că sunt obiecte foarte îndepărtate.

Înainte de Isaac Newton și de Edmund Halley nu se știa de unde vin și unde se duc. Apariția lor era neașteptată. Dazându-se pe legea atracției universale (a lui Newton) Edmund Halley a reușit să calculeze traiectoria unei cometei, determinând în același timp că se întoarce periodic la Soare. A identificat în scrierile istorice observații făcute asupra acestei comete iar comunitatea științifică a dat numele său cometei. Acum se numește cometa 1P/Halley și se întoarce la Soare la fiecare 76 de ani.

Primele observații asupra compoziției chimice a cometelor au fost făcute de către Sir William Huggins în 1860. În 1866 s-a descoperit că orbita cometei 55P/Tempel-Tuttle este asemănătoare cu cea a meteorilor din curentul Perseide. S-a descoperit astfel că stelele căzătoare sunt fire de praf cometar care intră în atmosfera Pământului.

Cert este că niciodată "stelele cu coadă", numite în prezent "comete" nu au adus cu ele sfârșitul lumii.

Până la data de 5 septembrie 2014 au fost catalogate 3289 de comete, dintre care 1648 periodice. Dintre toate cometele doar 308 sunt „numerotate”, adică au fost observate la mai mult de două întoarceri la periheliu.

Locul cometelor in sistemul solar

Știm acum că cometele sunt rămașițe de la formarea sistemului solar, un fel de "deşeuri cosmice". Sunt corpuri compuse din praf amestecat cu gaze înghețate și apă. Mărimea unui nucleu de cometă nu depășește 15-20 km, majoritatea celor observate de aproape fiind de 2-3 km. Din cauza aceasta este imposibil să observi de pe Pământ un nucleul de cometă însă datorită misiunilor spațiale dedicate studiului cometelor am făcut cunoștință îndeaproape cu cinci nuclee de cometă. Imagini despre ele găsiți mai jos împreună cu date despre aceste misiuni spațiale.

Majoritatea se rotesc în jurul Soarelui la distanțe foarte mari, găsindu-se în două regiuni: mai departe de planeta Neptun, în regiunea numită „centura lui Kuiper” și în „Norul lui Oort” situat la marginea sistemului solar.

Traiectoria obișnuită ale cometelor din centura lui Kuiper este perturbată de către gravitația planetei Neptun și nucleele înghețate își încep drumul către Soare. Astfel apar cometele scurt-periodice, care se reîntorc in preajma Soarelui odată la câțiva ani (sau zeci de ani). Putem spune că sistemul solar interior este „poluat” cu acest tip de obiecte. Avem în prezent câteva sute de comete ce au orbite care nu le trimit mai departe de Marte și le aduc foarte aproape de Soare. Acestea sunt cometele „domestice”.

În norul lui Oort lucrurile stau altfel. Acolo Soarele este doar o lumina slabă. Forta de atracție a acestuia nu este mai mare decât a unor stele vecine sau a altora care pot trece prin zonă. Uneori o cometă este atrasă încet, încet de către Soare și își începe drumul catre acesta.

Se estimează ca unei comete din acesta regiune îi ia aproximativ 30.000.000 de ani sa ajungă în vecinatatea Soarelui. Cateva mii de miliarde de comete se găsesc în norul lui Oort, acolo existând un rezervor de materiale printre care și apă înghețată.

 

Structura cometelor


Orbita unei comete

Cometele se aseamănă cu stele „păroase” adică aștri luminoși cu o trenă luminoasă.

Trena luminoasă se numește „coadă” și este cea mai spectaculoasă caracteristică a unei comete. Uneori este foarte lungă aparent pe cer și fizic în spațiu și mereu este îndreptată în partea opusă Soarelui. Cozile sunt de două feluri.

Cele mai lungi și spectaculoase sunt cele de praf, numite și „de tip II”. În compoziția lor intră praf eliberat când gazul din nucleu sublimează (trece din stare solidă în stare gazoasă). Acesta, sub presiunea vântului solar rămâne în spatele cometei, în raport cu Soarele. Cozile de praf sunt deseori curbate din cauză că particulele din care sunt constituite, odată eliberate în spațiu, se vor deplasa în jurul Soarelui pe orbite proprii.

Dimensiunile particulelor din cozile de praf sunt de mărimea unui fir de păr (grosime) și uneori cât nisipul de pe plaje.

De remarcat este faptul că numai la cometele care se apropie la mai puțin de 200 de milioane de km de Soare apar cozi de praf.

Al doilea tip de cozi sunt cele contituite din gaz(e), adică H2O, CO2, CO, H, OH, O, S, C. Atomii sau molelculele de gaz sunt ejectate violent din nucleu sub formă de jeturi (observate deseori în imaginile luate de sondele spațiale). Cozile de gaz prezintă modificări rapide, motivul fiind „sensibilitatea” acestora la câmpul magnetic al Soarelui (particulele încărcate care fac parte din coadă sunt ușor influențate de particulele încărcate emise de Soare). Se numesc cozi ionice.

Cea mai lungă coadă ionică din istorie este cea a cometei C/1996 B2 Hyakutake și a avut 570 milioane de km lungime (3,8 Unități Astronomice). Este urmată de coada cometei din 1843 de 250 milioane de km, aproape de două ori distanța Pământ-Soare.


Nucleul cometei Wild2. Imagine luata de
sonda Stardust. Foto: NASA

Cozile cometelor au originea într-o zonă circulară și luminoasă numită „comă”. Aceasta este de fapt un nor de gaz și praf care înconjoară nucleul. Uneori atinge dimensiuni colosale de 1.000.000 km în diametru iar în cazuri rare poate deveni mai mare decât Soarele. Dar să nu vă închipuiți că norul este dens, ci dimpotrivă. Densitatea este atât de mică încât poți trece prin ele fără să îți dai seama.

Cozile și coma sunt produse de nucleul cometei, obiectul care conține întreaga masă a acesteia.

Nucleul cometei este compus din praf și gaz înghețat, unele putând avea și un nucleu compus exclusiv din roci. Chiar dacă unele comete devin foarte strălucitoare, nucleele lor sunt unele dintre cele mai întunecate obiecte. Un nucleu reflectă 4% din lumina care cade pe el. Ca exemplu, asfaltul reflecta 7%.

Pe măsură ce cometa se apropie de Soare se încălzește. Devine astfel strălucitoare și poate fi observată de pe Pamant prin instrumentele astronomice.

În jurul nucleului se formeaza coma, care se măreste pe masură ce cometa sa apropie de Soare. Căldura Soarelui forțeaza nucleul de gheata să sublimeze) și apar jeturi de gaz și praf, lungi de zeci de mii de kilometri. Coma are acum sute de mii de kilometri diametru.

Presiunea luminii ce vine de la Soare precum și vantul solar (o emisie continuă de particule de la Soare) obliga coma să se alungească în directia opusa Soarelui, împreună cu materia ejectate de ele în spațiu (cozile).

Coma și nucleul sunt înconjurate de un nor de gaz, compus din atomi de hidrogen, numit nor de hidrogen. Emite puternic în ultraviolet și apare atunci când vaporii de apă emiși de nucleul sunt bombardați de particulele încărcate ce vin de la Soare și descompuși în elementele chimice componente. Molecula de hidrogen este descompusă la rândul ei în atomi de vântul solar.


Anatomia unei comete

S-a descoperit în 1996 emisia de raze X a cometelor. Razele X se produc datorită interacției particulelor încărcate emise de Soare cu coma cometei (cu particulele de gaz din comă). Acești ioni captează unul sau mai multi electroni, emitând astfel raze X.

Parte a cometei
Mărime
Compoziție
Detalii
Nucleu
1-20 km
praf, gheață, apă, roci
reflectivitate mică, întunecat
Coma
până în 1.500.000 km
molecule de gaz și praf
culoare gălbuie
Coada de praf
până în 1.500.000 km
particule de praf
gălbuie, curbată, mereu îndreptată în partea opusă Soarelui
Coada ionică
până în 150.000.000 (uneori mai lungă)
molecule ionizate
culoare albastră, dreaptă
Norul de hidrogen
până în 10.000.000 km
atomi de hidrogen
emisie în ultraviolet

 



Tipuri de comete

După perioada de rotație în jurul Soarelui avem mai multe tipuri de comete.

Cometele scurt periodice, sunt cele care au orbite asemănătoare cu ale planetelor sau asteroizilor și au perioade relativ scurte, de maxim 200 de ani. Aceste comete își au originea în centura lui Kuiper. Cea mai cunoscută cometa de acest tip este cometa 1P/Halley care se reîntoarce odată la 76 ani la Soare. Cometa cu cea mai scurtă perioadă este 2/P Encke. Revine „la periheliu” (cea mai mică depărtare de Soare) la fiecare 3,3 ani. Se cunosc până în prezent 252 de comete periodice a căror întoarcere la periheliu a fost observată de minim două ori. Aici găsiți o listă cu acestea.

Cometele care au perioade de maxim 20 de ani sunt din „familia Jupiter” iar cele cu perioade între 20 și 200 de ani din „familia Halley”.

Cometele lung periodice au perioade mai lungi de 200 de ani și se bănuiește că majoritatea provin din norul lui Oort. Majoritatea au orbitele înclinate cu mai mult de 90° față de planul orbitei Pământului. Cometa cu cea mai lungă perioadă, observată de două ori în istorie este 153P/Ikeya-Zhang (perioada de 364 ani) observată în 1661 și 2002!

Există alte 200 de comete periodice a căror întoarcere nu a fost observată, fie din cauza perioadei lungi, fie din cauză că nu se mai poate calcula exact poziția lor (comete pierdute).

Și cometele „neperiodice” vin din norul lui Oort, trec pe lângă Soare și nu se mai intorc vreodata. Perioada lor poate fi foarte mare (mai mare de 1000 de ani) sau pot fi direcționate de gravitația Soarelui departe în spațiul interstelar.

Există și cometele „zgârie Soare” care se aprope atât de mult de acesta încât sunt dezintegrate. Se cunosc 1900 de asemenea comete (octombrie 2011) și unele sunt resturile unei comete mari sfărâmată la trecerea pe lângă Soare. Acestea se numesc comete „Kreutz” după numele astronomului Heinrich Kreutz (1854–1907) care a descoperit că acestea fac parte dintr-o cometă mare care s-a sfărâmat în mii de fragmente acum zeci de mii de ani (posibil cometa din anul 372 î.Hr. observată de astronomul grec Ephorus).


Cometa C/1996 Y1 (SOHO) observată pe 23 decembrie 1993. Soarele se află în spatele discului opac din centrul imaginii. Foto: NASA/SOHO

 

De fapt, sunt atât de multe tipuri de comete „zgârie Soare” încăt vom avea un articol special despre acestea.

Cometele care se apropie cel mai mult de Soare se pot fragmenta din cauza forței de atracție a acestuia. Unele se apropie de distanțe de 50.000 km de acesta și sunt evaporate complet în temperatura imensă din cromosferă, contibuind cu infimă parte la masa Soarelui.

 

Apropierea cometelor de Pământ

Se întâmplă ca unele comete să se apropie de planeta noastră. Alteori Pământul trece prin coada cometelor (s-a întâmplat în 1910). Totul depinde de orbitele cometelor și dacă acestea se intersectează cu a orbitei planetei noastre. Este important să știm dacă în trecut cometele s-au apropiat de Pământ, dacă s-au ciocnit cu acesta și daca o vor face în viitor.

Se poate afla relativ ușor dacă un asemenea obiect se apropie de planeta noastră imediat după ce i s-a calculat precis traiectoria. Mai jos găsiți un tabel cu apropierile cele mai mici dintre comete și planeta noastră.

Distanța [km] Data Cometa
1.804.150 1999 iun 12 P/1999 J6 (SOHO)
2.260.000
1770 iulie 1,7 D/1770 L1 (Lexell)
3.430.000
1366 oct 26,4 55P/1366 U1 (Tempel-Tuttle)
3.539.485 2016 mar 22 P/2016 BA14 (PANSTARRS)
3.719.003 2003 dec 11 289P/Blanpain
4.680.000
1983 mai 11,5 C/1983 H1 (IRAS-Araki-Alcock)
5.000.000
837 apr 10,5 1P/837 F1 (Halley)
5.324.188 2109 iul 20 73P/Schwassmann-Wachmann 3-B
5.331.668 2016 mar 21 252P/LINEAR
5.480.000
1805 dec. 9,9 3D/1805 V1 (Biela)
5.830.000
1743 feb 8,9 C/1743 C1
5.890.000
1927 iunie 26,8 7P/Pons-Winnecke
6.064.697 2060 oct 25 15P/Finlay
6.540.000
1702 apr 20,2 C/1702 H1
7.096.923 1947 apr 11 322P/SOHO
8.990.840
2011 aug 15,34 45P/Honda-Mrkos-Pajdusakova
9.230.000
1930 mai 31,7 73P/1930 J1 (Schwassmann-Wachmann)
9.390.000
1983 iunie 12,8 C/1983 J1 (Sugano-Saigusa-Fujikawa)
10.190.000
1760 ian 8,2 C/1760 A1

Până în prezent s-a estimat că periodic, între 34-64 milioane de ani, o cometă se ciocnește cu Pământul. Se consideră că extincția în masă produsă acum 60 de milioane de ani a fost produsă de o cometă. Se vechiculează tot mai des ideea că apa pe Terra a fost adusă de comete în urma unei perioade în care acestea s-au prăbușit cu o rată mai mare.

În martie 2016 două comete au trecut foarte aproape de Pământ, la foarte scurt timp una după cealaltă. Se estimează că cele două comete sunt fragmente ale unei singure comete.

Oricum nu vă faceți griji: cometele cad mult mai rar pe Pământ decât o fac asteroizii!

 

Misiuni spațiale catre comete

De-a lungul anilor au fost trimise mai multe misiune spre comete. Prima cometă vizitată a fost 1/P Halley (cometa Halley) între 6 și 14 martie 1981, de către trei sonde spațiale. Atunci s-a descoperit că nucleul acesteia are cratere și reflectă foarte puțin din lumina Soarelui. În plus s-a observat că acesta aruncă în spațiu, în fiecare secundă 56 de tone de apă.

Următoarea cometă vizitată a adus alte surprize. Se numește 19/P Borelly și pe 22 septembrie 2001 fost observată de la numai 2200 km de către sonda Deep-Space 1. S-a descoperit că nucleul era acoperit de o crustă înghețată care reflecta doar 3% din lumina Soarelui, neagră ca tonerul de imprimantă. Apă nu exista la suprafață fiind probabil acoperită de crusta bogată în carbon.

Particule din coada cometei Wild 2 au fost colectate de sonda Stardust pe 2 ianuarie 2004 și returnate pe Terra în ianuarie 2006. S-a descoperit că pe cometă există minerale formate la temperaturile mari existente la formarea sistemului solar. Totodată există  și minerale formate la temperaturi foarte mici, semn că obiectul s-a format în mai multe locuri.

 

MISIUNI TERMINATE
Sonda Data lansării Cometă vizitată Data apropierii minime

Apropierea minimă [km]

ISEE/ICE
12 aug 1988
21P/Giacobini Zinner
11 sept 1986
7800
Vega 1
15 dec 1984
1P/Halley
6 mar 1986
8890
Vega 2
21 dec 1984
1P/Halley
9 mar 1986
8030
Sakigake
8 ian 1985
1P/Halley
11 mar 1986
7.000.000
Giotto
2 iul 1986
1P/Halley
14 mar 1986
596
Giotto
2 iul 1986
26P/Grigg-Skjellerup
10 iul 1992
200
Suisei
18 aug 1985
1P/Halley
8 mai 1986
150.000
Deep-Space 1
24 oct 1998
19P/Borrely
21 sept 2001
~2000
Stardust
7 feb 1999
81P/Wild 2
ian 2004
~145
Deep Impact
12 ian 2005
10P/Tempel 2
4 iul 2005
impact
EPOXI (fostă Deep Impact
12 ian 2005
103P/Hartley
4 nov 2010
694
MISIUNI ÎN DESFĂȘURARE
Rosetta
2 mar 2004
67P/Churyumov–Gerasimenko
a ajuns în aug 2014; landerul a asolizat în nov 2014; orbiterul funcționează în prezent (mar 2016)
satelit și lander

Sonda Deep-Impact a lovit cu un proiectil cometa 9P/Tempel (pe 4 iulie 2005) după care a observat rezultatul. Sonda a fost direcționată spre cometa  Hartley 2 la care a ajuns în februarie 2011. A descoperit că în jurul acesteia există un nor de bulgări de zăpadă. Sonda Rosetta a fost lansată în martie 2004 și a ajuns la cometa Churyumov-Gerasimenko în 2014.

Mai jos găsiți o galerie foto cu nucleele cometare vizitate de către sondele spațiale.

Un articol dedicat acestor misiuni se gaseste aici.

Numele cometelor

Numele cometelor se dă după descoperitorii lor. Reglula este să se dea maxim trei nume unei comete, în cazul în care există mai mulți descoperitori independenți.

Pe lângă numele cometei, mai există un cod care contine:

  • anul descoperirii cometei;
  • o literă ce indică luna în care s-a descoperit cometa,
  • cifră ce se da în cazul în care s-au descoperit mai multe comete în acea luna.

Se adaugă și un prefix:

  • "P" în cazul în care cometa e periodică;
  • "C" în cazul în care cometa nu e periodica;
  • "X" în cazul în care orbita cometei nu este cunoscută cu precizie;
  • "D" în cazul în care cometa s-a fragmentat sau s-a pierdut;
  • "A" în cazul în care cometa a fost confundată cu un asteroid.

După ce se observă o a doua trecere la periheliu (pe lăngă Soare) cometa primeste o cifră. Avem până în prezent 364 de comete care au cifre (comete periodice).

Exemple de nume de comete: 1P/Halley, 41P/Tuttle-Giacobini-Kresak, C/2006 A1 Pojmanski, C/1995 O1 Hale-Bopp.

Doar trei comete au fost descoperite de pe teritoriul românesc: cometele 1943c Daimaca, cometa 1943 W1 VAN GENT-PELTIER-DAIMACA și cometa C/1898 L1 (Coddington-Pauly).

Cu același subiect:


26-Mar-2016 12:35