Pobierz prezentację na temat komety w programie Microsoft Powerpoint. Prezentacja na temat fizyki na temat: Komety Nauczyciel fizyki Państwowej Instytucji Oświatowej „Sanatorium z internatem w Kalinińsku, obwód Saratowski” Marina Wiktorowna Wasyłyk

Informacje ogólne Prawdopodobnie komety długookresowe docierają do nas z Obłoku Oorta, który zawiera ogromną liczbę jąder komet. Ciała znajdujące się na obrzeżach Układu Słonecznego z reguły składają się z substancji lotnych (wody, metanu i innych lodów), które odparowują, zbliżając się do Słońca.

Do chwili obecnej odkryto ponad 400 komet krótkookresowych. Wiele z nich należy do tak zwanych rodzin. Na przykład około 50 komet o najkrótszym okresie (ich całkowity obrót wokół Słońca trwa 310 lat) tworzy rodzinę Jowiszów. Nieco mniejszy od rodzin Saturna, Urana i Neptuna.

Komety przybywające z głębokiego kosmosu wyglądają jak mgliste obiekty z ogonem ciągnącym się za nimi, czasami osiągającym długość kilku milionów kilometrów. Jądro komety to ciało składające się z cząstek stałych i lodu spowite mglistą powłoką zwaną śpiączką. Jądro o średnicy kilku kilometrów może mieć wokół siebie komę o średnicy 80 tys. km. Strumienie światła słonecznego wytrącają cząsteczki gazu ze śpiączki i odrzucają je z powrotem, wciągając je w długi, dymny ogon, który porusza się za nią w przestrzeni.

Jasność komet zależy w dużej mierze od ich odległości od Słońca. Ze wszystkich komet tylko bardzo mała część znajduje się na tyle blisko Słońca i Ziemi, że można ją zobaczyć gołym okiem. Te najbardziej widoczne nazywane są czasem „wielkimi kometami”.

Budowa komet Komety składają się z jądra i otaczającej go jasnej, mglistej powłoki (komy), składającej się z gazów i pyłu. Gdy jasne komety zbliżają się do Słońca, tworzą „ogon” - słabo świecący pasek, który w wyniku ciśnienia światła i działania wiatru słonecznego jest najczęściej skierowany w stronę przeciwną do naszej gwiazdy. Ogony niebieskich komet różnią się długością i kształtem. Niektóre komety rozciągają się po całym niebie. Ogony komet nie mają ostrych konturów i są niemal przezroczyste - gwiazdy są przez nie wyraźnie widoczne. Jego skład jest różnorodny: gaz, drobne cząstki pyłu lub mieszanina obu. Ogony komet są: proste i wąskie, skierowane bezpośrednio od Słońca; szeroki i lekko zakrzywiony, odchylony od Słońca; krótka, mocno nachylona od centralnego źródła światła.

Historia odkrycia komet I. Newton po raz pierwszy obliczył orbitę komety na podstawie obserwacji jej ruchu na tle gwiazd i doszedł do wniosku, że podobnie jak planety poruszała się ona w Układzie Słonecznym pod wpływem Grawitacja Słońca. Halley obliczył i stwierdził, że komety obserwowane w latach 1531, 1607 i 1682 to te same źródła światła, okresowo powracające do Słońca. W aphelium kometa opuszcza orbitę Neptuna i po 75,5 latach ponownie powraca na Ziemię i Słońce. Halley po raz pierwszy przepowiedział pojawienie się komety w 1758 r. Rzeczywiście pojawiła się wiele lat po jego śmierci. Nadano jej nazwę Kometa Halleya i widziano ją w latach 1835, 1910 i 1986.

Kometa Halleya to jasna kometa krótkookresowa, która powraca do Słońca co 7576 lat. Jest to pierwsza kometa, dla której wyznaczono orbitę eliptyczną i ustalono częstotliwość powrotów. Nazwany na cześć E. Halleya. Chociaż w każdym stuleciu pojawia się wiele jaśniejszych komet długookresowych, Kometa Halleya jest jedyną kometą krótkookresową wyraźnie widoczną gołym okiem. Podczas swojego pojawienia się w 1986 roku Kometa Halleya stała się pierwszą kometą zbadaną przez statki kosmiczne, w tym radzieckie statki kosmiczne Vega 1 i Vega 2, które dostarczyły danych na temat struktury jądra komety oraz mechanizmów powstawania komy i ogona komety.

Masy komet są znikome, około miliard razy mniejsze od masy Ziemi, a gęstość materii z ich ogonów wynosi praktycznie zero. Dlatego „niebiańscy goście” w żaden sposób nie wpływają na planety Układu Słonecznego. Na przykład w maju 1910 roku Ziemia przeszła przez ogon Komety Halleya, ale w ruchu naszej planety nie zaszły żadne zmiany. Z drugiej strony zderzenie dużej komety z planetą może spowodować skutki na dużą skalę w atmosferze i magnetosferze planety. Dobrym i dość dobrze zbadanym przykładem takiej kolizji było zderzenie szczątków komety Shoemaker-Levy 9 z Jowiszem w lipcu 1994 roku. Komety i Ziemia

Prezentacja na temat „Komety” Prezentacja na temat „Komety” Ukończona przez uczennicę klasy 11A Miejskiej Instytucji Oświatowej Liceum z UIOP nr 16 Khuzina Daria Kierownik: nauczyciel fizyki Dyachenko Larisa Borisovna W przeszłości komety uważano za zwiastuny nieszczęścia. Na ilustracji (1579) przywódca Azteków Montezuma obserwuje „niebiański znak” upadku swojego królestwa. Kometa – (gwiazda włochata) to małe ciało niebieskie o mglistym wyglądzie, krążące wokół Słońca po przekroju stożkowym

Skład komety

• Jądro to ciało stałe lub kilka ciał o długości kilku kilometrów, które składa się z mieszaniny różnych lodów i dwutlenku węgla, amoniaku i pyłu
• Koma (pojawia się, gdy kometa zbliża się do Słońca, lód wyparowuje) składa się z gazów i pyłu
• Ogon - (dla jasnych komet zbliżających się do Słońca) słaby pas świetlny skierowany w stronę przeciwną do Słońca

Korona wodorowa

Ogon gazowy

Ogon kurzu

W sumie istnieje około 1000 danych o ciałach niebieskich.

Słynne komety przeszłości

Wyraźnie widać biały pył i błękit

ogony plazmowe.

w pobliżu Drogi Mlecznej

Najsłynniejsze komety

Jądro komety Halleya

Kometa Halleya krąży w kierunku przeciwnym do kierunku obrotu planet. Kometa Shoemaker-Levy 9 zbliżyła się do Jowisza w 1992 roku i została rozerwana przez jej grawitację.

W lipcu 1994 fragmenty zderzyły się z Jowiszem, powodując fantastyczne efekty w atmosferze planety.

Kometa Hale’a – Boppa, 1997

Praca pisemna

w astronomii

„Komety”

uczennica 11 klasy „A”.

Korneeva Maxima

Plan:

1. Wstęp.

2. Fakty historyczne, początek badań komet.

3. Natura komet, ich narodziny, życie i śmierć.

4. Budowa i skład komety.

5.

6. Wniosek.

7. Lista referencji.

1. Wstęp.

Komety należą do najbardziej spektakularnych ciał Układu Słonecznego. Są to swoiste kosmiczne góry lodowe, składające się z zamarzniętych gazów o złożonym składzie chemicznym, lodu wodnego i ogniotrwałej materii mineralnej w postaci pyłu i większych fragmentów. Co roku odkrywanych jest 5-7 nowych komet, a dość często raz na 2-3 lata jasna kometa z dużym ogonem przelatuje w pobliżu Ziemi i Słońca. Komety interesują nie tylko astronomów, ale także wielu innych naukowców: fizyków, chemików, biologów, historyków... Ciągle prowadzone są dość skomplikowane i kosztowne badania. Co spowodowało tak duże zainteresowanie tym zjawiskiem? Można to wytłumaczyć faktem, że komety są pojemnym i wciąż nie w pełni zbadanym źródłem informacji przydatnych nauce. Przykładowo komety „opowiadały” naukowcom o istnieniu wiatru słonecznego, pojawia się hipoteza, że ​​komety są przyczyną pojawienia się życia na Ziemi, mogą dostarczyć cennych informacji na temat powstawania galaktyk… Ale tak powinno być zauważyło, że student nie otrzymuje bardzo dużej ilości wiedzy z tego zakresu ze względu na ograniczony czas. W związku z tym chciałbym poszerzyć swoją wiedzę, a także poznać więcej ciekawych faktów na ten temat.

2. Fakty historyczne, początek badań komet.

Kiedy ludzie po raz pierwszy pomyśleli o „gwiazdach” z jasnymi ogonami na nocnym niebie? Pierwsza pisemna wzmianka o pojawieniu się komety pochodzi z 2296 roku p.n.e. Chińscy astronomowie uważnie obserwowali ruch komety przez konstelacje. Starożytni Chińczycy postrzegali niebo jako rozległy kraj, w którym jasne planety były władcami, a gwiazdy władzami. Dlatego starożytni astronomowie uważali stale poruszającą się kometę za posłańca, kuriera dostarczającego przesyłki. Wierzono, że każde wydarzenie na gwiaździstym niebie poprzedzone było dekretem niebiańskiego cesarza, wydanym przez posłańca komety.

Starożytni ludzie strasznie bali się komet, przepisując im wiele ziemskich kataklizmów i nieszczęść: zarazy, głód, klęski żywiołowe... Bali się komet, ponieważ nie mogli znaleźć wystarczająco jasnego i logicznego wyjaśnienia tego zjawiska. Stąd powstają liczne mity na temat komet. Starożytni Grecy wyobrażali sobie głowę z rozwianymi włosami jak każdą kometę, która była wystarczająco jasna i widoczna gołym okiem. Stąd wzięła się nazwa: słowo „kometa” pochodzi od starożytnego greckiego „cometis”, co oznacza „włochaty”.

Arystoteles jako pierwszy podjął próbę naukowego uzasadnienia tego zjawiska. Nie zauważając żadnej prawidłowości w wyglądzie i ruchu komet, zaproponował uznanie ich za łatwopalne opary atmosferyczne. Opinia Arystotelesa została powszechnie przyjęta. Jednak rzymski naukowiec Seneka próbował obalić nauki Arystotelesa. Pisał, że „kometa ma swoje miejsce pomiędzy ciałami niebieskimi..., opisuje swoją drogę i nie wychodzi, a jedynie się oddala”. Jednak jego wnikliwe założenia uznano za lekkomyślne, gdyż autorytet Arystotelesa był zbyt wysoki.

Jednak z powodu niepewności, braku konsensusu i wyjaśnienia zjawiska „gwiazd ogoniastych” ludzie przez długi czas nadal uważali je za coś nadprzyrodzonego. W kometach widzieli ogniste miecze, krwawe krzyże, płonące sztylety, smoki, odcięte głowy... Wrażenia z pojawienia się jasnych komet były tak silne, że nawet oświeceni ludzie i naukowcy ulegli przesądom: na przykład słynny matematyk Bernoulli powiedział, że ogon komety jest oznaką gniewu Boga

W średniowieczu ponownie pojawiło się zainteresowanie naukowe tym zjawiskiem. Jeden z najwybitniejszych astronomów tamtej epoki, Regiomontanus, traktował komety jako przedmiot badań naukowych. Regularnie obserwując wszystkie pojawiające się luminarze, jako pierwszy opisał trajektorię ruchu i kierunek ogona. W XVI wieku astronom Apian, prowadząc podobne obserwacje, doszedł do wniosku, że ogon komety jest zawsze skierowany w stronę przeciwną do Słońca. Nieco później duński astronom Tycho Brahe zaczął obserwować ruch komet z największą jak na tamte czasy dokładnością. W wyniku swoich badań udowodnił, że komety są ciałami niebieskimi bardziej odległymi od Księżyca, tym samym obalił naukę Arystotelesa o parowaniu atmosfery.

Jednak pomimo badań pozbycie się uprzedzeń przebiegało bardzo powoli: na przykład Ludwik XIV bardzo bał się komety z 1680 r., uważając ją za zwiastun swojej śmierci.

Największy wkład w badanie prawdziwej natury komet wniósł Edmond Halley. Jego głównym odkryciem było ustalenie częstotliwości pojawiania się tej samej komety: w 1531 r., w 1607 r., w 1682 r. Zafascynowany badaniami astronomicznymi Halley zainteresował się ruchem komety z 1682 r. i zaczął obliczać jej orbitę. Interesował go tor jego ruchu, a ponieważ Newton przeprowadził już podobne obliczenia, Halley zwrócił się do niego. Naukowiec natychmiast dał odpowiedź: kometa będzie poruszać się po orbicie eliptycznej. Na prośbę Halleya Newton przedstawił swoje obliczenia i twierdzenia w traktacie „De Motu”, czyli „O ruchu”. Otrzymawszy pomoc Newtona, zaczął obliczać orbity komet na podstawie obserwacji astronomicznych. Udało mu się zebrać informacje o 24 kometach. W ten sposób pojawił się pierwszy katalog orbit komet. W swoim katalogu Halley stwierdził, że te trzy komety miały bardzo podobne cechy, z czego wywnioskował, że nie są to trzy różne komety, ale raczej okresowe pojawianie się tej samej komety. Okres jego pojawienia się wyniósł 75,5 roku. Została później nazwana Kometą Halleya.

Po katalogu Halleya pojawiło się kilka kolejnych katalogów, w których wymieniono wszystkie komety, które pojawiły się zarówno w odległej przeszłości, jak i obecnie. Do najbardziej znanych należą: katalog Balde'a i Obaldii oraz, wydany po raz pierwszy w 1972 roku, katalog B. Marsdena, uznawany za najdokładniejszy i rzetelny.

3. Natura komet, ich narodziny, życie i śmierć.

Skąd przychodzą do nas „ogoniaste gwiazdy”? Nadal toczą się ożywione dyskusje na temat źródeł komet, ale nie opracowano jeszcze jednolitego rozwiązania.

Już w XVIII wieku Herschel obserwując mgławice zasugerował, że komety to małe mgławice poruszające się w przestrzeni międzygwiazdowej. W 1796 roku Laplace w swojej książce „Ekspozycja systemu światowego” sformułował pierwszą naukową hipotezę dotyczącą pochodzenia komet. Laplace uważał je za fragmenty mgławic międzygwiazdowych, co jest błędne ze względu na różnice w składzie chemicznym obu gwiazd. Jednak jego przypuszczenie, że obiekty te mają pochodzenie międzygwiazdowe, potwierdziła obecność komet o orbitach niemal parabolicznych. Laplace również uważał, że komety krótkookresowe pochodzą z przestrzeni międzygwiazdowej, ale po przechwyceniu ich przez grawitację Jowisza i przeniesieniu na orbity krótkookresowe. Teoria Laplace'a do dziś ma zwolenników.

W latach 50. holenderski astronom J. Oort zaproponował hipotezę o istnieniu obłoku komety w odległości 150 000 jednostek astronomicznych. e. ze Słońca, powstałego w wyniku eksplozji 10. planety Układu Słonecznego - Faeton, który kiedyś istniał pomiędzy orbitami Marsa i Jowisza. Według akademika V.G. Fesenkowa eksplozja nastąpiła w wyniku zbyt bliskiego zbliżenia Faetona i Jowisza, ponieważ przy takim zbliżeniu, w wyniku działania kolosalnych sił pływowych, powstało silne wewnętrzne przegrzanie Faetona. Siła eksplozji była ogromna. Na dowód tej teorii można przytoczyć obliczenia Van Flanderna, który badał rozkład pierwiastków 60 komet długookresowych i doszedł do wniosku, że 5 milionów lat temu planeta o masie 90 mas Ziemi (porównywalna pod względem masy) do Saturna) eksplodował pomiędzy orbitami Jowisza i Marsa. W wyniku takiej eksplozji większość materii w postaci jąder komet (fragmentów lodowej skorupy), asteroid i meteorytów opuściła Układ Słoneczny, część pozostała na jego obrzeżach w postaci Obłoku Oorta, część część materii pozostała na dawnej orbicie Faetona, gdzie obecnie krąży w postaci asteroid, jąder komet i meteorytów.

Ryc.: Drogi komet długookresowych na obrzeża Układu Słonecznego (eksplozja Phaethona?)

Niektóre jądra komet zachowały reliktowy lód pod luźną, izolującą ciepło warstwą ogniotrwałych składników, a w pasie asteroid nadal czasami odkrywa się komety krótkookresowe poruszające się po prawie kołowych orbitach. Przykładem takiej komety jest kometa Smirnova-Czernykh, odkryta w 1975 roku.

Obecnie powszechnie przyjmuje się hipotezę o kondensacji grawitacyjnej wszystkich ciał Układu Słonecznego z pierwotnej chmury gazowo-pyłowej, która miała skład chemiczny podobny do składu Słońca. W zimnej strefie chmury skondensowały się gigantyczne planety: Jowisz, Saturn, Uran, Neptun. Pochłonęły najliczniejsze pierwiastki obłoku protoplanetarnego, w wyniku czego ich masy wzrosły tak bardzo, że zaczęły wychwytywać nie tylko cząstki stałe, ale także gazy. W tej samej zimnej strefie powstały również lodowe jądra komet, które częściowo przeszły do ​​​​powstania planet-olbrzymów, a częściowo, w miarę wzrostu mas tych planet, zaczęły być wyrzucane na obrzeża Układu Słonecznego, gdzie powstały „zbiornik” komet – obłok Oorta.

W wyniku badań elementów niemal parabolicznych orbit komet, a także zastosowania metod mechaniki niebieskiej udowodniono, że obłok Oorta faktycznie istnieje i jest w miarę stabilny: jego okres półtrwania wynosi około miliarda lat. Jednocześnie chmura jest na bieżąco uzupełniana z różnych źródeł, dzięki czemu nie przestaje istnieć.

F. Whipple uważa, że ​​w Układzie Słonecznym, oprócz Obłoku Oorta, znajduje się także bliższy obszar gęsto zaludniony przez komety. Znajduje się poza orbitą Neptuna, zawiera około 10 komet i to właśnie powoduje zauważalne zaburzenia w ruchu Neptuna, które wcześniej przypisywano Plutonowi, gdyż ma masę o dwa rzędy wielkości większą od masy Pluton. Pas ten mógł powstać w wyniku tzw. „dyfuzji orbit komet”, których teorię najpełniej rozwinął astronom z Rygi K. Steins. Polega na bardzo powolnej kumulacji małych zaburzeń planetarnych, co skutkuje stopniową redukcją półosi wielkiej eliptycznej orbity komety.

Schemat dyfuzji orbit komet:

Tak więc przez miliony lat wiele komet, które wcześniej należały do ​​Obłoku Oorta, zmienia swoje orbity, tak że ich peryhelia (najbliższa odległość od Słońca) zaczynają koncentrować się w pobliżu najodleglejszej planety-olbrzyma Neptuna, która ma dużą masę i wydłużony zasięg sfera działania. Dlatego istnienie przewidzianego przez Whipple'a pasa komet poza Neptunem jest całkiem możliwe.

Następnie ewolucja orbity komety z Pasa Whipple'a postępuje znacznie szybciej, w zależności od podejścia do Neptuna. Podczas zbliżania się następuje silna transformacja orbity: Neptun działa swoim polem magnetycznym w taki sposób, że po opuszczeniu swojej strefy wpływów kometa zaczyna poruszać się po ostro hiperbolicznej orbicie, co albo prowadzi do jej wyrzucenia z Układu Słonecznego , albo będzie nadal przemieszczać się do układu planetarnego, gdzie może ponownie zostać wystawiony na wpływ planet-olbrzymów, albo będzie przemieszczać się w stronę Słońca po stabilnej orbicie eliptycznej, ze swoim aphelium (punktem znajdującym się w największej odległości od Słońca) wskazując, że należy do rodziny Neptuna.

Według E.I. Kazimirczaka-Polonskiej dyfuzja prowadzi do akumulacji kołowych orbit komet także między Uranem a Neptunem, Saturnem a Uranem, Jowiszem i Saturnem, które są również źródłami jąder komet.

Szereg trudności napotkanych w hipotezie wychwytu, szczególnie w czasach Laplace'a, przy wyjaśnianiu pochodzenia komet, skłoniło naukowców do poszukiwania innych źródeł komet. Na przykład francuski naukowiec Lagrange, opierając się na braku ostrych początkowych hiperbol i obecności jedynie bezpośrednich ruchów w układzie komet krótkookresowych z rodziny Jowisza, wysunął hipotezę o pochodzeniu erupcyjnym, czyli wulkanicznym komet z różnych planet. Lagrange'a poparł Proctor, który wyjaśnił istnienie komet w Układzie Słonecznym silną aktywnością wulkaniczną na Jowiszu. Aby jednak fragment powierzchni Jowisza pokonał pole grawitacyjne planety, musiałby uzyskać prędkość początkową około 60 km/s. Pojawienie się takich prędkości podczas erupcji wulkanów jest nierealne, dlatego hipotezę o erupcyjnym pochodzeniu komet uważa się za fizycznie nie do utrzymania. Ale w naszych czasach jest wspierany przez wielu naukowców, opracowujących dodatki i wyjaśnienia.

Istnieją także inne hipotezy dotyczące pochodzenia komet, które nie są tak rozpowszechnione jak hipotezy dotyczące międzygwiezdnego pochodzenia komet, Obłoku Oorta i erupcyjnego powstawania komet.

4. Budowa i skład komety.

Jej jedyną stałą częścią jest małe jądro komety, w którym skupia się prawie cała jej masa. Dlatego jądro jest podstawową przyczyną reszty kompleksu zjawisk kometarnych. Jądra komet są nadal niedostępne dla obserwacji teleskopowych, ponieważ są przesłonięte otaczającą je świetlistą materią, stale wypływającą z jąder. Przy dużych powiększeniach można zajrzeć do głębszych warstw świecącej powłoki gazowo-pyłowej, ale to, co pozostanie, będzie nadal znacznie większe niż rzeczywiste wymiary jądra. Centralna kondensacja widoczna w atmosferze komety zarówno wizualnie, jak i na zdjęciach, nazywana jest jądrem fotometrycznym. Uważa się, że samo jądro komety znajduje się w jej centrum, to znaczy znajduje się środek masy. Jednak, jak pokazał radziecki astronom D. O. Mokhnach, środek masy może nie pokrywać się z najjaśniejszym obszarem rdzenia fotometrycznego. Zjawisko to nazywa się efektem Mokhnacha.

Mglista atmosfera otaczająca rdzeń fotometryczny nazywana jest śpiączką. Koma wraz z jądrem tworzy głowę komety - powłokę gazową, która powstaje w wyniku nagrzewania się jądra podczas zbliżania się do Słońca. Daleko od Słońca głowa wygląda na symetryczną, jednak w miarę zbliżania się do niej stopniowo staje się owalna, następnie wydłuża się jeszcze bardziej, a po stronie przeciwnej do Słońca rozwija się z niej ogon, składający się z gazu i pyłu, które tworzą głowa.

Jądro jest najważniejszą częścią komety. Jednak nadal nie ma zgody co do tego, czym tak naprawdę jest. Już w czasach Laplace'a panowała opinia, że ​​jądro komety jest ciałem stałym składającym się z łatwo parujących substancji, takich jak lód czy śnieg, które pod wpływem ciepła słonecznego szybko zamieniają się w gaz. Ten klasyczny lodowy model jądra komety został w ostatnim czasie znacznie rozbudowany. Najszerzej akceptowanym modelem jest model podstawowy opracowany przez Whipple'a - konglomerat ogniotrwałych cząstek skalnych i zamrożonych składników lotnych (metan, dwutlenek węgla, woda itp.). W takim rdzeniu warstwy lodu zamarzniętych gazów występują na przemian z warstwami pyłu. W miarę nagrzewania się gazy odparowują, unosząc ze sobą chmury pyłu. To wyjaśnia powstawanie ogonów gazowych i pyłowych w kometach, a także zdolność małych jąder do uwalniania gazów.

Według Whipple'a mechanizm wypływu materii z jądra wyjaśniono w następujący sposób. W kometach, które wykonały niewielką liczbę przejść przez peryhelium - tak zwanych „młodych” kometach - skorupa ochronna powierzchni nie zdążyła jeszcze uformować się, a powierzchnia jądra pokryta jest lodem, więc wydzielanie gazu przebiega intensywnie poprzez bezpośrednie odparowanie. W widmie takiej komety dominuje odbite światło słoneczne, co pozwala widmowo odróżnić „stare” komety od „młodych”. Komety z dużymi półosiami orbit są zwykle nazywane „młodymi”, ponieważ zakłada się, że po raz pierwszy penetrują wewnętrzne obszary Układu Słonecznego. „Stare” komety to komety o krótkim okresie obiegu wokół Słońca, które wielokrotnie przechodziły przez swoje peryhelium. W „starych” kometach na powierzchni tworzy się ogniotrwały ekran, ponieważ podczas wielokrotnych powrotów do Słońca lód powierzchniowy topi się i zostaje „zanieczyszczony”. Osłona ta dobrze chroni znajdujący się pod nią lód przed działaniem promieni słonecznych.

Model Whipple'a wyjaśnia wiele zjawisk komet: obfitą emisję gazu z małych jąder, przyczynę działania sił niegrawitacyjnych, które odchylają kometę z obliczonej ścieżki. Strumienie wychodzące z jądra wytwarzają siły reaktywne, które prowadzą do ciągłych przyspieszeń lub opóźnień w ruchu komet krótkookresowych.

Istnieją także inne modele, które zaprzeczają istnieniu monolitycznego rdzenia: jeden przedstawia rdzeń jako rój płatków śniegu, inny jako skupisko skał i bloków lodowych, trzeci mówi, że rdzeń okresowo kondensuje się z cząstek roju meteorów pod wpływ grawitacji planetarnej. Mimo to model Whipple’a jest uważany za najbardziej prawdopodobny.

Masy jąder komet są obecnie wyznaczane niezwykle niepewnie, dlatego możemy mówić o prawdopodobnym przedziale mas: od kilku ton (mikrokomety) do kilkuset, a być może tysięcy miliardów ton (od 10 do 10-10 ton).

Koma komety otacza jądro w mglistej atmosferze. W większości komet koma składa się z trzech głównych części, które znacznie różnią się parametrami fizycznymi:

1) najbliższy obszar sąsiadujący z jądrem - śpiączka wewnętrzna, molekularna, chemiczna i fotochemiczna,

2) śpiączka widoczna lub śpiączka radykalna,

3) ultrafiolet lub śpiączka atomowa.

W odległości 1 a. Oznacza to, że ze Słońca średnia średnica komy wewnętrznej wynosi D = 10 km, widzialna D = 10-10 km i ultrafiolet D = 10 km.

W śpiączce wewnętrznej zachodzą najintensywniejsze procesy fizyczne i chemiczne: reakcje chemiczne, dysocjacja i jonizacja cząsteczek obojętnych. W widocznej śpiączce, składającej się głównie z rodników (cząsteczek aktywnych chemicznie) (CN, OH, NH itp.), proces dysocjacji i wzbudzenia tych cząsteczek pod wpływem promieniowania słonecznego trwa, ale z mniejszą intensywnością niż w śpiączce wewnętrznej .

Ryc.: Zdjęcie komety Hyakutake w zakresie ultrafioletu.

L.M. Shulman, opierając się na dynamicznych właściwościach materii, zaproponował podział atmosfery kometarnej na następujące strefy:

1) warstwa ścianki (obszar parowania i kondensacji cząstek na powierzchni lodu),

2) obszar okołojądrowy (obszar gazodynamicznego ruchu materii),

3) region przejściowy,

4) obszar swobodnej ekspansji molekularnej cząstek komety w przestrzeń międzyplanetarną.

Ale nie każda kometa musi mieć wszystkie wymienione obszary atmosferyczne.

W miarę zbliżania się komety do Słońca średnica widocznej głowy zwiększa się z dnia na dzień, a po przejściu przez peryhelium jej orbity głowa ponownie się zwiększa i osiąga maksymalny rozmiar pomiędzy orbitami Ziemi i Marsa. Ogólnie rzecz biorąc, dla całego zestawu komet średnice głów mieszczą się w szerokich granicach: od 6000 km do 1 miliona km.

Głowy komet przybierają różne kształty, gdy kometa porusza się po swojej orbicie. Daleko od Słońca są okrągłe, ale w miarę zbliżania się do Słońca, pod wpływem ciśnienia słonecznego, głowa przybiera kształt paraboli lub linii łańcucha.

S. V. Orłow zaproponował następującą klasyfikację głów komet, biorąc pod uwagę ich kształt i budowę wewnętrzną:

1. Typ E; - obserwowane w kometach z jasnymi komami otoczonymi po stronie Słońca świecącymi powłokami parabolicznymi, których ognisko znajduje się w jądrze komety.

2. Typ C; - obserwowane w kometach, których głowy są czterokrotnie słabsze od głów typu E i wyglądem przypominają cebulę.

3. Typ N; - obserwowane w kometach pozbawionych zarówno komy, jak i powłoki.

4. Typ Q; - obserwowane w kometach, które mają słaby występ w kierunku Słońca, czyli anomalny ogon.

5. Wpisz h; - obserwowane w kometach, w których głowach powstają równomiernie rozszerzające się pierścienie - aureole ze środkiem w jądrze.

Najbardziej imponującą częścią komety jest jej ogon. Ogony są prawie zawsze skierowane w stronę przeciwną do Słońca. Ogony składają się z pyłu, gazu i zjonizowanych cząstek. Dlatego, w zależności od składu, cząstki ogona są odpychane w kierunku przeciwnym do Słońca przez siły emanujące ze Słońca.

F. Bessel badając kształt ogona komety Halleya, po raz pierwszy wyjaśnił go działaniem sił odpychających emanujących ze Słońca. Następnie F.A. Bredikhin opracował bardziej zaawansowaną teorię mechaniczną ogonów kometarnych i zaproponował podział ich na trzy odrębne grupy, w zależności od wielkości przyspieszenia odpychającego.

Analiza widma głowy i ogona wykazała obecność następujących atomów, cząsteczek i cząstek pyłu:

1. Organiczne C, C, CCH, CN, CO, CS, HCN, CHCN.

2. Nieorganiczny H, NH, NH, O, OH, HO.

3. Metale - Na, Ca, Cr, Co, Mn, Fe, Ni, Cu, V, Si.

4. Jony - CO, CO, CH, CN, N, OH, HO.

5. Pył – krzemiany (w zakresie podczerwieni).

Mechanizm luminescencji cząsteczek komet rozszyfrowali w 1911 roku K. Schwarzschild i E. Kron, którzy doszli do wniosku, że jest to mechanizm fluorescencji, czyli reemisji światła słonecznego.

Czasami w kometach obserwuje się dość niezwykłe struktury: promienie wyłaniające się z jądra pod różnymi kątami i wspólnie tworzące promienny ogon; aureole – układy rozszerzających się koncentrycznych pierścieni; kurczące się powłoki - pojawienie się kilku powłok stale poruszających się w kierunku rdzenia; formacje chmur; Zagięcia ogona w kształcie omega, które pojawiają się podczas niejednorodności wiatru słonecznego.

Ryc.: Kometa z promiennym ogonem.

W głowach komet zachodzą także procesy niestacjonarne: przebłyski jasności związane ze zwiększonym promieniowaniem krótkofalowym i przepływami korpuskularnymi; rozdzielanie jąder na fragmenty wtórne.

5. Współczesne badania komet.

Projekt „Vega”.

Projekt Vega (Wenus – Kometa Halleya) był jednym z najbardziej złożonych w historii eksploracji kosmosu. Składało się z trzech części: badania atmosfery i powierzchni Wenus za pomocą lądowników, badania dynamiki atmosfery Wenus za pomocą sond balonowych, przelotu przez śpiączkę i powłokę plazmową Komety Halleya.

Automatyczna stacja „Vega-1” wystartowała z kosmodromu Bajkonur 15 grudnia 1984 r., a „Vega-2” 6 dni później. W czerwcu 1985 roku jedna po drugiej przeleciały w pobliżu Wenus, pomyślnie przeprowadzając badania związane z tą częścią projektu.

Ale najciekawsza była trzecia część projektu - badanie komety Halleya. Po raz pierwszy statek kosmiczny musiał „zobaczyć” jądro komety, co było nieuchwytne dla teleskopów naziemnych. Spotkanie Vegi 1 z kometą miało miejsce 6 marca, a Vegi 2 9 marca 1986 roku. Przeszli w odległości 8900 i 8000 kilometrów od jej jądra.

Najważniejszym zadaniem w projekcie było zbadanie właściwości fizycznych jądra komety. Po raz pierwszy rdzeń uznano za obiekt rozdzielczy przestrzennie, określono jego strukturę, wymiary, temperaturę w podczerwieni, uzyskano szacunki jego składu i charakterystyki warstwy powierzchniowej.

W tamtym czasie nie było jeszcze technicznie możliwe wylądowanie na jądrze komety, gdyż prędkość spotkania była zbyt duża – w przypadku komety Halleya wynosiła ona 78 km/s. Nawet latanie zbyt blisko było niebezpieczne, ponieważ pył kometarny mógłby zniszczyć statek kosmiczny. Odległość lotu wybrano biorąc pod uwagę cechy ilościowe komety. Zastosowano dwa podejścia: pomiary zdalne przy użyciu przyrządów optycznych oraz bezpośrednie pomiary materii (gazu i pyłu) opuszczającej rdzeń i przekraczającej trajektorię aparatu.

Instrumenty optyczne umieszczono na specjalnej platformie, opracowanej i wyprodukowanej wspólnie z czechosłowackimi specjalistami, która obracała się podczas lotu i śledziła trajektorię komety. Za jego pomocą przeprowadzono trzy eksperymenty naukowe: filmowanie telewizyjne jądra, pomiar strumienia promieniowania podczerwonego z jądra (w ten sposób określając temperaturę jego powierzchni) oraz widmo promieniowania podczerwonego wewnętrznych „okołojądrowych” części jądra komę przy długości fali od 2,5 do 12 mikrometrów w celu określenia jej składu. Badania promieniowania IR przeprowadzono przy użyciu spektrometru podczerwieni IR.

Wyniki badań optycznych można sformułować następująco: rdzeń jest wydłużonym, monolitycznym korpusem o nieregularnym kształcie, którego wymiary głównej osi wynoszą 14 kilometrów, a średnica około 7 kilometrów. Codziennie opuszcza go kilka milionów ton pary wodnej. Obliczenia pokazują, że takie parowanie może pochodzić z ciała lodowego. Ale jednocześnie instrumenty ustaliły, że powierzchnia rdzenia jest czarna (odbicie poniżej 5%) i gorąca (około 100 tysięcy stopni Celsjusza).

Pomiary składu chemicznego pyłu, gazu i plazmy na torze lotu wykazały obecność pary wodnej, składników atomowych (wodór, tlen, węgiel) i molekularnych (tlenek węgla, dwutlenek węgla, hydroksyl, cyjan itp.) oraz jako metale z domieszką krzemianów.

Projekt był realizowany przy szerokiej współpracy międzynarodowej i przy udziale organizacji naukowych z wielu krajów. W wyniku wyprawy Vega naukowcy po raz pierwszy zobaczyli jądro komety i uzyskali dużą ilość danych na temat jego składu i cech fizycznych. Wstępny diagram został zastąpiony obrazem prawdziwego, naturalnego obiektu, którego nigdy wcześniej nie obserwowano.

NASA przygotowuje obecnie trzy duże wyprawy. Pierwszy z nich nosi nazwę „Gwiezdny pył”. Polega ona na wystrzeleniu w 1999 roku statku kosmicznego, który w styczniu 2004 roku przeleci 150 kilometrów od jądra komety Wild 2. Jego główne zadanie: zbieranie pyłu kometarnego do dalszych badań przy użyciu unikalnej substancji zwanej „aerożelem”. Drugi projekt nosi nazwę „Contour” („COMet Nucleus TOUR”). Urządzenie zostanie wprowadzone na rynek w lipcu 2002 roku. Spotka się z kometą Encke w listopadzie 2003 r., kometą Schwassmann-Wachmann 3 w styczniu 2006 r. i wreszcie Kometą d'Arrest w sierpniu 2008 r. Zostanie wyposażony w zaawansowany sprzęt techniczny, który umożliwi uzyskanie wysokiej jakości zdjęć jądra w różnych widmach, a także zebranie gazu i pyłu kometarnego. Projekt jest również interesujący, ponieważ statek kosmiczny, wykorzystując ziemskie pole grawitacyjne, będzie mógł w latach 2004-2008 zostać przeorientowany na nową kometę. Trzeci projekt jest najciekawszy i najbardziej złożony. Nazywa się „Deep Space 4” i jest częścią programu badawczego o nazwie „NASA New Millennium Program”. Oczekuje się, że wyląduje w jądrze komety Tempel 1 w grudniu 2005 roku i wróci na Ziemię w 2010 roku. Sonda będzie badać jądro komety, zbierać i dostarczać próbki gleby na Ziemię.

Rysunek: Projekt Głęboki kosmos 4.

Najciekawsze wydarzenia ostatnich lat stać się: pojawienie się komety Hale'a-Boppa i upadek komety Schumacher-Levy 9 na Jowisza.

Kometa Hale'a-Boppa pojawiła się na niebie wiosną 1997 roku. Jego okres wynosi 5900 lat. Z tą kometą wiąże się kilka interesujących faktów. Jesienią 1996 roku amerykański astronom-amator Chuck Shramek przesłał do Internetu fotografię komety, na której wyraźnie widoczny był jasny biały obiekt niewiadomego pochodzenia, lekko spłaszczony w poziomie. Shramek nazwał go „obiektem podobnym do Saturna” (w skrócie „SLO”). Rozmiar obiektu był kilkakrotnie większy niż rozmiar Ziemi.

Ryż.: SLO to tajemniczy satelita komety.

Reakcja oficjalnych przedstawicieli nauki była dziwna. Wizerunek Sramka uznano za fałszywy, a samego astronoma za oszusta, ale nie podano jasnego wyjaśnienia natury SLO. Opublikowane w Internecie zdjęcie wywołało eksplozję okultyzmu, rozeszła się ogromna liczba opowieści o nadchodzącym końcu świata, „martwej planecie starożytnej cywilizacji”, złych kosmitach przygotowujących się do przejęcia Ziemi za pomocą kometa, nawet wyrażenie: „Co się do cholery dzieje?” („Co się do cholery dzieje?”) zostało sparafrazowane w „Co się dzieje w Hale?”… Nadal nie jest jasne, jakiego rodzaju był to przedmiot i jaka była jego natura.

Ryc.: Mistyczne „oczy” komety.

Wstępna analiza wykazała, że ​​drugim „rdzeniem” była gwiazda w tle, jednak kolejne zdjęcia zaprzeczyły temu założeniu. Z biegiem czasu „oczy” ponownie się połączyły, a kometa przyjęła swój pierwotny wygląd. Zjawiska tego również nie udało się wyjaśnić żaden naukowiec.

Zatem kometa Hale'a-Boppa nie była zjawiskiem standardowym; dała naukowcom nowy powód do myślenia.

Rysunek: Kometa Hale'a-Boppa na nocnym niebie.

Innym sensacyjnym wydarzeniem był upadek krótkookresowej komety Schumacher-Levy 9 na Jowisza w lipcu 1994 r. Jądro komety w lipcu 1992 roku w wyniku zbliżenia się do Jowisza rozpadło się na fragmenty, które następnie zderzyły się z gigantyczną planetą. Ze względu na fakt, że zderzenia miały miejsce po nocnej stronie Jowisza, ziemscy badacze mogli obserwować jedynie rozbłyski odbite od satelitów planety. Analiza wykazała, że ​​średnica fragmentów wynosi od jednego do kilku kilometrów. Na Jowisza spadło 20 fragmentów komety.

Ryc.: Kometa Schumacher-Levy 9 spadająca na Jowisza.

Ryc.: Zdjęcie Jowisza w zakresie podczerwieni po upadku komety.

Naukowcy twierdzą, że rozbicie komety na kawałki jest zjawiskiem rzadkim, przechwycenie komety przez Jowisza jest zjawiskiem jeszcze rzadszym, a zderzenie dużej komety z planetą jest niezwykłym wydarzeniem kosmicznym.

Niedawno w amerykańskim laboratorium, na jednym z najpotężniejszych komputerów Intel Teraflop o wydajności 1 biliona operacji na sekundę, obliczono model upadku komety o promieniu 1 kilometra na Ziemię. Obliczenia zajęły 48 godzin. Pokazali, że taki kataklizm byłby zabójczy dla ludzkości: setki ton pyłu uniosłyby się w powietrze, blokując dostęp światła słonecznego i ciepła, a gdy wpadłby do oceanu, powstałoby gigantyczne tsunami, wystąpiłyby niszczycielskie trzęsienia ziemi.. Według jednej z hipotez dinozaury wyginęły w wyniku upadku wielkiej komety lub asteroidy. W Arizonie znajduje się krater o średnicy 1219 metrów, powstały po upadku meteorytu o średnicy 60 metrów. Eksplozja była równoznaczna z eksplozją 15 milionów ton trinitrotoluenu. Przyjmuje się, że słynny meteoryt Tunguska z 1908 roku miał średnicę około 100 metrów. Dlatego naukowcy pracują obecnie nad stworzeniem systemu wczesnego wykrywania, niszczenia lub odchylania dużych ciał kosmicznych przelatujących blisko naszej planety.

6. Wniosek.

Okazało się zatem, że pomimo dokładnych badań komety wciąż skrywają wiele tajemnic. Niektóre z tych pięknych „ogoniastych gwiazd”, świecących od czasu do czasu na wieczornym niebie, mogą stanowić realne zagrożenie dla naszej planety. Ale postęp w tej dziedzinie nie stoi w miejscu i najprawdopodobniej nasze pokolenie będzie już świadkiem lądowania na jądrze komety. Komety nie są jeszcze przedmiotem praktycznego zainteresowania, ale badanie ich pomoże zrozumieć podstawy i przyczyny innych wydarzeń. Kometa wędruje po kosmosie, przelatuje przez bardzo odległe, niedostępne dla badań obszary i być może „wie” co dzieje się w przestrzeni międzygwiezdnej.

7. Źródła informacji:

· K.I. Churyumov „Komety i ich obserwacja” (1980)

· Internet: serwer NASA (www.nasa.gov), strona Chucka Shramka i inne zasoby.

· B. A. Woroncow-Wieljamow „Laplace” (1985)

· „Radziecki słownik encyklopedyczny” (1985)

· B. A. Vorontsov-Velyamov „Astronomia: podręcznik dla klasy 10” (1987)

Opis prezentacji według poszczególnych slajdów:

1 slajd

Opis slajdu:

Prezentację przygotował G.F. Poleszczek GOKU SA „Szkoła Ogólnokształcąca w Zakładach Karnych” COMET

2 slajd

Opis slajdu:

Cóż za luksusowy cud! Prawie zajmująca połowę świata, Tajemnicza, bardzo piękna, Kometa unosi się nad Ziemią. I chcę pomyśleć: - Skąd przyszedł do nas jasny cud? I płakać mi się chce, gdy odlatuje bez śladu. I mówią nam: - To jest lód! A jej ogon to pył i woda! To nie ma znaczenia, Cud przychodzi do nas, A Cud jest zawsze cudowny! Rimma Aldonina Starożytni ludzie bali się komety. W tym celu nazwali ją gwiazdą ogonową. Przypisywano jej wielkie grzechy: choroby i wojny - cała masa bzdur!

3 slajd

Opis slajdu:

Jakieś przypuszczenia na temat tego, skąd pochodzą komety? Według pierwszego, komety rodzą się i przybywają do nas z jakiegoś regionu położonego poza Układem Słonecznym. Według drugiego założenia komety rodzą się w hipotetycznym obłoku Oorta, położonym gdzieś na samych granicach Układu Słonecznego, być może poza orbitami Urana czy Plutona. Halley po raz pierwszy przewidział pojawienie się komety w 1758 roku. Rzeczywiście pojawiła się wiele lat po jego śmierci. Nadano jej nazwę Kometa Halleya i widziano ją w latach 1835, 1910 i 1986.

4 slajd

Opis slajdu:

Kometa (w tłumaczeniu ze starożytnej greki - włochata, kudłata) to małe ciało niebieskie krążące wokół Słońca z bardzo wydłużoną orbitą. Gdy kometa zbliża się do Słońca, tworzy komę, a czasami warkocz gazu i pyłu.

5 slajdów

Opis slajdu:

6 slajdów

Opis slajdu:

Jądra komet są podobne wielkością do małych asteroid. Średnica głowy komety sięga czasami setek tysięcy kilometrów, a jej ogony rozciągają się na dziesiątki i setki milionów kilometrów. Koma to mglista atmosfera otaczająca rdzeń fotometryczny i stopniowo zanikająca, łącząc się z tłem nieba.

7 slajdów

Opis slajdu:

Główna część materii komety koncentruje się w jądrze, które najwyraźniej składa się z mieszaniny zamrożonych gazów (amoniak, metan, dwutlenek węgla, azot, cyjanek itp.) oraz cząstek pyłu, cząstek metalu i kamienia o różnej wielkości. Ogon komety składa się z bardzo rozrzedzonej materii, przez którą prześwitują gwiazdy. Górna granica masy komet wynosi 10-4 mas Ziemi.

8 slajdów

Opis slajdu:

Komety świecą odbitym i rozproszonym światłem słonecznym. Zimna poświata gazu (fluorescencja) zachodzi pod wpływem promieniowania słonecznego. Im bardziej kometa zbliża się do Słońca, tym bardziej jej jądro się nagrzewa, wzrasta wydzielanie gazów i pyłu, ale jednocześnie wzrasta ciśnienie świetlne na nią. Dlatego ogon komety rośnie i staje się coraz bardziej zauważalny. Oprócz ciśnienia światła na ogony komet wpływają strumienie naładowanych cząstek emitowanych przez Słońce (wiatr słoneczny).

Slajd 9

Opis slajdu:

Orbity większości komet to bardzo wydłużone elipsy. W peryhelium komety zbliżają się do Słońca (i Ziemi), a w aphelium oddalają się od niego o setki tysięcy jednostek astronomicznych, wykraczając daleko poza orbitę Plutona. Komety, których mimośrody orbit nie są zbyt duże, mają krótkie okresy obiegu wokół Słońca.

10 slajdów

Opis slajdu:

Klasyfikacja komet: I. Krótkookresowe – komety o okresie obiegu mniejszym niż 200 lat. Kometa Halleya jest najsłynniejszą z komet krótkookresowych. W 1704 roku angielski astronom E. Halley udowodnił, że komety z lat 1531, 1607 i 1682 to te same komety, krążące wokół Słońca po wydłużonej orbicie z okresem 76 lat. Na jego cześć nazwano ją Kometą Halleya. To jedna z najjaśniejszych komet. Ostatni raz odwiedziła nas w 1986 roku. (Zdjęcie z Ziemi Komety Halleya 1986) Kometa Encke to najkrótszy okres obiegu wokół Słońca - 3,3 roku. Obserwuje się to od półtora wieku.

11 slajdów

Opis slajdu:

II. Komety długookresowe z okresami orbitalnymi dłuższymi niż 200 lat. Obecnie odkryto ich około 700. Około jedna szósta wszystkich znanych komet długookresowych to komety „nowe”, tj. zaobserwowano je tylko podczas jednego podejścia do Słońca. Oczywiście ich orbita nie jest zamknięta (paraboliczna), dlatego nazywa się je parabolicznymi. Kometa długookresowa Hale-Bopp została odkryta w pobliżu Słońca w lipcu 1995 roku. Nazwa składa się z nazwisk naukowców, którzy ją odkryli. Kometa Hyakutake C/1996 B2 to kometa długookresowa odkryta 30 stycznia 1996 roku przez japońskiego astronoma-amatora Yuji Hyakutake.

12 slajdów

Opis slajdu:

Czy Ziemia może spotkać kometę? Jak każda planeta, Ziemia nie jest odporna na spotkania z kometami. I takie spotkanie odbyło się w maju 1910 roku: Ziemia przeszła przez ogon komety Halleya. Jednocześnie w życiu Ziemi nie nastąpiły żadne poważne zmiany, chociaż przyjęto najbardziej niewiarygodne założenia. W gazetach pełno było nagłówków typu: „Czy w tym roku Ziemia zginie?” Eksperci ponuro przewidywali, że świecąca chmura gazu zawiera trujące gazy cyjankowe i spodziewano się bombardowań meteorytami i innych egzotycznych zjawisk w atmosferze. Strach okazał się pusty. Nie zaobserwowano żadnych szkodliwych zórz polarnych, gwałtownych rojów meteorów ani żadnych innych niezwykłych zjawisk. Nawet w próbkach powietrza pobranych z górnych warstw atmosfery nie wykryto najmniejszej zmiany.