Унищожаване на небесните айсберги, наука и живот

Дневникът е добавен в кошницата.

Унищожаване на небесни айсберги

Доктор по физика и математика Леонид Ксанфомали, Институт за космически изследвания РАН.

Кометите, чиито опашки понякога се простират на невъобразими разстояния и украсяват земното небе, са загубили предишната си слава като небесни пратеници на земни беди. Космическите кораби проникват в тяхната ефимерна атмосфера (кома) и изследват ядра с размери от части от километър до десетки километри.

Ядрата на кометите не се различават по форма от малките астероиди, въпреки че е общоприето, че произходът им е различен. Някои от астероидите обаче са така наречените изчезнали комети. И като цяло границата между тях става все по-размита, въпреки факта, че само кометните ядра могат да се състоят от 80% от водния лед - това е, което ни позволява да ги наричаме небесни айсберги. Основните видими разлики между кометите са силно удължените им орбити и, разбира се, ефектните им опашки. Когато се приближават до Слънцето (в перихелия), ядрата на кометите се затоплят, стават активни и отделят маса водна пара, въглероден диоксид и други летливи вещества, както и малки и големи прахови частици. Когато се приближават до Слънцето, много комети често се оказват в орбитата на Земята, а някои са толкова близо до Слънцето, че вече не се връщат от перихелия. Орбитите на краткосрочните комети на най-голямо разстояние от Слънцето (в афелия) излизат извън орбитите на Юпитер и Нептун. Кометите се наричат краткосрочни комети, чийто период на повторна поява е по-малък от 200 години. В името им след числото има буквата P. Голяма група комети е "водена" от Юпитер, който понякога променя орбитите си със своята гравитация.

Изследване на кометните ядра

С приключването на мисията си през 2005 г. апаратът Deep Impact остава в експлоатация. Решихме да го използваме като част от програмата за търсене на екзопланети, като го преименувахме в EPOCh (Наблюдение и характеризиране на екстрасоларната планета - „Наблюдения и изследване на екстрасоларни планети“). Мисията за кометата Хартли-2 е продължение на мисията DIXI (Deep Impact eXtended Investigation), което е отразено в друго преименуване на апарата в обединяващото име EPOXI. Конвергенцията беше успешна и даде интересни резултати.

Анатомия на ядрата на комети

Неправилната форма на ядрото е присъща на всички изследвани комети. Сферична форма може да възникне само когато масата на небесно тяло е голяма и преди това ядрата на всички комети са далеч. Устройствата ги намираха в различни фази на активност (на различни разстояния от Слънцето). Въпреки разликата в размера, две от изследваните ядра си приличат по удължена форма. Ядрата обикновено са покрити с много тъмна кора, останала след изпаряване на летливите вещества. Кората е силно нагрята от Слънцето, топлината прониква вътре, увеличавайки излъчването на летливи вещества в местата на разрушаване на кората. Повърхността на кометата Хартли-2 отразява по-малко от 3% от падащите върху нея слънчеви лъчи. Ядрото му е много по-малко от изследваните преди това кометни тела; максималният му размер е само 2,2 км. Юпитер влияе върху орбиталния период на кометата Хартли-2 и неговата промяна вече е отбелязана няколко пъти; текущият период е 6,46 години. За разлика от останалите, ядрото му има доста правилна форма от тип дъмбел с две неравни глави. В тясната част на удължената фигура има относително гладка зона, колан, рязко отличаващ се с фината структура на покриващия материал от други части на това небесно тяло. Авторът на тази статия предполага, че гладката шийка е образувана под действието на центробежни сили, възникващи от въртенето на ядрото.

Интересно е да се проследи как геометричните характеристики и форма на ядрото са свързани с неговата динамична еволюция. Както вече беше отбелязано, разликата между повърхността на относително гладката шия и останалата част от ядрото дава възможност да се предположи, че формата на ядрото на кометата Хартли-2 показва разрушаването на това небесно тяло, което се извършва днес. Ядрото се върти около ос, минаваща през центъра на масата. Въртенето поражда центробежни сили. Може да се приеме, че под тяхно действие се получава бавно, но непрекъснато удължаване на шийката, което трябва да доведе до отделяне на ядрени фрагменти. Това се предотвратява от привличането (гравитацията) между частите на ядрото и постепенното забавяне на въртенето му поради удължаване на тялото и загуби от триене в материала на шията. Тъй като размерът на ядрото и някои други характеристики са измерени и известни, възможно е да се извършат изчисления, които потвърждават или отхвърлят тази хипотеза. Въз основа на получените резултати и изчисляването на момента на инерция на ядро със сложна форма, може дори да се предвиди вероятното развитие на по-нататъшни събития.

Какво може да се изчисли

Дори тяло, толкова малко, колкото ядрото на кометата Хартли-2, притежава огромна кинетична енергия на орбиталното движение. Друго нещо е "салто", въртене около оста. Енергийният резерв на въртящо се тяло се определя от неговия момент на инерция (който е малък за такова малко небесно тяло) и квадрата на скоростта на въртене. Ядрото се върти бавно, един оборот за 18,1 часа. Резервът на ротационна енергия определя, както е показано по-долу, бъдещото развитие на ядрото. От изчислението следва, че ротационната енергия на ядрото е 480 милиона джаула. Цифрата е впечатляваща, но не много: същото количество енергия се съдържа само в 25 литра бензин.!