Referat o kometach.

Komety

WPROWADZENIE
Komety są małymi lecz zadziwiającymi ciałami Układu Słonecznego, tak więc swoim niecodziennymi wyglądem, nagłym pojawianiem się na "ziemskim" niebie oraz tajemniczym znikaniem zwracały na siebie uwagę już od niepamiętnych czasów. Ukazanie się komety budziło zawsze strach, grozę i panikę wśród rasy ludzkiej. Jeszcze w średniowieczu uważano je za zwiastunów wojny, zarazy lub też za oznakę innej klęski społecznej lub żywiołowej.
Jeszcze teraz w XXI cieszą się wielkim zainteresowaniem i prawdopodobnie ten zachwyt ich istotą pozostanie na zawsze. W przeciwieństwie do innych ciał niebieskich nie da się nigdy dokładnie jak zachowa się kometa .Komety są pięknymi obiektami dzięki barwie swoich ogonów, są nie typowymi obiektami czasami bardzo słabo widoczne czasami jaśniejsze, a czasami są widoczne nawet za dnia (choć takie zjawiska zdarzają się bardzo rzadko).
Pierwszy opisał komety w sposób ściśle naukowy Arystoteles. W jego uporządkowanym świecie homocentrycznych sfer komety były intruzami i dlatego wielki myśliciel uznał je za wyziewy atmosferyczne( Arystoteles kierował się też pogladem głoszonym przez Chaldejczyków, który mówił iż komety to nic innego jak olbrzymie zawirowania w atmosferze.). W I wieku n.e. rzymski stoik Seneka wyraził wprawdzie przypuszczenie, że komety prawdopodobnie pochodzą spoza Ziemi, ale pozostało ono zapomniane przez następne półtora tysiąca lat, aż do czasów XVI-wiecznych odkryć astronomicznych. Wówczas bowiem Mikołaj Kopernik miał śmiałość podważyć obowiązujący w nauce pogląd Arystotelesa, sugerując, że komety mogą być ciałami niebieskimi. Ale dopiero najlepszemu w XVI wieku dunski obserwator i astronom Tycho Brahe obserwując kometę ,która pojawiła się w 1577 roku, stwierdził ,że paralaksa komet jest niemierzalna, z czego wynika iż kometa musi znajdować się dalej niz Ksieżyc. Johannes Kepler, potraktował komety jako ciała chwilowo tylko goszczące w naszym układzie planetarnym, które po prostoliniowych trajektoriach przemykają przezeń dalej we wszechświat. Nie zadał sobie zatem trudu, aby za pomocą swoich praw opisać drogę komet, a nie dopuszczał również myśli, że orbity mogą mieć inny kształt niż eliptyczny. Dopiero w 2 połowie XVII wieku Jan Heweliusz sformułował hipotezę, że orbity niektórych komet mogą być parabolami. Na przełomie lat 1667/1668 Stanisław Lubieniecki opracował pierwszy katalog poznanych komet "Theatrum cometicum", w którym zebrał informacje o kometach odkrytych w 1 połowie XVII wieku. W 1687 roku Isaac Newton w swoim dziele "Matematyczne zasady filozofii przyrody" dowodził, że komety poruszają się po krzywych stożkowych - w ich ogniskach znajduje się Słońce. Dopiero, Edmund Halley, poważnie zajął się badaniami komet, obliczając orbity paraboliczne ruchu wielu z nich. W 1682 roku zaobserwował on bardzo jasną kometę, która, jak się okazało po dokładniejszym przeanalizowaniu dawnych kronik, pojawiał się na niebie co 76 lat.
PODZIAŁ KOMET
Komety ze względu na okres po jakim powracają w pobliże Słońca, dzielimy na trzy grupy: krótkookresowe (których okres obiegu wokół Słońca jest krótszy niż 20 lat), długookresowe (ich obieg jest dłuższy niż 20 lat) oraz nieokresowe (nazwane też jednopojawieniowe), które widzimy na Ziemi tylko jeden raz, ponieważ ich tory są skierowane poza układ słoneczny, między gwiazdy.
Komety są ciałami dokładnie niezgłębionymi, ponieważ nie wiemy dokładnie kiedy powstały i skąd przybywają ,ale w obecnym czasie wiemy ,że prawdopodobnie komety powstałymi w tym samym czasie co Słońce.
Istnieją w Układzie Słonecznym dwa podstawowe miejsca skąd przybywają w okolice Słońca komety, jest to pas Kuipera i Obłok Oorta.
Pas Kuipera(zwany też pierścień Kuipera) , przewidziany 1950 przez Gerarda Petera Kuipera hipotetyczny zbiór drobnych obiektów (jąder kometarnych, planetoid) krążących na peryferiach Układu Słonecznego poza orbitą Neptuna. Obecnie jest znanych ok. 80 obiektów pasa Kuipera. (szacuje się, że zawiera on do 10 mld obiektów); grawitacyjne perturbacje (pochodzące gł. od planet olbrzymów, najbliższych gwiazd) wytrącają co 2–3 lata jeden z takich obiektów, który staje się krążącą wokół Słońca kometą (krótkookresową).
Drugim obiektem skąd przybywają do nas komety jest Obłok Oorta. Obłok Oorta ,chmura Oora jest bardzo cienką kulistą powłoką materii otaczającą Układ Słoneczny. Jego promień (licząc od Słońca) szacuje się na około 1 roku świetlnego i tą wartość można umownie traktować jako odległość do skraju Układu Słonecznego.
Obłok Oorta można nazwać również rezerwatem komet, ponieważ siły grawitacyjne spowodowane oddziaływaniem sąsiadujących ze Słońcem gwiazd, co jakiś czas mogą wytrącać ku Słońcu bryłki, które gdy dostatecznie się do niego zbliżą, stają się kometami.
Jak wspomniałem już na początku komety poruszają się po różnych torach, od elipsy po parabole. Każda kometa ma inny tor ruchu i pozostaje on nie zmieniony jeżeli nie wpływa na jej ruch inne czynniki, np. Siła grawitacyjna planet, gwiazd. Ale trzeba pamiętać ,że ruchem komet, podobnie jak wszystkich innych ciał układu planetarnego , rządzi przede wszystkim Słońce. Należy pamiętać również ,że znaczny wpływ wywierają też planety, a w szczególności największa z planet Układu Słonecznego – Jowisz. Jowiszowi ,którego masa przewyższa prawie 2,5 razy łączną masę pozostałych planet oraz planetoid oraz komet razem wziętych, przypisuje się rolę porządkującą pierwotny chaos. Prawdopodobnie dzięki niemu także wiele komet, które z odległych peryferiów zostają skierowane w rejony bliskie Słońcu , pozostaje w nich już na zawsze jako komety okresowe. Jowisz więc w dużym stopniu zawdzięczamy to że od czasu do czasu, możemy podziwiać te niesamowite obiekty Układu Słonecznego.
Ciekawą rzeczą jest sposób oznaczania komet ,może się wydawać na pierwszy rzut oka skomplikowany, jest jednak celowy i umożliwia szybką orientacje wśród odkrytych komet. Liczba arabska w nazwie komety oznacz rok jej przejścia przez peryhelium, a następująca po niej liczba rzymska określa kolejność komet w danym roku przechodzących przez peryhelium. Za nimi znajduje się nazwa komety będąca nazwiskiem jej odkrywcy.
ODKRYWANIE KOMET
Obecnie odkrywa się co roku od 6 do 10 nowych komet. Jednak większość z nich ma jasność słabszą niż 10m i można je obserwować jedynie za pomocą lunety lub teleskopu. tylko raz na 4-6 lat pojawia się jasna kometa która jest widoczna gołym okiem. Dostrzeżenie bardzo jasnej komety, rzucającej się w oczy już przy pierwszym spojrzeniu na niebo, jest widokiem bardzo rzadkim ,przeocz obserwatorowi nieba trafia się raz, bądź dwa razy w życiu.
OBSERWACJE KOMET
Najważniejszą a zarazem najtrudniejszą rzeczą przy obserwacjach komet jest odszukanie jej na niebie. Istotna jest przy tym jasność powierzchniowa a nie całkowita, ponieważ obiekty bardziej zwarte są łatwiejsze do znalezienia niż rozmyte. Po znalezieniu należy zanotować jej kształt, jasność dodatkowe szczegóły - używając raportów, papieru lub kliszy fotograficznej do naszkicowania jej wyglądu. Jasność komet podczas obserwacji możemy dokonać , przez wykonanie jednej z paru metod:
a) Metoda Sidgwicka - metoda porównawcza pomiędzy nieostrym obrazem gwiazdy a ostrym obrazem komety.
b) Metoda Bobrovnikoffa - metoda porównawcza pomiędzy nieostrymi obrazami gwiazdy i komety.
c) Metoda Morrisa - metoda przydatna do komet o bardzo wyraźnych jądrach i otoczonych bardzo słabymi głowami.
NAJCIEKAWSZA KOMETA
W ciągu wielu lat zostły odkryte setki komet, lecz ja zdecydowałem się napisać o komecie Halleya .

Kometa Halleya to najbardziej znana kometa krótkookresowa. Nazwa pochodzi od nazwiska astronoma Edmunda Halleya, który w XVIII wieku badał zapiski o pojawianiu się komet z lat od 1456 do 1682.

Jądro Komety Halleya jest bryłą o wymiarach 16x8x8 km. Na powierzchni komety można wyróżnić wzgórza, doliny i kratery. Dużo danych o budowie komety dostarczyła w 1986 r. sonda Giotto, która zbliżyła się do komety na odległość kilkuset kilometrów i sfotografowała jej jądro. Jądro komety jest zbudowane ze skał, lodu oraz nieznanego materiału organicznego odpornego na wysokie temperatury. Na powierzchni komety znajduje się gruba, ciemna skorupa o nieznanym składzie chemicznym

Najstarsze udokumentowane zapisy komety Halleya pochodzą z Chin z 613 roku p.n.e.. Kometa Halleya krąży po wydłużonej eliptycznej orbicie wokół Słońca. Okres obiegu wynosi średnio 76 lat. Ruch komety jest jednak zakłócany przez planety układu słonecznego (głównie Jowisz i Saturn, co sprawia że okres obiegu ulega czasem zmianom. Gdy kometa zbliża się do planety, siła grawitacyjna nadaje jej przyspieszenie, natomiast, gdy się oddala ulega spowolnieniu. Najkrótszy zaobserwowany okres obiegu wyniósł 74,5 lat. Po tym jak została zaobserwowana w listopadzie 1835 r. jej ruch został przyspieszony do tego stopnia, że powróciła już w kwietniu 1910 r. Najdłuższy czas obiegu komety został zarejestrowany w Chinach, gdy zaobserwowano ją w 451 r. a następnie w 530 r., czyli 79 lat później. Dziś dzięki wykorzystaniu komputerów kolejny powrót komety Halleya można przewidzieć z dokładnością do kilku godzin. Ostatnie przejście komety niedaleko Ziemi miało miejsce w roku 1986. 15 marca kometa zbliżyła się do Ziemi na odległość 150 mln km i była wówczas przedmiotem badań specjalnie w tym celu wysłanej sondy Giotto.

ANATOMIA KOMET
Budowa komet nie jest dokładnie poznana ale wiemy już wiele o nich, dzięki obserwacją ich, badaniu ich pyłu, fotografowania ich jąder, warkoczy przez sądy kosmiczne. Ale wiemy obecnie ,że komety są nieregularnymi bryłami, które mają rozmiary rzędu kilku kilometrów i stanowią konglomerat lodów (przede wszystkim wodnego, którego zawartość ocenia się na 50-80%), a także tlenku i dwutlenku węgla, metanu i amoniaku, krzemianów i metali, dlatego często nazywa się je „brudnymi śnieżkami”, a co do kształtu , to jądra komet mają przeróżne kształty, np. „wydłużony i niekształtny ziemniak”(jest to opis wyglądu jądra komety Halleya). W skład jej wchodzą też takie substancje jak NH3, CH4, HCN, C2N2, nikiel, magnez, potas, żelazo, sód oraz inne pierwiastki i związki chemiczne. Warto też wspomnieć, że nową substancją odkrytą w jądrze komety Wild2, na podstawie badań nad próbkami pyłu komety stwierdzono obecność oliwinu wyglądającego jak miniaturowe serce - składającego się z żelaza i magnezu minerału, który powstaje w bardzo wysokiej temperaturze. Więc jak wynika z wielu lat badań komet, ich obserwacji, wypraw w ich stronę uzyskaliśmy taką wiedze iż można powiedzieć, że komety są niesamowitymi ciałami, gdyż posiadają w swoim składzie substancje powstające w bardzo wysokiej temperaturze, w okolicach dysku protoplanetarnego, oraz na jego obrzeżach w bardzo niskiej temperaturze.
Każda kometa składają się z jądra, który stanowi jej „serce”. W skład jądra wchodzą wymienione wcześniej substancje. Jądro komety zawiera praktycznie całą jej masę , ale ocenić ją możemy tylko bardzo niedokładnie, gdyż nie znamy ani rozmiarów, ani gęstości jądra. Masę przeciętną komety ocenia się na 10¹¹-10¹ kg . Gęstości jąder komet mają prawdopodobnie wartość pomiędzy 0,5i 4g/cm 3 . Temperatura na powierzchni jądra zależy od odległości komety od Słońca i od jej albedo. W odległości około 0,008 AU od Słońca temperatura na powierzchni jądra wynosi w przybliżeniu 2700ºC , w pobliżu orbity Ziemi może być około 0ºC, a w odległości od Jowisza -130ºC. Temperatura wewnętrznych warstw jądra jest prawdopodobnie niższa niż temperatura topnienia materii wchodzącej w skład jądra. Jasność jądra komety jest średnio o 4-5 wielkości gwiazdowej słabsza niż całkowita jasność komety. Na powierzchni komety można wyróżnić góry, łańcuchy wzgórz ,depresje, oraz kratery, które powstały prawdopodobnie powstają drogą erozji niż przez zderzenie z innym ciałem Układu Słonecznego, i oczywiście pola aktywne z których wydobywa się materiał lotny. Jeszcze jedna ważną rzeczą jest albedo, czyli zdolność odbija promieni słonecznych, w zalerzności od materiału jaki pokrywa jądro komety albedo wynosi więcej lub mniej %. Oczywiście zdolność ta zmienia się także z upływem czasu, komety starsze okresowe mają mniejsze albedo od nowy komet pojawiających się Układzie Słonecznym.
Gdy taki obiekt (kometa) znajdzie się w odległości kilku AU od Słońca, rozpoczyna się sublimacja lodów z jego powierzchni. Odległość od Słońca , w której zaczyna się tworzyć zaczyna się tworzyć głowa, jest za każdym razem inna. . Wyzwalane gazy porywają ze sobą cząstki pyłu i w ten sposób wokół jądra zaczyna się tworzyć otoczka gazowo-pyłowa, zwana komą.. Jądro i koma składają się na głowę komety, której rozmiary mogą dochodzić do kilkuset tysięcy kilometrów. To kiedy zaczyna się tworzyć głowa, zależy od składu i wielkości jądra, a także od ilości gazów jakie kometa ma jeszcze w zapasie. Maksymalną wielkość osiągają głowy przy odległości komety 1 ,4 AU od Słońca. Przy powierzchni jądra gęstość głowy komety wynosi w przybliżeniu 105 cząstek na 1cm 3 i wraz z wzrostem odległości od jądra szybko maleje. Masa głowy kometarnej sięga maksymalnie 109kg, z czego na cząstki gazów przypada 0,01- 1% . W skład głowy komety wchodzą cząstki pyłów oraz atomy i cząstki gazów OH, NH, CN, C3, C2, NH2, rzadziej żelazo, chrom, nikiel, wapń i potas. Sublimacja lodu wodnego, a następnie rozpad powstałych cząsteczek wskutek zderzeń ( w pobliżu jądra) oraz pod wpływem promieniowania słonecznego ( w bardziej zewnętrznych częściach komy) prowadzą do uwolnienia się wielu atomów wodoru, które rozprzestrzeniają się wokół komety, tworząc ogromny obłok wodorowy o promieniu sięgającym nawet kilkudziesięciu mln km. Strugi gazu i pyłu wydobywające się z jądra są początkowo są skierowane ku Słońcu. Ale ciśnienie jego promieniowania oraz wiatr słoneczny „zdmuchują” część materii komy w kierunku przeciwnym , formując w ten sposób warkocz komety. Objaśnienie tego procesu jest dość proste: uciekające z jądra cząstki mają średnicę mniejszą niż 2 x 10-6 m, a zatem ciśnienie wywierane na nie przez promieniowanie słoneczne jest silniejsze niż siła przyciągania Słońca. Promieniowanie słoneczne wraz z wiatrem słonecznym wywiera ciśnienie na cząstki w kierunku przeciwnym niż Słońce.
Warkocze komety tworzy bardzo rozproszona materia, toteż mają wygląd dyfuzyjny, przy czym ich struktura ulega szybkim zmianom. Tworzą je głównej mierze zjonizowane atomy i cząstki gazów CO+, CO2+, CH+ ,N2+ ,OH+ , wyjątkowo także CN oraz cząstki pyłów , ulatujące z jądra i głowy komety. Warkocz nie jest tworem zwartym: każda cząstka porusza się w nim po własnym torze jako nie zależne ciało. Prędkość cząstki dodaje się do prędkości komety, co sprawia, że warkocze komet mają różne kształty, od całkiem prostych aż do silnie zakrzywionych. Długość warkoczy komety może dochodzić do kilkuset mln km, a gęstość cząstek jest niezmiernie mała, 10 –100 razy mniejsza niż gęstość głowy i maleje ze wzrastającą odległością od jądra. Kometa posiada zazwyczaj 2 warkocze jeden gazowy oraz jeden pyłowy. Niektóre komety mają wąski , długi warkocz skierowany do Słońca. Tworzą go tylko cząstki pyłów wyrzuconych przez jądro w płaszczyźnie orbity komety, jest to tzw. anormalny warkocz.
Komety są ciałami niezwykłymi także ze względu na ich „świecącą” naturę. Można powiedzieć ,że komety świecą podwójnie , swoim własnym światłem i światłem słonecznym odbitym. Promieniowanie słoneczne , ma to do siebie w związku z kometami, iż nie tylko uwalnia atomy i cząsteczki gazów z jądra komety, ale także je wzburza. Przy przejściu do stanu podstawowego wzburzana cząstka z powrotem wypromieniowuje uzyskaną energie w formie promieniowania świetlnego. Stąd komety , w odróżnieniu od planet, ich księżyców i planetoid, ni świecą tylko światłem słonecznym odbitym od jądra i niektórych cząstek, ale mają swoje własne źródło świecenia w głowie i warkoczu.
Jak każde ciało niebieskie, komety posiadają swoją własną jasność. Absolutna jasność komet zależy od jej odległości od Słońca, i od świecenia cząsteczek gazu. Jasność obserwowana komety na niebie zależy od także odległości komety od Ziemi. Nowe i wielkie komety mają większe zasoby gazów niż stare i małe i dlatego są zdecydowanie jaśniejsze.
ŚMIERĆ KOMET
Komety ze względu na to że za każdym razem tracą pewną swoją masę (np. kometa Halley, traci przy każdym powrocie w okolice Słońca około 5 x 1011 kg swej materii) Zanik komet okresowej ( krótko i długookresowej) następuje wtedy , gdy w jej jądrze wyczerpią się materiały lotne lub gdy całą powierzchnie jądra pokryje warstwa materii nielotnej. Przypuszcza się, że duża ilość planetoid bliskich Ziemi stanowi wygasłe jądra komet. Kres życia może nastąpić też poprzez rozpad jej jądra, zderzeniem z jakimś ciałem układu planetarnego, a także spadek na Słońce (są to tzw. komet muskające) .

Postanowiłem napisać o kometach bo zaraz Po czarnych dziurach to one mnie najbardziej interesują w wszechświecie. Korzystałem z
www.komety.astrowww.pl
www.fonon.univ.rzeszow.pl
www.wikipedia.pl
www.jonwo.republika.pl
www.discoverychannel.pl
www.wiw.pl
www.astrohobby.pl
www.sluk.friko.pl