Astronet > Astronomicheskie nablyudeniya komety veka: novye, neozhidannye rezul'taty

po tekstam po klyuchevym slovam v glossarii po saitam perevod po katalogu

Astronomicheskie nablyudeniya komety veka: novye, neozhidannye rezul'taty

Yu.N.GNEDIN

Sankt-Peterburgskii gosudarstvennyi tehnicheskii universitet

Izlagayutsya rezul'taty nablyudenii komety Heila-Boppa, poluchivshei nazvanie komety veka ili velikoi komety, v tom chisle rezul'taty nablyudenii, vypolnennyh v Rossii i stranah SNG. V nachale stat'i dan istoricheskii ocherk o velikih kometah v proshlom.

Vvedenie

Trudno naiti drugoi takoi astronomicheskii ob'ekt, kak kometa, kotoryi vyzval by vseobshii nepoddel'nyi interes. Vid komety, osobenno v teleskop ili binokl', predstavlyaet soboi udivitel'noe po krasote i v to zhe vremya pugayushee zrelishe. S samyh drevnih vremen v astronomii utverdilis' i stali professional'nymi takie terminy, kak “golova” i “hvost” komety. Kometa obychno poyavlyaetsya v vide slabogo tumannogo pyatna, kotoroe i prinyato nazyvat' kometnoi golovoi. Inogda v centre takogo pyatna vidno central'noe zvezdoobraznoe sgushenie, kotoroe nazyvayut fotometricheskim yadrom ili centrom. Hvost komety beret nachalo v golove ili yadre i prostiraetsya v storonu, protivopolozhnuyu Solncu.

23 iyulya 1995 goda amerikanskie lyubiteli astronomii A. Heil i T. Bopp nezavisimo drug ot druga obnaruzhili na nebe dovol'no yarkii diffuznyi ob'ekt, kotoryi okazalsya kometoi. V moment otkrytiya ona nahodilas' na bol'shom rasstoyanii ot Solnca v 7 a.e. (astronomicheskih edinic). Napomnyu, chto 1 a.e. = 150 mln km i predstavlyaet soboi srednee rasstoyanie ot Zemli do Solnca. Rasstoyanie ot komety do Zemli v moment otkrytiya sostavlyalo 6,3 a.e. Udivitel'nym bylo to, chto kometa imela yarchaishii dlya takogo polozheniya blesk - 10-yu zvezdnuyu velichinu. Imenno eto privelo astronomov k vyvodu, chto, kogda eta kometa priblizitsya k Solncu, ona stanet samoi yarkoi kometoi za vsyu istoriyu astronomii. Poetomu ona i poluchila nazvanie komety veka.

Risunok 1 pokazyvaet vidimuyu traektoriyu komety po nebesnoi sfere. Chisla na ris. 1 pokazyvayut v privedennye momenty vremeni zvezdnuyu velichinu komety, harakterizuyushuyu ee yarkost'. Kak eto prinyato v astronomii, umen'shenie vidimoi zvezdnoi velichiny sootvetstvuet vozrastaniyu yarkosti nebesnogo ob'ekta. Risunok 1 sdelan na osnove raschetov, vypolnennyh v Institute teoreticheskoi astronomii (ITA RAN), v Sankt-Peterburge. Pomimo neobychnoi yarkosti kometu harakterizuet ee neobychnaya orbita. Orbita komety predstavlyaet soboi ochen' vytyanutyi ellips (ekscentrisitet e = 0,996), kotoryi obladaet bol'shim naklonom k ploskosti ekliptiki, ravnym 89°,4.

Ris. 1. Vidimoe polozhenie i yarkost' komety Heila-Boppa

Vse eto pozvolyaet otnesti kometu Heila-Boppa k chislu tak nazyvaemyh velikih komet. Kak pravilo, blesk velikih komet sravnim ili dazhe prevoshodit yarkost' Yupitera ili Venery, ne govorya uzhe o zvezdah. Odnako yarkost' ne edinstvennaya osobennost' velikoi komety. Drugaya ee harakternaya cherta - eto dlina i yarkost' kometnogo hvosta. Na ris. 2 predstavlena fotografiya golovy i dvuh hvostov komety, vypolnennaya V.P. Romanenko v Special'noi astrofizicheskoi observatorii (SAO) RAN vo vremya astronomicheskih nablyudenii etoi komety, v kotoryh uchastvovala gruppa astronomov iz SAO RAN i Pulkovskoi observatorii. Golubym vyglyadit plazmennyi hvost komety.

Ris. 2.Fotografiya komety Heila-Boppa. Vidny golova i dva hvosta (V.P. Romanenko, 1-metrovyi teleskop SAO RAN, 30.03.97 g.)

Tri faktora mogut opredelyat' poyavlenie velikoi komety, to est' komety veka: a) sravnitel'no nebol'shoe rasstoyanie v perigelii, po krainei mere men'shee chem 1 a.e.; b) vysokaya sobstvennaya yarkost'; v) blagopriyatnaya geometriya po otnosheniyu k Zemle. Pervyi iz etih faktorov celikom opredelyaetsya orbitoi komety. Izvestno, chto ni odna iz schitayushihsya velikimi komet ne imela rasstoyaniya v perigelii bolee chem 1,3 a.e. Chem blizhe prohodit kometa k Solncu, tem bol'she integral'naya yarkost' komety, poskol'ku eta srednyaya integral'naya yarkost' uvelichivaetsya s umen'sheniem rasstoyaniya do Solnca po zakonu 1/r³.

Vysokaya sobstvennaya yarkost' komety tozhe blagopriyatstvuet poyavleniyu komety veka. Yarkost' srednei komety na rasstoyanii ot Zemli i Solnca v 1 a.e. sostavlyaet 6,5 zvezdnoi velichiny. K velikim kometam, kak pravilo, otnosili komety, yarkosti kotoryh v 10, 20 i dazhe v 100 raz prevoshodili yarkost' srednei komety. Kometa Heila-Boppa v perigelii imela vidimuyu yarkost' primerno -1, chto oznachaet, chto ee yarkost' pochti v 1000 raz (!) bol'she, chem yarkost' srednei komety. Chto kasaetsya blagopriyatnoi geometrii, to hudshii sluchai - eto kogda kometa dvizhetsya so storony Solnca i ee blesk teryaetsya na fone solnechnoi osveshennosti. Zamechatel'nym i dovol'no redkim svoistvom orbital'nogo dvizheniya nashei komety yavlyaetsya to, chto ona dvizhetsya pochti perpendikulyarno ploskosti ekliptiki. Ugol naklona kometnoi orbity, po dannym uchenyh iz ITA RAN, sostavlyaet 89°,4. Napomnyu, chto ploskost'yu ekliptiki nazyvayut ploskost', v kotoroi lezhit orbita Zemli. Po vsem etim harakteristikam kometa Heila-Boppa, nesomnenno, yavlyaetsya kometoi veka.

Velikie komety proshlogo

Nachinaya s 1801 goda primerno dvadcat' iz mnogih soten komet poluchili nazvanie velikih ili komet veka. Ya nazovu lish' nekotorye iz nih.

Pervoi, konechno, sleduet upomyanut' kometu 1811 goda, o kotoroi pisal Lev Tolstoi v znamenitoi epopee “Voina i mir” i poyavlenie kotoroi na nebe predshestvovalo nachalu vtorzheniya Napoleona v Rossiyu. Kogda eta kometa dostigla perigeliya (~1 a.e.), ona nahodilas' v okolopolyusnoi zone i byla vidna ot sumerek do rassveta. V techenie sentyabrya i oktyabrya blesk komety byl sravnim s yarkost'yu zvezd nulevoi i pervoi velichiny. V to vremya kometa dvigalas' po duge ot sozvezdiya Bol'shoi Medvedicy k sozvezdiyu Gerkulesa. Kometa imela dva yarkih hvosta: odin pryamoi, a drugoi sil'no izognutyi. Dlina hvostov sostavlyala 25°, a shirina izognutogo pylevogo hvosta sostavlyala 7°. Kometa byla vidna nevooruzhennym glazom pochti devyat' mesyacev.

Drugoi velikoi byla kometa, poluchivshaya nazvanie Velikoi komety marta 1843 goda (Great March Comet of 1843). Ee osobennost' sostoyala v tom, chto ona proshla bukval'no po solnechnoi poverhnosti, na rasstoyanii v 120 000 km, chto sostavlyaet primerno odnu desyatuyu diametra Solnca. Vsledstvie vozbuzhdeniya pod deistviem izlucheniya Solnca i otrazheniya solnechnogo sveta kometa v techenie neskol'kih chasov 28 fevralya 1843 goda byla yarche lyuboi komety, poyavlyavsheisya v techenie predshestvuyushih semi stoletii. Ee yarkost' v tot moment byla bolee chem v 60 raz bol'she yarkosti polnoi Luny. Istoriya svidetel'stvuet, chto tak blizko k Solncu kometa prohodila tol'ko v 1106 godu posle Rozhdestva Hristova.

K chislu drugih velikih komet XIX veka otnosyat takzhe kometu Donati (C / 1858VI) 1858 goda, kometu 1861 goda i kometu 1882 goda, kotoraya byla otkryta tol'ko vblizi svoego perigeliya i pronikla v glub' solnechnoi korony na rasstoyanie 430 000 km ot solnechnoi poverhnosti.

Spisok velikih komet XX veka otkryvaet kometa 1910 goda (no ne kometa Galleya!), kotoraya byla horosho vidna pri svoem obnaruzhenii na rannem rassvete (ee zvezdnaya velichina v tot moment sostavlyala - 2). Imenno poetomu v ee nazvanii sohranyaetsya opredelenie “vidimaya pri dnevnom svete” - Daylight Comet of 1910. Interesno, chto ona byla otkryta nezavisimo mnogimi nablyudatelyami, poetomu nikomu personal'no nel'zya pripisat' chest' ee otkrytiya. Istoriya astronomii sohranila svidetel'stvo, chto pervymi uvideli etu kometu shahtery, rabotavshie v almaznoi shahte v Yuzhnoi Afrike. Pervym zhe astronomom, zafiksirovavshim ee poyavlenie 17 yanvarya 1910 goda, byl Robert Innes iz Kapskoi observatorii Yuzhno-Afrikanskoi Respubliki. V tot moment ona nahodilas' na rasstoyanii v 18 mln km ot Solnca. Mnogie nablyudateli polagali, chto eta kometa byla yarche, chem Venera, to est' imela blesk po krainei mere - 5. Kometa poyavilas' na yuzhnom nebe i tol'ko vposledstvii, kogda yarkost' ee upala, peremestilas' v severnoe polusharie. Kometa Galleya, poyavivshayasya neskol'ko mesyacev spustya, hotya i bolee izvestna mirovoi obshestvennosti, ne vhodit v spisok velikih komet.

V XX veke v etot spisok voshli takie komety, kak Shellerupa-Maristani (S / 1927XI), komety S / 1948VI, Arenda-Rollanda (S / 1956R1), Ikei-Seki (S / 1965S1), Benneta (S / 1969Y1), Vesta (S / 1975VI), Hayakutake (S / 1996V2) i, nakonec, Heila-Boppa (S / 1995O1). Net vozmozhnosti ostanavlivat'sya na kazhdoi iz etih komet. Sleduet tol'ko otmetit', chto kometa Ikei-Seki byla odnoi iz samyh yarkih v XX stoletii. Ona byla vidna nevooruzhennym glazom pri polnom dnevnom svete, ee yarkost' v 60 raz bol'she, chem yarkost' polnoi Luny. Ona takzhe proshla vblizi Solnca (21 oktyabrya 1965 goda) na rasstoyanii 450 000 km vyshe solnechnoi fotosfery.

Horoshim podarkom dlya lyubitelei astronomii yavilos' poyavlenie yarkoi komety Hayakutake v 1996 godu. Kogda ona vpervye byla obnaruzhena kak ob'ekt 10-i zvezdnoi velichiny, nikto i ne podozreval, chto ona stanet odnoi iz samyh yarkih komet stoletiya. Raschet ee orbity pokazal, chto ona dolzhna byla podoiti ochen' blizko k Zemle - na rasstoyanie vsego v 15 mln km. S 24 po 26 marta kometa dvigalas' vblizi ruchki Kovsha (Bol'shoi Medvedicy) i yarkost' ee dostigla nulevoi zvezdnoi velichiny. Harakternoi osobennost'yu etoi komety bylo nalichie ogromnogo protyazhennogo hvosta. On zanimal na nebe uglovoe prostranstvo protyazhennost'yu v 75°. Nekotorye nablyudateli schitayut, chto protyazhennost' hvosta sostavlyala vse 100°.

Kometa Heila-Boppa: nablyudatel'nye instrumenty i teleskopy

Nachav s 10-i zvezdnoi velichiny, kometa Heila-Boppa v seredine marta 1997 goda peresekla nulevuyu otmetku. V tot moment bylo ochen' trudno podobrat' sootvetstvuyushuyu zvezdu sravneniya. Sredi horosho izvestnyh nebesnyh tel v konce marta - nachale aprelya Yupiter imel zvezdnuyu velichinu - 2, Sirius -1,5, Mars -1,2 i Merkurii ot - 0,3 do 0,0. Pervogo aprelya yarkost' komety dostigla zvezdnoi velichiny - 0,8. Togda kometa nahodilas' v perigelii, na rasstoyanii 0,914 a.e. ot Solnca.

V techenie mnogih let astronomy rassmatrivali issledovanie komet kak ne ochen' znachimuyu oblast' astronomii. Poetomu komety nablyudali v osnovnom lish' lyubiteli, a iz professional'nyh astronomov lish' te, kto ispol'zoval nebol'shie teleskopy. Odnako za poslednie gody otnoshenie k kometam rezko izmenilos'. Dlya nablyudenii komet Hayakutake i Heila-Boppa byl mobilizovan ves' moshnyi apparat nazemnoi nablyudatel'noi apparatury, vklyuchaya 10-metrovyi Kek teleskop na Gavaiskih ostrovah i ogromnyi amerikanskii radioteleskop (tak nazyvaemyi Very Large Array - VLA). Spektroskopicheskie nablyudeniya byli provedeny s nebyvalym v fizike komet spektral'nym razresheniem $\lambda / \Delta \lambda$ = 180 000.

Spisok teleskopov, na kotoryh osushestvlyalis' nablyudeniya komety Heila-Boppa, vklyuchaet takie znamenitye teleskopy, kak 5-metrovyi teleskop Palomarskoi observatorii; 4-metrovyi teleskop Mezhamerikanskoi observatorii v Serro-Tololo (Chili); 3,8-metrovyi teleskop v Mauna-Ki (Gavaiskie ostrova); 3,6-metrovyi Kanadsko-francuzskii teleskop (Gavaiskie ostrova); 3-metrovyi infrakrasnyi teleskop NASA; 2,5-metrovyi teleskop im. Isaaka N'yutona (Kanarskie ostrova, Ispaniya) i dr. Uspeshnye nablyudeniya komety veka byli vypolneny na Kosmicheskom teleskope im. Habbla (HST). V stranah SNG nablyudeniya komety velis' na 6-metrovom teleskope (BTA) i 1-metrovom teleskope Special'noi astrofizicheskoi observatorii (po programme, predlozhennoi astronomami Glavnoi (Pulkovskoi) astronomicheskoi observatorii i pri ih neposredstvennom uchastii), na 1,25-metrovom teleskope Krymskoi astrofizicheskoi observatorii, na 70-santimetrovom teleskope astronomicheskoi observatorii Har'kovskogo universiteta, na 26-dyuimovom refraktore i normal'nom astrografe Pulkovskoi observatorii neposredstvenno v Sankt-Peterburge.

Aktivnost' komety, ee himicheskii sostav

Harakternoi osobennost'yu komety Heila-Boppa byla ee neobychainaya aktivnost'. Nachinaya s momenta obnaruzheniya astronomy registrirovali nepreryvno izvergayushiesya iz ee yadra gazovye i pylevye strui (dzhety), a takzhe sfericheskie i konicheskie vybrosy i obolochki, arochnye struktury i drugie obrazovaniya, sostoyashie iz gazovyh molekul i pylevyh chastic. Inogda otmechalos' sushestvovanie chetyreh i bolee obolochek gazovoi i pylevoi materii. Vse eti struktury vidny kak na fotografiyah, tak i na izobrazheniyah kometnoi golovy i hvosta, poluchennyh s pomosh'yu noveishih tverdotel'nyh priemnikov izlucheniya, tak nazyvaemyh PZS-detektorov (PZS - pribor s zaryadovoi svyaz'yu). Risunok 3 predstavlyaet soboi fotografiyu golovy komety, poluchennuyu na 26-dyuimovom refraktore Pulkovskoi observatorii gruppoi sotrudnikov pod rukovodstvom T.P. Kiselevoi; vidny pylevye obolochki, vybroshennye iz yadra komety.

Sleduet otmetit', chto vybrosy veshestva iz yader komet ne takaya uzh redkost' i ne raz registrirovalis' nablyudatelyami. Vse delo v tom, chto ni u kakoi drugoi komety oni ne nablyudalis' tak chasto i na takom dalekom rasstoyanii, a takzhe ne imeli takoi prichudlivoi formy (ris. 4).

Samym zamechatel'nym otkrytiem yavilos' obnaruzhenie v golove komety bol'shogo kolichestva novyh molekul, kotorye ranee ne byli obnaruzheny v drugih kometah. Eto proizoshlo blagodarya spektram vysokogo razresheniya, poluchennym nablyudatelyami na bol'shih teleskopah. V tabl. 1 predstavlen spisok vseh molekul, obnaruzhennyh v golove komety Heila-Boppa; podcherknuty te molekuly, kotorye obnaruzheny v kometah vpervye. Analiz molekulyarnogo sostava golovy komety pozvolyaet sdelat' vyvod, chto v nem predstavleny prakticheski vse molekuly, vhodyashie v sostav bol'shih molekulyarnyh oblakov nashei Galaktiki, v kotoryh po nastoyashim predstavleniyam, i proishodit intensivnoe rozhdenie zvezd. Eto podtverzhdaet tochku zreniya bol'shinstva astronomov, dlya kotoroi dolgoe vremya ne bylo neobhodimyh eksperimental'nyh dannyh, chto komety - eto ostatki togo okolozvezdnogo veshestva, iz kotorogo rozhdalis' nashe Solnce i vse planety.

Drugaya harakternaya osobennost' komety Heila-Boppa - eto neobyknovenno vysokaya proizvoditel'nost' molekul v golove komety, to est' kolichestvo molekul, kotorye uletuchivayutsya s poverhnosti yadra v odnu sekundu. Mozhno skazat', chto dazhe na bol'shih rasstoyaniyah ot Solnca ( $\leq$ 7 a.e.) proizvoditel'nost' osnovnyh kometnyh molekul (H₂O, OH, CH₄ , CO₂ , NH₃ , CN, C₂) v golove komety Heila-Boppa byla znachitel'no vyshe, chem u lyuboi komety na lyubom rasstoyanii za poslednie 20 let, kogda nachali provoditsya intensivnye fotometricheskie i spektroskopicheskie nablyudeniya komet. V tabl. 2 predstavleny znacheniya proizvoditel'nosti osnovnyh molekul v golove komety Heila-Boppa na razlichnyh rasstoyaniyah ot Solnca.

Nakonec, tret'ya osobennost' nashei komety veka - eto ee udivitel'no sil'naya zapylennost'.

Ris. 3.Fotografiya golovy komety Heila-Boppa. Vidny pylevye obolochki, vybroshennye iz yadra (gruppa T.P. Kiselevoi, 26" refraktor GAO RAN)

Ris. 4.Vybrosy veshestva iz golovy komety Heila-Boppa

Tablica 1. Molekuly, obnaruzhennye v golove komety Heila-Boppa

Primechanie. Vydeleny himicheskie formuly molekul, vpervye obnaruzhennye v kometah.

Tablica 2. Molekulyarnaya proizvoditel'nost' Q yadra komety Heila-Boppa

Molekula Q, molekul/s R, a.e.

H₂O 5 $\cdot 10^{30}$ 1,050-0,914

OH 5 $\cdot 10^{30}$ 1,01

CN 1,5 $\cdot 10^{28}$ 1,01

C₂ 2 $\cdot 10^{28}$ 1,01

CO 3 $\cdot 10^{29}$ 1,04

C₂H₆ 7 $\cdot 10^{27}$ ~1,0

OCS 1,5 $\cdot 10^{28}$ ~1,0

HCNC₂H₂ 7 $\cdot 10^{27}$ ~1,0

CH₃OH 1,1 $\cdot 10^{28}$ 3,6

H₂S 8 $\cdot 10^{27}$ 3,6

CS 3 $\cdot 10^{26}$ 3,6

H₂CO 1,5 $\cdot 10^{26}$ 3,6

CH₃CN 1,1 $\cdot 10^{26}$ 3,6

SO₂ 6 $\cdot 10^{27}$ 0,95

HDO 4 $\cdot 10^{26}$ 0,914

CH₃OCHO 3 $\cdot 10^{27}$ 0,92

Pyl' 5 $\cdot 10^{30}$ kG/s 1,144

Esli massovaya proizvoditel'nost' vody (molekul H₂O) ocenivaetsya kak 130 t/s, to sootvetstvuyushuyu proizvoditel'nost' pylevyh chastic sleduet ocenit' kak 1000 t/s. Eto znachitel'no vyshe, chem u lyuboi komety po krainei mere za poslednie 80 let nablyudenii i predstavlyaet v nastoyashee vremya rekord.

Chto kasaetsya himicheskogo sostava pylevogo komponenta komety, to novyi interesnyi rezul'tat sostoit v obnaruzhenii bol'shogo kolichestva raznoobraznyh sochetanii metallov s silikatami, to est' soedinenii tipa Fe_nSiO₄ i Mg_nSiO₄ . Zamechatel'nym otkrytiem yavilos' obnaruzhenie fosterita Mg₂SiO₄ . Imenno eto soedinenie naibolee chasto vstrechaetsya u molodyh zvezd s okolozvezdnymi diskami, v kotoryh proishodit formirovanie planet. V tabl. 3 predstavleny otnosheniya kolichestv raznyh molekul dlya komety Heila-Boppa i srednei komety. Naibolee sushestven rezul'tat v poslednei kolonke, gde pokazano otnoshenie kolichestva molekulyarnogo gaza CN k kolichestvu pyli v komete veka. Imenno etot rezul'tat i svidetel'stvuet o sil'noi zapylennosti komety Heila-Boppa, poskol'ku eto otnoshenie znachitel'no men'she toi velichiny, kotoraya harakterna dlya srednei komety.

Tablica 3. Otnoshenie kolichestva molekul CN k kolichestvu drugih
komponentov dlya komety Heila-Boppa i srednei komety

Kometa Heila-Boppa Srednyaya kometa

CN / OH $3\cdot 10<sup>-3</sup>$ $1,75\cdot 10<sup>-3</sup>$

CN / NH $\geq{1}$ 0,65

CN / C₃ 9,5 20,69

CN / C₂ 0,75 1,64

CN / pyl' 0,65 91,72

Izotopnyi sostav molekul v golove komety Heila-Boppa

Vazhneishii klyuch k ponimaniyu prirody i proishozhdeniya nebesnyh ob'ektov - eto izotopnyi sostav sostavlyayushih ih atomov i molekul. Zdes' vedushaya rol' prinadlezhit radioastronomii, poskol'ku kolichestvennye ocenki rasprostraneniya izotopov opredelyayutsya po ochen' tonkomu effektu - izotopnomu sdvigu atomnyh i molekulyarnyh linii, kotoryi bolee effektivno obnaruzhivaetsya radioastronomicheskimi metodami. Nablyudeniya komety Heila-Boppa osushestvlyalis' s pomosh'yu takih radioinstrumentov, kak radiointerferometry IRAM, VLA, radioteleskop im. Dzheimsa Klarka Maksvella (Gavaiskie ostrova), instrumenty submillimetrovoi observatorii v Kaltehe (SShA) i drugih, antenny kotoryh dostigayut desyatkov i soten metrov v diametre.

Vpervye v kometah s pomosh'yu teleskopa Dzh.K. Maksvella (JCMT) pomimo tyazheloi vody byli obnaruzheny cianistye soedineniya, soderzhashie tyazhelyi vodorod, - DCN. Takzhe vpervye dlya komet bylo opredeleno otnoshenie izotopov azota ¹⁴N / ¹⁵N.

V rezul'tate radioastronomicheskih nablyudenii polucheny sleduyushie izotopnye sootnosheniya:

$\frac{H^{12}CH}{H^{13}CH}=90\pm 15$ , $\frac{HC^{14}N}{HC^{15}N}=299\pm 30$

$\frac{C^{32}S}{C^{34}S}=27\pm 3$ , $\frac{DCN}{HCN}$

Lyubopytno sravnit' eti znacheniya s sootvetstvuyushimi velichinami izotopnyh sootnoshenii dlya Zemli:

$\frac{^{12}C}{^{13}C}=89$ , $\frac{^{14}N}{^{15}N}=270$ , $\frac{^{32}S}{^{34}S}=24$

Sravnenie daet udivitel'nyi rezul'tat: izotopnyi sostav komety Heila-Boppa okazyvaetsya takim zhe, kak u Zemli. Lyubopytno, chto sovsem nedavno uchenye detal'no izuchili himicheskii i izotopnyi sostav meteorita, kotoryi upal na Zemlyu v Avstralii vblizi gorodka Merchen v 1969 godu. Ego himicheskii sostav takzhe okazalsya chrezvychaino shozh s sostavom zemnogo grunta.

Drugoi interesnyi rezul'tat byl poluchen iz analiza zavisimosti izotopnogo otnosheniya D / H ot temperatury. Kineticheskaya temperatura, sootvetstvuyushaya mestu opredeleniya sootnosheniya D / H, okazalas' v intervale 25 $\leq T\leq$ 45 K, chto znachitel'no vyshe, chem tipichnaya temperatura bol'shogo galakticheskogo molekulyarnogo oblaka.

Peremennost' izlucheniya komety Heila-Boppa

Central'naya zadacha v opredelenii haraktera peremennosti - ustanovit', vrashaetsya li kometnoe yadro i kak ono vrashaetsya. Rezul'taty mnogochislennyh nablyudenii pokazali, chto yadro komety deistvitel'no vrashaetsya i period ego vrasheniya blizok k 12 chasam. Dannye nablyudenii v razlichnye momenty vremeni dayut sleduyushie tri znacheniya perioda vrasheniya yadra komety:

R_vr = 11^h20^m $\pm$ 0^h10^m, P_vr = 11^h65^m $\pm$ 0^h10^m,

P_vr = 11^h47^m $\pm$ 0^h05^m.

V to zhe vremya seriya vybroshennyh iz yadra pylevyh obolochek pozvolyaet opredelit' drugoe harakternoe vremya peremennosti. Eto harakternoe vremya aktivnosti yadra (superperiod) po otnosheniyu k vybrosam pylevyh chastic sostavlyaet

P_sup = 22^d $\pm$ 2^d.

Takoe zhe znachenie superperioda bylo polucheno po dannym nablyudenii astronomov v Pulkovskoi observatorii.

V marte 1997 goda ispanskie astronomy obnaruzhili drugie harakternye periody peremennosti, ispol'zuya fotometricheskie nablyudeniya komety. Ih rezul'tat daet

R_vr = 5,5^h, P_sup = 7,19^d.

Odnako sleduet zametit', chto eti periody kratny 12^h i 22^d. Problema poka okonchatel'no ne reshena.

Pozhalui, samyi neozhidannyi rezul'tat, takzhe poluchennyi v marte, sostoit v tom, chto astronomy obnaruzhili vnezapnoe izmenenie napravleniya vrasheniya. V fevrale nablyudeniya pokazyvali, chto yadro komety vrashalos' po chasovoi strelke. A v marte napravlenie vrasheniya smenilos' na protivopolozhnoe. Uchenye obnaruzhili i bolee bystruyu peremennost'. Tak, nablyudeniya pokazali, chto emissionnye linii iona SO⁺ menyali intensivnost' v techenie 30 min. I dazhe za bolee korotkoe vremya poryadka neskol'kih minut.

Eshe bolee vpechatlyayushii rezul'tat poluchili pulkovskii astronom T.M. Nacvlishvili i astronomy SAO RAN. Oni nablyudali polyarizovannoe izluchenie komety na 1-metrovom teleskope SAO RAN i obnaruzhili ochen' bystrye (v techenie neskol'kih minut) izmeneniya polyarizacii izlucheniya komety. Lyubopytno, chto takie zhe bystrye izmeneniya stepeni polyarizacii byli obnaruzheny pryamym eksperimental'nym metodom vo vremya zapuska kosmicheskogo apparata “Dzhotto” v golovu komety Shellurupa-Krigga v iyule 1992 goda. Takie bystrye izmeneniya obuslovleny deistviem napravlennyh strui gazovoi i pylevoi materii, vnezapno vybroshennyh iz yadra komety.

Razmery yadra komety Heila-Boppa

Neobyknovennoe povedenie komety Heila-Boppa zastavilo astronomov schitat', chto ona imeet yadro ochen' bol'shih razmerov. Uzhe pervye predvaritel'nye ocenki pokazali, chto ego razmer dolzhen prevyshat' neskol'ko desyatkov kilometrov. Radioastronomicheskie nablyudeniya sobstvennogo teplovogo izlucheniya nagretoi pyli vblizi yadra komety pozvolili ocenit' radius yadra v 45 km. Eto oznachaet, chto kometa Heila-Boppa zanimaet po razmeram svoego yadra vtoroe mesto v spiske komet (tabl. 4) posle znamenitogo kosmicheskogo tela Hiron, o kotorom astronomy seichas sporyat, yavlyaetsya ono kometoi ili asteroidom. No eto predmet osobogo razgovora.

Tablica 4. Radiusy yader osnovnyh komet

Nazvanie komety Rasstoyanie v perigelii, a.e. Radius yadra komety, km

Arenda-Rigo 1,385 5,2

Borelli 1,365

Hirona 8,454 90 $\pm$ 7

Arresta 1,346 2,68

Enke 0,331 3,1

Faie 1,665 2,7

Dzhikobini-Zinnera 1,035 3,0

Krigga-Shellurupa 0,997 2,9

Heila-Boppa 0,914 45

Galleya 0,596 5,5

Honda-Mrkosa 0,35

Hayakutake 0,230 2,4 $\pm$ 0,5

Aires-Araki-Alkoka 0,991 3,5

Kopfa 1,579 2,8 ¡ 1,8

Levi R/1991 L3 0,983 8,2

N'yumena 1 1,549 10,4

Svifta-Tattla 0,962 11,8

Faeton 0,139 2,6 $\pm$ 0,7

Templa-2 1,482 5,9 $\pm$ 0,5

Virtanena 1,064 1,0

Nekotorye drugie osobennosti komety Heila-Boppa

Pozhalui, neobychnym v oblasti fiziki komet yavilos' otkrytie rentgenovskogo izlucheniya ot nekotoryh iz nih. S pomosh'yu ul'trafioletovogo sputnika EUVE amerikanskie uchenye obnaruzhili myagkoe rentgenovskoe izluchenie v oblasti energii 70-100 eV u chetyreh komet, kotorye nahodilis' na razlichnyh geliocentricheskih rasstoyaniyah. V ih chisle komety Hayakutake i Heila-Boppa. Kometa Hayakutake 22 marta 1996 goda nahodilas' na rasstoyanii 1,07 a.e. ot Solnca, i polnyi potok rentgenovskogo izlucheniya v tot moment sostavlyal F_x = 7,5 $\cdot 10^{24}$ fot/s. Rentgenovskoe izluchenie komety Heila-Boppa bylo zaregistrirovano 14 sentyabrya 1996 goda, kogda kometa nahodilas' daleko ot Solnca - na rasstoyanii 3,07 a.e. Odnako togda ee rentgenovskii potok byl tozhe F_x = 8 $\cdot 10^{24}$ fot/s. Uchenym poka neyasna priroda etogo rentgenovskogo izlucheniya. Hotya preobladaet mnenie, chto ono voznikaet v rezul'tate vzaimodeistviya protonov solnechnogo vetra s energiei v neskol'ko kiloelektronvol't s pylinkami v golove komety.

Drugim zamechatel'nym sobytiem v issledovanii komet yavilos' otkrytie tret'ego hvosta komety Heila-Boppa, celikom sostoyavshego iz atomov natriya. Eto pervaya kometa, u kotoroi byl obnaruzhen tretii hvost. Don Pollakko iz observatorii, raspolozhennoi v La-Pal'me na Kanarskih ostrovah, obnaruzhil ego na snimkah, poluchennyh s pomosh'yu shirokougol'noi PZS-kamery. Eto otkrytie sostoyalos' potomu, chto Don Pollakko rabotal s dovol'no uzkim fil'trom, kotoryi vydelyal imenno natrievuyu emissiyu. Eto otkrytie proizoshlo v seredine aprelya. K udivleniyu astronomov, izluchayushaya natrievaya oblast' zanimala ogromnoe prostranstvo, ohvatyvaya golovu komety i uhodya daleko v hvost. Protyazhennost' hvosta sostavlyala 6°, ili pochti 50 mln km. Vposledstvii gruppa astronomov iz Universiteta Bostona obnaruzhila natrievyi hvost na snimkah Observatorii Makdonal'dsa, poluchennyh eshe v marte. Analiz nablyudatel'nogo materiala pokazal, chto atomy natriya ne poyavlyayutsya neposredstvenno s poverhnosti yadra, a voznikayut iz kakogo-to drugogo istochnika. Vozmozhno, eto pylinki v golove komety, kotorye unosyatsya v hvost svetovym davleniem. Odnako otdel'noe polozhenie natrievogo hvosta, kotoroe ne sovpadaet s polozheniem obychnogo pylevogo hvosta, sil'no protivorechit etomu predpolozheniyu. V Pulkovskoi observatorii razrabatyvaetsya drugaya ideya. Istochnikom natriya yavlyayutsya krupnye makromolekulyarnye soedineniya tipa [Na(NaCN)_n] ili [(NaCN)_n(CN)_n], gde n mozhet prinimat' znacheniya, lezhashie v intervale ot 0 do 37 (napodobie znamenityh fullerenov). Takie molekulyarnye klastery, otkrytye nedavno v himicheskih laboratoriyah, ochen' ustoichivy po otnosheniyu, naprimer, k fotoionizacii. Esli oni obrazuyutsya v kometah, to mogut uhodit' na bol'shie rasstoyaniya ot yadra i lish' tam, podvergayas' bombardirovke so storony protonov solnechnogo vetra, osvobozhdat' atomy natriya, obrazuya uzhe sovershenno otdel'nyi hvost.

Nakonec, tret'ya harakternaya osobennost' komety - eto neobychnoe povedenie ee polyarizovannogo izlucheniya. Sil'naya lineinaya polyarizaciya izlucheniya etoi komety byla otkryta astronomami T.M. Nacvlishvili (GAO RAN), V.D. Bychkovym i V.P. Romanenko (SAO RAN), a takzhe N.N. Kiselevym (AO HGU Ukrainy). Polyarizovannoe izluchenie voznikaet v rezul'tate rasseyaniya solnechnogo sveta na kometnyh molekulah i pylinkah. Vpervye obnaruzhena krugovaya polyarizaciya izlucheniya (V.K. Rozenbush i N.M. Shahovskoi), a eto svidetel'stvuet, chto v kometah deistvuet mehanizm orientacii pylevyh chastic.

Nablyudeniya pokrytiya kometoi zvezd i radioistochnikov

Horosho izvestno, chto komety mozhno ispol'zovat' kak eksperimental'nye zondy dlya issledovaniya okolosolnechnogo prostranstva na bol'shih rasstoyaniyah ot ploskosti ekliptiki, a takzhe nablyudat' pokrytiya imi yarkih zvezd i radioistochnikov. Tak, radioastronomy nablyudali i issledovali pokrytiya hvostom komety Arenda-Rolanda nekotoryh radioistochnikov.

Estestvenno, chto yarkaya i neobychnaya kometa Heila-Boppa takzhe ispol'zovalas' dlya etih celei. V Nacional'noi radioastronomicheskoi observatorii SShA nablyudali pokrytiya treh kompaktnyh radioistochnikov golovoi komety Heila-Boppa s cel'yu izmereniya koncentracii ON v komete. Byli opredeleny profili linii ON na chastotah 1667 i 1665 MGc.

Astronomy nablyudali takzhe pokrytiya kometoi yarkih zvezd. V Observatorii Lovella 5 oktyabrya 1996 goda nablyudalos' pokrytie zvezdy 9-i zvezdnoi velichiny. Analogichnye raboty byli vypolneny N.M. Shahovskim i V.K. Rozenbush v Krymskoi astrofizicheskoi observatorii. Obnaruzheno zametnoe pogloshenie sveta zvezdy, svidetel'stvuyushee, chto vnutrennyaya chast' golovy komety yavlyaetsya opticheski tolstoi.

Budushee komety Heila-Boppa

V zaklyuchenie neskol'ko slov o tom, chto zhdet kometu Heila-Boppa v budushem. 30 sentyabrya 1997 goda kometa nahodilas' na rasstoyaniyah 2,8 a.e. ot Solnca i 3,09 a.e. ot Zemli. Po otnosheniyu k Solncu ee skorost' sostavlyala 20,4 km/s, a otnositel'no Zemli 6,07 km/s. 17 noyabrya 2017 goda kometa budet nahodit'sya na rasstoyanii 40 a.e. ot Solnca i dvigat'sya so skorost'yu 6 km/s. 14 noyabrya 2050 goda kometa budet nahodit'sya na rasstoyanii 75 a.e. ot Solnca i dvigat'sya so skorost'yu 4,3 km/s. Nakonec 8 avgusta 2080 goda ona uidet na rasstoyanie v 100 a.e. i budet dvigat'sya so skorost'yu 3,6 km/s. Vernetsya li eta kometa k nam? Zakony nebesnoi mehaniki dayut vozmozhnost' otvetit' na etot vopros: ona vernetsya cherez 2712,1 let. Takov orbital'nyi period etoi zamechatel'noi komety. Kometa dvizhetsya po sil'no vytyanutomu ellipsu s ekscentrisitetom, ravnym 0,99; rasstoyanie orbity v perigelii sostavlyaet 0,91 a.e., a samaya udalennaya tochka na orbite (afelii) raspolagaetsya na rasstoyanii v 388 a.e., to est' daleko za predelami Solnechnoi sistemy. Takova sud'ba etoi zamechatel'noi komety.

Literatura


[1].	Dobrovol'skii O.V. Komety. M.: Nauka, 1966.
[2].	Bortle J.E. Great Comets in History // Sky and Teleskope. 1997. Vol. 93, No 1. P. 44.

Publikacii s klyuchevymi slovami: komety - kometa Heila-Boppa Publikacii so slovami: komety - kometa Heila-Boppa
Sm. takzhe: Kometa A3 nad Avstraliei na rassvete Kometa Czyczin'shan'-ATLAS priblizhaetsya Periodicheskaya kometa Svifta-Tuttlya Kometa Ol'bersa nad zamkom Kuneticka Kometa 13P Ol'bersa U komety Ponsa-Bruksa poyavilsya protivopolozhno napravlennyi hvost Kometa, planeta, Luna Vse publikacii na tu zhe temu >>

Obsudit' etu publikaciyu

Versiya dlya pechati

Astrometriya - Astronomicheskie instrumenty - Astronomicheskoe obrazovanie - Astrofizika - Istoriya astronomii - Kosmonavtika, issledovanie kosmosa - Lyubitel'skaya astronomiya - Planety i Solnechnaya sistema - Solnce

Molekula	Q, molekul/s	R, a.e.
H₂O	5 $\cdot 10^{30}$	1,050-0,914
OH	5 $\cdot 10^{30}$	1,01
CN	1,5 $\cdot 10^{28}$	1,01
C₂	2 $\cdot 10^{28}$	1,01
CO	3 $\cdot 10^{29}$	1,04
C₂H₆	7 $\cdot 10^{27}$	~1,0
OCS	1,5 $\cdot 10^{28}$	~1,0
HCNC₂H₂	7 $\cdot 10^{27}$	~1,0
CH₃OH	1,1 $\cdot 10^{28}$	3,6
H₂S	8 $\cdot 10^{27}$	3,6
CS	3 $\cdot 10^{26}$	3,6
H₂CO	1,5 $\cdot 10^{26}$	3,6
CH₃CN	1,1 $\cdot 10^{26}$	3,6
SO₂	6 $\cdot 10^{27}$	0,95
HDO	4 $\cdot 10^{26}$	0,914
CH₃OCHO	3 $\cdot 10^{27}$	0,92
Pyl'	5 $\cdot 10^{30}$ kG/s	1,144

	Kometa Heila-Boppa	Srednyaya kometa
CN / OH	$3\cdot 10<sup>-3</sup>$	$1,75\cdot 10<sup>-3</sup>$
CN / NH	$\geq{1}$	0,65
CN / C₃	9,5	20,69
CN / C₂	0,75	1,64
CN / pyl'	0,65	91,72

Nazvanie komety	Rasstoyanie v perigelii, a.e.	Radius yadra komety, km
Arenda-Rigo	1,385	5,2
Borelli	1,365
Hirona	8,454	90 $\pm$ 7
Arresta	1,346	2,68
Enke	0,331	3,1
Faie	1,665	2,7
Dzhikobini-Zinnera	1,035	3,0
Krigga-Shellurupa	0,997	2,9
Heila-Boppa	0,914	45
Galleya	0,596	5,5
Honda-Mrkosa	0,35
Hayakutake	0,230	2,4 $\pm$ 0,5
Aires-Araki-Alkoka	0,991	3,5
Kopfa	1,579	2,8 ¡ 1,8
Levi R/1991 L3	0,983	8,2
N'yumena 1	1,549	10,4
Svifta-Tattla	0,962	11,8
Faeton	0,139	2,6 $\pm$ 0,7
Templa-2	1,482	5,9 $\pm$ 0,5
Virtanena	1,064	1,0