Табл. 2.— Элементы орбит некоторых комет
Комета | Время последнего прохождения перигелия Т | Период обращения р (годы) | Эксцентриситет е | Наклон орбиты i | Долгота восходящего узла | Расстояние перигелия от узла w | Перигелийное расстояние q (а. е.) | Афелийное расстояние Q (а. е.) | Примечания |
1970 I Энке | 1971 январь, 9,92 | 3,302 | 0,847152 | 11°, 9747 | 334°, 2224 | 185°,9383 | 0,338897 | 4,09 | Самая короткопериодическая |
1957 IV Швассмана-Вахмана I | 1957, май, 12, 89 | 16,10 | 0,131488 | 9,4872 | 321,6094 | 355,8271 | 5,53774 | 7,21 | Малое е , планетоподобная орбита |
1910 II Галлея | 1910, апрель, 20, 18 | 76,1 | 0,967297 | 162,2158 | 57,8466 | 111,7190 | 0,587212 | 35,31 | Первая К. для которой определена орбита |
1965 VIII Икея-Секи (главное ядро) | 1965, октябрь, 21, 18 | 874 | 0,999915 | 141, 8576 | 346,2963 | 69,0499 | 0,007785 | 183 | «Задевающая Солнце» |
В движении ряда К., в первую очередь короткопериодических, обнаружены также эффекты, не объяснимые притяжением их известными телами Солнечной системы (так называемые негравитационные эффекты). Так, одни К. испытывают вековое ускорение, а другие — вековые замедления движения, являющиеся, по-видимому, результатом реактивного эффекта от выделяющихся из ядра потоков вещества.
Короткопериодические К. принято делить на «семейства» по величине афелийных расстояний. К наиболее многочисленному семейству Юпитера относят К., афелий которых расположен около орбиты Юпитера. К семейству Сатурна относят К. с афелиями вблизи его орбиты. Интересную группу К., «задевающих Солнце», образуют несколько долгопериодических К. Все они имеют очень малые перигелийные расстояния, в пределах 0,0055—0,0097 а. е. (т. e. их перигелии удалены от поверхности Солнца на 0,5—1 радиус Солнца), и примерно одинаковые остальные элементы орбиты. Весьма вероятно, что эти К. — продукты распада одной материнской К.
В табл. 2 приведены элементы орбит некоторых К.
Строение комет. По современным представлениям, ядра К. состоят из водяного газа с примесью «льдов» других газов (СО2 , NH3 и др.), а также каменистых веществ. Пылинки частично выделяются из ядра при испарении (сублимации) льдов, частично образуются в его окрестностях в результате конденсации молекул нелетучих и умеренно летучих веществ. Пылевые частицы рассеивают солнечный свет, атомы же и молекулы газов поглощают излучения в некоторых длинных волнах и из освещающего солнечного света, а затем переизлучают их. В результате выделения из нагретого Солнцем ядра газа и пылинок возникает реактивная сила, которая, возможно, порождает негравитационные эффекты в движении К. Интенсивное выделение происходит из наиболее нагретого участка поверхности ядра, который, вследствие вращения ядра, расположен не точно с солнечной стороны, а несколько смещен в сторону вращения. В результате появляется компонента реактивной силы, которая либо ускоряет движение К., если вращение ядра происходит в том же направлении, что и обращение К. около Солнца, или замедляет его, если вращение и обращение происходят в противоположных направлениях.
Газ и пыль, выделяемые ядром, образуют голову К. Молекулы воды и др. газов, выделяющиеся из ядра под действием солнечного излучения, очень быстро распадаются, порождая наблюдаемые химически активные свободные радикалы. Последние также распадаются под действием излучения Солнца, но гораздо медленнее, вследствие чего успевают распространиться на значительные расстояния от ядра. Изучение спектров К. свидетельствует о том, что К. содержат нейтральные молекулы C3 , C2 , CN, СН, ОН, NH, NH2 , ионизованные молекулы СО+ , N2+ , СН+ , а также атомы Н, О и Na. В редких случаях в спектрах К., исключительно близко подлетавших к Солнцу, наблюдались линии излучения Fe и др. нелетучих химических элементов. Диаметр головы у ярких К. может достигать миллионов км. Количество пыли в головах К. различно: у одних К. она отсутствует, у др. её масса может достигать половины массы всего вещества головы. Цвет и поляризация света, отражённого пылевыми частицами, указывает на то, что их размеры в головах К. составляют около 0,25—5 мкм.
Согласно классификации, разработанной во второй половине 19 в. Ф. А. Бредихиным, хвосты К. подразделяются на 3 типа: хвосты 1-го типа направлены прямо от Солнца, хвосты 2-го типа изогнуты и отклоняются назад по отношению к орбитальному движению К., хвосты 3-го типа — почти прямые, но заметно отклоняются назад. При некоторых взаимных положениях Земли, К. и Солнца, отклоненные назад хвосты 2-го и 3-го типа видны с Земли как бы направленными в сторону Солнца (так называемые аномальные хвосты). Физическая интерпретация разделения хвостов на типы, предложенная Бредихиным, в последующие годы значительно развивалась и в 70-х гг. 20 в. получила следующее содержание. Хвосты 1-го типа — плазменные и состоят из ионизованных молекул СО+ , N2+ , СН+ , которые с большими ускорениями под действием солнечного ветра уносятся в сторону, противоположную направлению на Солнце. Хвосты 2-го типа образуются пылевыми частицами разной величины, непрерывно выделяющимися из ядра, хвосты же 3-го типа появляются в том случае, когда из ядра одновременно выделяется целое облако пылинок. Пылинки разной величины под действием светового давления получают различное ускорение, и облако растягивается в полосу, образующую хвост К., так называемую синхрону. Редко наблюдается прямой натриевый хвост, направленный вдоль плазменного хвоста (1-го типа). Нейтральные молекулы, присутствующие в голове К., приобретают под действием светового давления примерно такое же ускорение, как и пылевые частицы, и поэтому движутся в направлении хвоста 2-го типа. Однако время их жизни до фотодиссоциации (или ионизации) солнечным излучением составляет всего несколько часов. Поэтому они не успевают продвинуться далеко в хвост 2-го типа. Иногда их удается заметить в небольшом количестве только в начальном отрезке хвоста.
Непрерывно выделяющиеся из ядра и движущиеся под действием одинакового ускорения частицы равной величины располагаются в пространстве вдоль искривленной линии — так называемой синдинамы. Хвосты 2-го типа представляют собой веер синдинам, соответствующим пылинкам разных размеров. Видимая форма хвоста 2-го типа определяется при этом распределением пылевых частиц по размерам. Таким образом, видимый хвост 2-го типа представляет собой полосу максимальной яркости в пределах веера.
Наибольшей длины достигают, как правило, хвосты 1-го типа, простираясь на сотни млн. км. Однако их плотность, по-видимому, не превышает 102— 103 ионов/см3 .
Лучшему пониманию природы К. во многом способствуют лабораторные эксперименты по моделированию К. Удалось, в частности, воспроизвести сублимацию запыленных кометных льдов с выбросом метеорных частиц из ядра, образование ионизированных структур, напоминающих хвосты 1-го типа. С помощью геофизических ракет и космических зондов на высотах от нескольких сот до десятков тыс. км созданы искусственные облака из паров щелочных металлов — так называемые кометы искусственные , которые подготовили почву для моделирования К. в открытом космосе. Обсуждается вопрос о посылке космического зонда к той или иной периодической К. при её возвращении к Солнцу для непосредственного изучения состава, магнитных полей и прочих физических особенностей К.