Aktywność komet
Amerykańska sonda kosmiczna Deep Impact zbliżyła się 4 listopada 2010 r. na odległość zaledwie 700 km do jądra małej komety 103P/Hartley 2. Kamery umieszczone na pokładzie sondy wykonały wiele doskonałej jakości zdjęć jądra komety. Analiza tych zdjęć bardzo zaskoczyła astronomów na całym świecie.
Wybuchy blasku komet nie są jedynym przejawem ich aktywności. Drugim bardzo szczególnym zjawiskiem charakteryzującym fizyczną aktywność komet jest transport z jądra komety do jej atmosfery lodowo-pyłowych ziaren materii kometarnej lub nawet większych bryłek lodu. Przyczyną tego zjawiska może być intensywna sublimacja lodów kometarnych , a także gejzery kometarne. Molekuły sublimujących lodów kometarnych mogą unosić ze sobą z powierzchni jąder kometarnych drobne ziarna i pyły. Ze szczelin czy też kanałów utworzonych w warstwach powierzchniowych jąder kometarnych wyrzucane są strumienie gazów kometarnych w formie specyficznych gejzerów, które mogą unosić do atmosfery komety większe bryłki materii. Gejzery kometarne zaobserwowano w 2010 roku dla komety 103P/Hartley 2.
Dynamika ziaren kometarnych
Istnieją co najmniej dwa mechanizmy mogące transportować w dużej ilości bryłki materii kometarnej z jądra komety do jej atmosfery. Pierwszym jest intensywna sublimacja lodów kometarnych z warstw powierzchniowych jądra.
Lodowo-pyłowe ziarna, czyli okruchy materii kometarnej znajdujące się na powierzchni sublimującego jądra komety, poddane są następującym oddziaływaniom: sile grawitacji komety Fgr, sile parcia molekuł sublimujących lodów kometarnych Fp oraz sile odśrodkowej bezwładności Fod wynikającej z faktu, że jądro komety wiruje względem osi przechodzącej przez środek jego masy (…)
Kometarne gejzery
Amerykańska sonda kosmiczna Deep Impact w ramach realizacji misji kosmicznej EPOXI, firmowanej przez NASA, zbliżyła się 4 listopada 2010 roku na odległość zaledwie 700 km do jądra małej komety 103P/Hartley 2. Kamery umieszczone na pokładzie sondy wykonały wiele doskonałej jakości zdjęć jądra komety, które zostały przesłane na Ziemię. Analiza tych zdjęć bardzo zaskoczyła astronomów na całym świecie.
Naukowcy z NASA oświadczyli, że po raz pierwszy stwierdzono, aby tak blisko Słońca (w odległości 1,06 AU) aktywność sublimacyjna komety była zdeterminowana nie przez lód wodny, lecz dwutlenek węgla. Również zaskoczeniem było to, że na fotografiach przesłanych z Kosmosu na Ziemię było widocznych wiele silnych strumieni gazów wyrzucanych ze szczelin w powierzchni jądra komety, przypominających ziemskie gejzery.
Dodatkowo jądro komety okazało się otoczone rojem lodowych bryłek wielkości rzędu od piłek tenisowych do piłek do koszykówki. Najprawdopodobniej te bryły lodu były wyrzucane z komety za pośrednictwem strumieni dwutlenku węgla emitowanego przez liczne kometarne gejzery. Zjawisko gejzeropodobnych, silnych strumieni gazów wyrzucanych z jądra komety zaobserwowano również w 2001 roku dla komety 19P/Borelly.
W świetle aktualnej wiedzy o fizyce komet istnienie zjawisk gejzeropodobnych wydaje się zupełnie oczywiste. Prawdopodobnie wnętrze jądra komety zawiera liczne pęknięcia, dziury i jamy, które są wynikiem różnorodnych procesów destrukcyjnych, jakim ulegają te ciała niebieskie (część I niniejszego artykułu). Do wnętrza tych jam mogą z sąsiadujących warstw materii kometarnej sublimować molekuły lotnych substancji. W ten sposób jamy stają się zbiornikami lotnej materii kometarnej. Jeżeli jej ciśnienie będzie wystarczająco duże, to w strukturze jądra komety zaczną powstawać pęknięcia i szczeliny. W ten sposób lotne substancje znajdą sobie ujście ku powierzchni jądra komety. Wyrzuty materii gazowej z powierzchni jądra komety, które unoszą ze sobą odłamki lodowo-pyłowego materiału kometarnego, są obserwowane właśnie jako kometarne gejzery (…)
Obliczenia przeprowadzone dla komety 103P/Hartley wykazują, że rzeczywiście strugi gejzerów mogą z niej wyrzucać bryłki materii o wymiarach rzędu kilkudziesięciu centymetrów.
Wymiary tych odłamków kometarnych zależą również od tego, jaki związek kontroluje aktywność sublimacyjną komety. Zarówno podczas spokojnej, zwykłej sublimacji, jak i w czasie gwałtownych wypływów z gejzerów unoszone bryłki materii mają rozmiary kilkadziesiąt procent większe w przypadku sublimacji CO2 niż w przypadku sublimacji H2O.
Uwagi
Wybuchy blasku i gejzery nie są jedynymi osobliwościami obserwowanymi w ewolucji komet.
Obserwacje tych ciał niebieskich prowadzą do wniosku, że mogą one ulegać wielu nietypowym zjawiskom.
Tak więc przelatując w pobliżu dużych planet, komety mogą pod wpływem oddziaływań pływowych ulegać rozerwaniu na mniejsze części. Istnieje również grupa komet „drapiących Słońce”. Są to komety tzw. grupy Kreutza. Poruszając się po orbitach o bardzo małych peryheliach, zbliżają się do Słońca na odległość rzędu jego jednego promienia. Istnieją również komety, które pod wpływem oddziaływań wielkich planet potrafią gwałtownie zmieniać swoje orbity.
Na zakończenie warto jeszcze zwrócić uwagę na pewien zadziwiający zbieg okoliczności.
Otóż w przedstawionym artykule w celu uproszczenia rozważań przyjęto, że kanał gejzeru kometarnego ma stały przekrój. W rzeczywistości należy oczekiwać, że jego przekrój może być funkcją jego głębokości. Jeżeli założymy, że biegnąc ze swojej jamy ku powierzchni, ulega on najpierw zwężeniu, a następnie rozszerzeniu, to wtedy jest on podobny do tzw. dyszy de Lavala, która służy do uzyskiwania i badania przepływów naddźwiękowych gazu. Badanie przepływu gazu przez taką dyszę jest klasycznym zagadnieniem dynamiki gazów i ma duże zastosowanie w projektowaniu silników odrzutowych (…)
GRUPA MEDIA INFORMACYJNE & ADAM NAWARA |
