Кометные орбиты - Яркие кометы в астрономии
Согласно результатам исследований Ньютона, кометы движутся либо по эллиптическим, либо по параболическим, либо по гиперболическим орбитам, причем в фокусе каждой орбиты находится Солнце. Фокус кривой - это некоторая точка F, лежащая в плоскости этой кривой. Фокусы у парабол, гипербол и эллипсов расположены вблизи закруглений этих кривых. Очевидно, что у параболы и гиперболы имеется по одной такой точке, в ней и находится Солнце, а у эллипса таких точек две, и Солнце находится в одной из них.
Астрономам достаточно вычислить орбиту кометы, и эта орбита сама "скажет", вернется ли комета к Солнцу, или навсегда покинет его. Если комета окажется параболической или гиперболической, т. е. незамкнутой, то комета, имеющая такую орбиту, уже никогда не вернется. Каждая из них имеет фокус, в котором расположено Солнце, но у них нет конечных значений величины а (большая полуось эллиптической орбиты). Поэтому вместо значения а в случаях параболических и гиперболических кометных орбит используют величину q - расстояние перигелия от Солнца. Для гиперболических орбит эксцентриситет е > 1, а для параболических - всегда е=0.
Как полагают многие ученые, ядра комет, имеющих параболическую или гиперболическую орбиту, удаляясь от Солнца с все уменьшающейся скоростью, на расстоянии порядка 150 тысяч астрономических единиц от него почти останавливаются. Постепенно там образовался огромный рой, миллиарды кометных ядер - так называемое облако Оорта (по имени голландского ученого А. Оорта, который выдвинул эту гипотезу). Поскольку тяготение Солнца на столь больших расстояниях ничтожно, ядра могут оставаться там почти без движения бесконечно долго. Лишь изредка, испытав гравитационное возмущение, к примеру, от проходящей недалеко звезды, часть ядер в облаке начинает перемещаться, некоторые из них, возможно, в сторону Солнца.
Совсем другое дело, если орбита окажется эллиптической. Поскольку эллипс - линия замкнутая, комета должна обязательно вернуться в ту точку пространства, в которой ее уже наблюдали с Земли.
Сколько же времени нужно комете, движущейся по эллипсу, чтобы сделать один оборот? Это зависит от различных параметров эллипса, в частности от расстояния между его фокусами. Чем меньше это расстояние, тем быстрее комета совершит оборот вокруг Солнца.
Точная форма любого эллипса однозначно определяется величиной а большой его полуоси и значением некоторой величины е - эксцентриситета, характеризующего "степень сплюснутости" эллипса. Эксцентриситет е=0 для окружности, а для эллипса 0<е<1. И чем ближе значение е к 0, тем больше эллипс походит на окружность, а чем ближе его значение к единице, тем больше эллипс сплюснут и вытянут вдоль большой оси. Например, для планетных орбит Солнечной системы е=0,1, и поэтому эти орбиты почти круговые. А для большинства эллиптических кометных орбит е=1 (т. е. эти орбиты представляют собой очень вытянутые эллипсы). Кометы, движущиеся по таким орбитам, в точке наибольшего сближения с Солнцем (перигелии) могут оказываться даже внутри орбиты Меркурия - ближайшей к Солнцу планеты, а в точке наибольшего удаления от Солнца (афелии) - находиться далеко за орбитами планет Солнечной системы.
В астрономии величину а полуоси эллиптической орбиты тела Солнечной системы принято выражать в астрономических единицах (а. е.). Кометы, движущиеся по эллипсам с большими полуосями до 20 а. е., имеют периоды обращения Т<100 (короткопериодиодические кометы). У долгопериодических комет (Т>100 лет) большие полуоси орбит измеряются тысячами астрономических единиц.
В соответствии с одним из законов Кеплера, открытых в начале XVII в., кометы движутся быстрее всего в перигелии, а медленнее - в афелии. Например, для кометы с а=20 000 а. е. скорость в перигелии может составить 600 км./с, а в афелии - 1 см./с.
Для таких комет период обращения вокруг Солнца может составлять миллионы и десятки миллионов лет.
На большой оси эллипса по обе стороны от ее центра симметрично располагаются две точки - фокусы эллипса. В одном из фокусов эллиптической кометной орбиты находится Солнце, под действием притяжения которого движется комета. Расположение кометной орбиты в пространстве определяется прежде всего наклонением i орбиты, т. е. величиной угла наклона плоскости орбиты кометы к плоскости орбиты Земли, или к плоскости эклиптики. При этом говорят, что комета имеет прямое движение, если 00 < i < 900 и обратное, если 900 < i < 1800. Ясно, что при i не равном 0 одна часть кометной орбиты располагается над плоскостью эклиптики, другая - под этой плоскостью, если всю картину рассматривать из северного эклиптикального полупространства (т. е. наблюдать перемещение Земли вокруг Солнца происходящим против часовой стрелки).
Кометная орбита пересекает плоскость эклиптики в точках, называемых узлами орбиты: в одном из них - восходящем - комета из полупространства под плоскостью орбиты Земли "восходит" в полупространство над ней, а в другом - нисходящем - "нисходит" из полупространства над плоскостью эклиптики в полупространство
Под нею. Прямая, проходящая через Солнце и через узлы орбиты В плоскости эклиптики есть фиксированная прямая линия, проходящая через Солнце и соединяющая так называемые точки весеннего и осеннего равноденствий. Величина одного из углов между этой прямой и пересекающейся с ней в Солнце линией узлов называется долготой восходящего узла орбиты.
Наклонение орбиты i, долгота восходящего узла орбиты и долгота перигелия, т. е. величина угла между направлениями от Солнца на восходящий узел и на перигелий, однозначно определяют положение орбиты в пространстве.
Пять элементов орбиты - а, е, i, и - полностью определяют как форму эллиптической кометной орбиты, так и ее расположение относительно земной орбиты.
Похожие статьи
-
Точность определения кометных орбит - Яркие кометы в астрономии
Для вычисления точного положения кометы в пространстве кроме параметров, описывающих форму орбиты и ее расположение, необходим еще момент Т0 времени...
-
Столкновение Земли с кометой - Яркие кометы в астрономии
Комета орбита галлея небесный Столкновения Земли с кометой -- вот чего стали бояться люди, перестав видеть в кометах предвестниц войн. Но говорить о...
-
Причина свечения комет и их химический состав - Яркие кометы в астрономии
Во времена Ломоносова еще ничего не было известно о законе изменения блеска комет и тем более об их спектрах. Однако Михаил Васильевич Ломоносов со...
-
Открытие Галлея - Яркие кометы в астрономии
Верный друг Ньютона Эдмунд Галлей питал слабость к кометам. Его великий учитель, открыв закон всемирного тяготения, доказал, что, подчиняясь этому...
-
Происхождение комет - Яркие кометы в астрономии
За обозримое прошлое человечества было открыто много комет. Каждая из них имеет свои особенности. На первых порах серьезного изучения комет никому не...
-
Литература - Яркие кометы в астрономии
Гетман В. С. Внуки солнца: Астероиды, кометы, метеоритные тела. - М.: Наука, 1989. Емельяненко В. В. Движение почти параболических комет под воздействием...
-
Ядро и хвост кометы - Яркие кометы в астрономии
В отличие от мерцающих звезд и четко очерченных планет комета выглядит как туманное светящееся пятнышко. Это пятнышко называют головой кометы. Если...
-
Заключение - Яркие кометы в астрономии
В эпоху, когда астрономия как наука переживала период своего младенчества, люди изучали небо невооруженным глазом. Поэтому все открываемые в ту пору...
-
Введение - Яркие кометы в астрономии
На ночном небе, среди привычных фигур созвездий вдруг появляется яркая новая звезда, окруженная туманной оболочкой и украшенная длинным серебристым...
-
Самая яркая комета 20-го века, Данные о некоторых кометах - Кометы
На основании сохранившихся записей нельзя судить о том, какая из наблюдавшихся в прошлом комет была самой яркой. Так как яркие кометы представляют собой...
-
Это как правило, большие каменные глыбы, которые приходят из пояса астероидов, расположенного между орбитами Марса и Юпитера. Иногда их орбиты изменяются...
-
Комета Галлея - Малые тела Солнечной системы
Самая известная из всех периодических комет, которая движется по удлиненной эллиптической орбите вокруг Солнца, возвращаясь к Земле каждые 76 лет. Из...
-
Некоторые из известных комет - Кометы
Комета Аренда-Ролана (C/1956 R1) Яркая комета, обнаруженная в 1957г. Одно время казалось, что у нее образовывается "шип", направленный к Солнцу. Но это...
-
История открытия кометы Галлея - Комета Галлея
История кометы Галлея, теряющаяся в глубине веков, уже триста лет интересует астрономов. За это время были изучены европейские, китайские, японские,...
-
Орбиты спутников Траектория движения искусственного спутника Земли называется его орбитой. При выключенных маршевых реактивных двигателях свободное...
-
Кометы. Свойства комет - Малые тела Солнечной системы
Особое место среди малых тел Солнечной системы занимают кометы - небесные тела, движущиеся вокруг Солнца по очень вытянутым орбитам. С приближением к...
-
За время наблюдений всего 20 комет приблизились к Земле на расстояние меньше 15 млн. км. Ближе всех к Земле подошла комета Лекселла в 1770г - на...
-
В данной работе проводится исследование движения центра масс МКА под действием различных возмущающих ускорений (от нецентральности гравитационного поля...
-
Рак - Созвездия и яркие звезды
Cамое неприметное созвездие Зодиака: его звезды можно увидеть лишь в ясную безлунную ночь. Однако в нем много интересных объектов. Арабское имя звезды...
-
Стратегиям удержания КА на ограниченных орбитах (гало-орбитах, орбитах Лиссажу и прочих) посвящены многие статьи. В данном разделе приведены краткие...
-
Кометы - Малые тела Солнечной системы
Кометы являются самыми эффективными небесными телами в Солнечной системе. Кометы - это своеобразные космические айсберги, состоящие из замороженных...
-
Фаэтон, На орбите Юпитера - Малые тела Солнечной системы
Уже Ольберс предположил, что астероиды между Марсом и Юпитером представляют собой обломки распавшейся планеты. Гипотетическую планету назвали Фаэтоном -...
-
Поскольку характеристики околоземной орбиты зависят от времени старта и космодрома, с которого осуществляется запуск, далеко не все комбинации...
-
Типы ограниченных орбит вокруг точки L2 системы Солнце-Земля Анализируя решение (2.4) линеаризованной системы (2.3), можно заключить, что амплитуды...
-
В системах двух массивных тел, вращающихся вокруг общего барицентра с постоянной угловой скоростью, существует пять точек, будучи помещенным в которые,...
-
Кеплеровские элементы орбиты - Математическое моделирование движения небесных тел
Вместо произвольных постоянных c1,c2,c3,h,?1,?2,?3,? в астрономии обычно используются более наглядные и более удобные постоянные...
-
Орбиту можно получить как линию пересечения двух поверхностей. Уравнение одной поверхности - это уравнение плоскости орбиты. Уравнение второй поверхности...
-
Облако Оорта (облако Оорта-Эпика) из Википедии Облака Оорта - Кометы
Гипотетическая сферическая оболочка, окружающая Солнечную систему на расстоянии около 1 светового года (50000 а. е.), в которой содержатся миллиарды...
-
Кометы, у которых перигелийное расстояние настолько мало, что фактически они проходят через внешние слои Солнца. Около десяти долгопериодических комет с...
-
Комета (от др.-греч. кпмЮфзт, kom?tзs -- "волосатый, косматый") -- небольшое ледяное небесное тело, движущееся по орбите в Солнечной системе, которое...
-
Журавль, Заяц, Змееносец - Созвездия и яркие звезды
Южное созвездие, недоступное для наблюдения в России. Его ярчайшая звезда Альнаир (? Gru) 1,7 звездной величины находится на расстоянии 100 световых...
-
Волк, Волопас - Созвездия и яркие звезды
Эту мифическую фигуру шумеры называли "чудовищем смерти", а греки - "зверем". Созвездие большей своей частью лежит в Млечном Пути, поэтому содержит много...
-
Характеристика орбиты - Исследование движения центра масс малого космического аппарата (МКА)
Для решения задач наблюдения Земли из космоса с хорошим разрешением при жестких ограничениях на массу КА и минимизации затрат на выведение целесообразно...
-
Опасность, исходящая от астероидов и комет - Опасности космоса
К Земле постоянно настойчиво стремятся посланцы вечности - астероиды и всевозможные кометы. Наибольшую тревогу у ученых вызывает астероид "Апофиз",...
-
Стратегиям удержания КА на ограниченных орбитах (гало-орбитах, орбитах Лиссажу и прочих) посвящены многие статьи. В данном разделе приведены краткие...
-
В работе реализована методика расчета ограниченных орбит вокруг точки либрации L2 системы Солнце-Земля. Движение КА в окрестности точки либрации...
-
Схема и устройство оптических телескопов - Оптическая астрономия
После того как в 1609 году Галилей впервые направил на небо телескоп, возможности астрономических наблюдений возросли в очень сильной степени. Этот год...
-
Покажем, что для любой классической системы, обладающей центральной симметрией и заданной энергией, существует такая метрика, что действие системы будет...
-
Известно, что перелет на орбиту вокруг точки либрации L2 системы Солнце-Земля может быть осуществлен совершением одного импульса на низкой околоземной...
-
" Наука не является, и никогда не будет являться законченной книгой " - эти слова Эйнштейна как нельзя лучше предваряют нашу первую главу. В свое время...
Кометные орбиты - Яркие кометы в астрономии