Κομήτες

Μορφολογία και Σύσταση των Κομητών

Ανάλογα με τη μορφή της τροχιάς τους, οι κομήτες διακρίνονται σε δύο κατηγορίες: στους μακροπερίοδους και στους βραχυπερίοδους. Οι μακροπερίοδοι, που αποτελούν και τη μεγάλη πλειοψηφία (περίπου το 84% του συνόλου), έχουν τροχιές σχεδόν παραβολικές και είναι μη περιοδικοί, πράγμα που σημαίνει ότι δεν ξέρουμε αν (και πότε) θα επανέλθουν. Η περίοδος περιφοράς τους μπορεί να είναι μεταξύ 10^3 και 10^7 έτη. Αντίθετα οι βραχυπερίοδοι, που είναι και οι λιγότεροι (περίπου το 16% του συνόλου), έχουν ελλειπτικές τροχιές και είναι περιοδικοί, με περίοδο περιφοράς μεταξύ 2 και 2000 ετών.

Ο αριθμός των κομητών που συνοδεύουν τον Ήλιο μας, και συνεπώς και το πλανητικό μας σύστημα, είναι πάρα πολύ μεγάλος, και αυτοί απομακρύνονται μέχρι πραγματικά τεράστιες αποστάσεις κατά τη διάρκεια των τροχιών τους. Παρατηρήσεις των κομητών, που έχουν γίνει με σύγχρονα τηλεσκόπια, αλλά και η ανάλυση των φασμάτων τους, έχουν δείξει ότι αυτοί αποτελούνται από ένα κεντρικό στερεό σώμα, που ονομάζεται πυρήνας. Ο πυρήνας περιβάλλεται από μία σχεδόν σφαιρική κόμη και ακολουθείται από μία πολύπλοκη μακριά ουρά. Η μορφή ενός κομήτη εξαρτάται από την απόστασή του από τον Ήλιο. Εφόσον βρίσκεται μακριά ακόμη, μπορούμε να δούμε μόνο τον πυρήνα του, που μοιάζει με αστέρα καθώς φωτίζεται από το ηλιακό φως, και έχει μέγεθος 1-100 km.

Ο πυρήνας έχει σχήμα σχεδόν σφαιρικό και αποτελείται από παγωμένο νερό, σκόνη και λάσπη. H μάζα του πιστεύεται ότι κυμαίνεται ανάμεσα σε 10^11 και 10^16 kg. Γύρω από τον πυρήνα υπάρχει ένα αέριο περίβλημα με διάμετρο πολύ μεγαλύτερη, από 10^5 μέχρι 10^6 km. Aυτό το περίβλημα ονομάζεται Κόμη και δημιουργείται όταν ο κομήτης αρχίζει να πλησιάζει προς τον Ήλιο, οπότε, λόγω αυξήσης της θερμοκρασίας, οι πάγοι αρχίζουν να εξαχνώνονται και ο πυρήνας αρχίζει να εξατμίζεται. Η κόμη, μαζί με τον πυρήνα, αποτελούν την κεφαλή του κομήτη. Φασματική ανάλυση της κόμης δείχνει ότι στη χημική της σύσταση, κυριαρχούν ουδέτερα μόρια, αλλά και ρίζες (π.χ. Η, Ο, ΟΗ, S, C, CH, CN, CO, CS, NH, NH3, HCN, Na, Fe, Ca, Cr, Mn, Co, Cu).

Το πιο εντυπωσιακό, όμως, χαρακτηριστικό του κομήτη είναι αναμφισβήτητα η ουρά του. Η ουρά του κομήτη κατευθύνεται πάντα αντίθετα από τον Ήλιο και εμφανίζεται όταν αυτός πλησιάσει ακόμη περισσότερο τον Ήλιο. Η ουρά δημιουργείται όταν το υλικό που εκπέμπεται από τον κομήτη, αφού αυτός θερμανθεί, παρασύρεται από τον ηλιακό άνεμο, μέχρι απόσταση μεγαλύτερη από μια αστρονομική μονάδα! (O ηλιακός άνεμος είναι πλάσμα που εκτονώνεται συνεχώς από τον ήλιο, με ταχύτητα 350-1.000 km/sec). Αυτός ο ηλιακός άνεμος εξασκεί πίεση πάνω στον κομήτη και έτσι δημιουργείται η φαντασμαγορική ουρά , η οποία άλλωστε είναι ορατή και από τη Γη.

Υπάρχουν 2 τύποι ουρών που μπορούν να σχηματιστούν πάνω στον κομήτη ανάλογα με την επίδραση που ασκεί ο ηλιακός άνεμος στα ιόντα και στα σωματίδια του κομήτη: οι ιοντικές ουρές και οι ουρές σκόνης. Οι ιοντικές ουρές είναι συνήθως μακριές και στενές, και πολλές φορές, εμφανίζουν λεπτές γραμμικές δομές ή ακτίνες. Από τα φάσματά τους, γνωρίζουμε ότι αποτελούνται κυρίως από ιονισμένα μόρια CO+, CO2+, N2+, OH+. Οι ουρές σκόνης αποτελούνται από τα ουδέτερα σωματίδια που απλά ανακλούν το φως του ήλιου. Οι ουρές σκόνης είναι μικρότερες από τις ιοντικές. Και οι δύο όμως, κατευθύνονται πάντα αντίθετα από τον ήλιο, καθώς πιέζονται από τον ηλιακό άνεμο και την ηλιακή ακτινοβολία.

Κάθε φορά που ένας κομήτης περνά κοντά από τον Ήλιο, χάνει και τμήμα της μάζας του, λόγω της εξάτμισης και, όχι σπάνια, χωρίζεται σε δυο ή και περισσότερα κομμάτια. Ένας τυπικός κομήτης υπολογίζεται ότι χάνει ένα στρώμα πάχους 3 μέτρων από την επιφάνεια του, μετά από κάθε διάβασή του από το περιήλιο. Το γεγονός αυτό έχει ως αποτέλεσμα, τη συνεχή μεταβολή της τροχιάς του, καθώς η μάζα του μικραίνει ασύμμετρο και το υλικό εκτοξεύεται από την επιφάνειά του. Μάλιστα, όταν ο κομήτης περάσει πολλές φορές από το περιήλιο (το περιήλιο είναι η μικρότερη απόσταση στην οποία μπορεί αν πλησιάσει ο κομήτης τον Ήλιο), αποσυντίθεται εντελώς. Έτσι διαλύεται τελείως όταν περάσει περίπου 200 φορές γύρω από το περιήλιο. Τα θραύσματα που δημιουργούνται, προκαλούν, συχνά, ρεύματα μετεώρων που έχουν τροχιές ίδιες με τους αρχικούς κομήτες.

Η Προέλευση των Κομητών

Γύρω από τον Ήλιο πιστεύεται ότι υπάρχει ένας τεράστιος αριθμός κομητών. Από αυτούς έχουν μελετηθεί, με ακρίβεια, πάρα πολύ λίγοι και γνωρίζουμε τα στοιχεία τροχιάς μόνο μερικών εκατοντάδων κομητών. Ένα μικρό ποσοστό είναι βραχυπερίοδοι, με χρόνους περιόδου μικρότερους των 200 ετών. Ακόμα λιγότεροι έχουν περιήλιο μέσα από την τροχιά του Δία. Λίγοι είναι επίσης και αυτοί που τα επίπεδα των τροχιών τους βρίσκονται κοντά στις τροχιές των άλλων πλανητών του πλανητικού μας συστήματος. Υπολογίζεται ότι, συνολικά στο πλανητικό μας σύστημα, υπάρχουν 10^7 με 10^11 κομήτες που έχουν σχεδόν κυκλικές τροχιές σε πολύ μεγάλες αποστάσεις από τον Ήλιο. Οι τροχιές τους είναι κατανεμημένες τυχαία και κατά καιρούς μπορούν να επηρεαστούν από γειτονικά άστρα. Έτσι μερικοί από αυτούς, αλλάζουν ριζικά τροχιά και φθάνουν στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα.

Σχετικά με την προέλευση των κομητών, η επικρατέστερη θεωρία είναι του Oort .Σύμφωνα με αυτή, οι πυρήνες των κομητών σχηματίστηκαν ταυτόχρονα με το ηλιακό μας σύστημα, εδώ και πέντε δισεκατομμύρια χρόνια. Για την ερμηνεία της εμφάνισής τους, ο Oort δέχτηκε ότι υπάρχει ένα σφαιρικό νέφος κομητών, που περιβάλλει το πλανητικό μας σύστημα και περιέχει περίπου 10^11 περίπου πυρήνες. Το επιχείρημα του Oort ήταν ότι, αφού οι κομήτες με περιόδους περιφοράς 20 ή περισσότερων χρόνων καταφτάνουν στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα από όλες τις κατευθύνσεις, θα πρέπει λογικά αυτοί να προέρχονται από ένα σφαιρικό φλοιό μεγάλου πάχους, που περιβάλλει το ηλιακό σύστημα. Έτσι σήμερα πιστεύεται ότι οι κομήτες είναι αρχέγονα σώματα που σχηματίστηκαν κατά το σχηματισμό του ηλιακού μας συστήματος και στη συνεχεία "εκτοξεύτηκαν" προς το νέφος του Oort και έχουν παραμείνει από τότε αναλλοίωτοι. Το γεγονός αυτό παρουσιάζει μεγάλο ενδιαφέρον, επειδή με τη μελέτη της χημικής σύστασης των κομητών, μπορούμε να! βγάλουμε χρήσιμα συμπεράσματα για τη χημική σύσταση της ύλης, από την οποία δημιουργήθηκαν οι σημερινοί πλανήτες.

Η τελευταία επιστημονική ανακάλυψη, που σχετίζεται με τους κομήτες, είναι η ανακάλυψη της ζώνης του Kuiper. H ζώνη Kuiper είναι ένα σμήνος από μικρά αντικείμενα που σχηματίζουν ένα δίσκο ο οποίος ξεκινά αμέσως μετά την τροχιά του Ποσειδώνα και εκτείνεται σε πολύ μεγάλες αποστάσεις από αυτήν. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η ζώνη Kuiper αποτελεί την πηγή των κομητών εκείνων που περιφέρονται γύρω από τον ήλιο με περίοδο μικρότερη των 20 ετών. Τα τελευταία χρόνια οι επιστήμονες έχουν ανακαλύψει δεκάδες αμυδρά αντικείμενα που περιλαμβάνονται στη ζώνη Kuiper και υπολογίζουν ότι υπάρχουν αρκετές εκατοντάδες από αυτά. Τα κομητοειδή αυτά σώματα που παρατηρήθηκαν στη ζώνη Kuiper αποτελούν τον πιο πρόσφατα ανακαλυφθέντα πληθυσμό μικρών ουρανίων σωμάτων στο Ηλιακό μας σύστημα. Ο τελευταίος τέτοιος πληθυσμός που ανακαλύφθηκε περίπου το 1800, όταν πρωτοπαρατηρήθηκαν τα σώματα της ζώνης των αστεροειδών μεταξύ της περιοχής Άρη και Δία. Το μοντέλο της ζώνης Κuiper δημιουργήθηκε το 1988 από μια! ομάδα Καναδών αστρονόμων. Η ύπαρξη της ζώνης επιβεβαιώθηκε και με παρατήρηση μόλις 4 χρόνια πριν, το καλοκαίρι του 1992, όταν οι αστρονόμοι Jane Luu και David Jewitt παρατήρησαν κάποια φωτεινά αντικείμενα που εξακριβώθηκε ότι άνηκαν στη ζώνη Kuiper.

Οι πιο γνωστοί Κομήτες

Κομήτης του Haley: Έχει περίοδο 75,2 έτη και αφήλιο στον Ποσειδώνα. Είναι ο πιο εντυπωσιακός από τους κομήτες που έχουν περάσει από τη Γη. Έχει εμφανιστεί 28 φορές από το 240 π.Χ. Η προτελευταία του επίσκεψη, (Απρίλιος-Μάιος 1910) όπως προαναφέρθηκε, προκάλεσε τον τρόμο στην ανθρωπότητα και σκόρπισε τον πανικό στους απλούς ανθρώπους, αφού στην κυριολεξία η ουρά του, μήκους 110 εκατ. Km, έλουσε το βόρειο ημισφαίριο.

Κομήτης Biella: Έχει περίοδο 6 έτη 7 μήνες και 14 ημέρες, ανήκει στην οικογένεια του Δία και ανακαλύφθηκε το 1826. Στην εμφάνισή του, το 1845, έφερε διογκωμένη κεφαλή. Στην επόμενη εμφάνιση του, το 1852, φαινόταν διπλάσιος. Στις 27-11-1872 ο κομήτης αυτός διαλύθηκε και περιέλουσε τη Γη με μια βροχή "διαττόντων αστέρων" από τη διάλυση του κομήτη, με αποτέλεσμα τα δισεκατομμύρια μόρια και η μετεωρική σκόνη να μπουν στη γήινη ατμόσφαιρα να τριφτούν, να θερμανθούν και να εξαερωθούν.

Κομήτης West: Πρωτοεμφανίστηκε το 1975 και όταν βρέθηκε στο περιήλιο του, το Φλεβάρη του 1976, ήταν ένας πολύ λαμπρός και ασυνήθιστα ενδιαφέρων κομήτης, ορατός με γυμνό οφθαλμό και από τα δύο ημισφαίρια της Γης. Περνώντας από το περιήλιο, ο πυρήνας του διασπάστηκε σε τέσσερα κομμάτια, φαινόμενο που είναι αρκετά σπάνιο. Επίσης η ουρά του διασχιζόταν από διακεκριμένες λαμπρές ταινίες, γεγονός που τον έκανε ακόμη πιο εντυπωσιακό.

Κομήτης Hyakutake: Ακριβής στο ραντεβού του ο κομήτης Hyakutake εμφανίστηκε το Μάρτιο-Απρίλιο του 1996. Έχει περίοδο 8.500 έτη και μάλιστα παρατηρήθηκε ότι ο πυρήνας του εξέπεμπε ακτίνες Χ! Ο κομήτης παρατηρήθηκε, όχι μόνο από αστρονόμους, αλλά και από μαθητές υπό την αιγίδα της Ευρωπαϊκής Ένωσης για τη διδασκαλία της αστρονομίας (ΕΑΑΕ). Αξίζει να σημειωθεί ότι στη μελέτη αυτοί συμμετείχαν και Έλληνες μαθητές, αφού το Αστεροσκοπείο Αθηνών άνοιξε τις πύλες του στο μαθητικό κοινό. Ο κομήτης Hyakytake ανακαλύφθηκε εντελώς τυχαία από ένα 17χρονο Ιάπωνα μαθητή και ερασιτέχνη αστρονόμο εν ονόματι Hyakutake!

Κομήτης Hale-Bopp: Ο κομήτης αυτός περνά αυτή τη στιγμή από το περιήλιο και οι επιστήμονες έχουν αφοσιωθεί στην εξέταση του. Στοιχεία για τον κομήτη, αυτό που πραγματικά έχει προκαλέσει πολλές συζητήσεις, μπορείτε να βρείτε μέσω του Internet.

Βιβλιογραφία