Просто про складне | Як вчені дізнаються про наближення комети

На початку вересня 2023 року земне небо прикрасила комета Нішімури. Її відкрили 12 серпня — за місяць до максимального зближення з Землею. Насправді це достатньо пізнє виявлення. Зазвичай про приліт «хвостатих зір» учені дізнаються набагато раніше завдяки великій кількості чутливих телескопів.

Орбіта комети
Орбіта комети

1. На що схожі кометні орбіти?

Комети, як і планети, рухаються навколо Сонця власними орбітами. Але у більшої частини «хвостатих зір» вони являють собою сильно витягнуті еліпси. У них є найближча до Сонця точка орбіти (перигелій), при наближенні до якої ми їх переважно й бачимо, та найдальша — афелій.

Комети, що прилітають до нас з інших зоряних систем (таких поки відомо лише дві), рухаються гіперболічними орбітами. Це означає, що у них немає афелію, а є тільки перигелій, пройшовши який, вони назавжди залишають сферу тяжіння нашого світила.

І тільки невелика частина комет має орбіти, близькі до кругових. Як правило, вони обертаються в Головному поясі астероїдів.

2. Як дізнатися, куди летить нова комета?

Комети на зоряному небі шукають постійно та цілеспрямовано. Щоночі сотні астрономів фотографують небосхил у пошуку туманних об’єктів, яких раніше на ньому не було. Кожен із них може виявитися новою кометою. І за тим, як вона змінює своє положення серед зір, учені дізнаються параметри її орбіти.

З урахуванням того, що орбіта має бути еліпсом або параболою, у фокусі якої перебуває Сонце, це зовсім нескладно. Кількох тижнів спостережень буває достатньо, аби розрахувати, коли й на якій відстані комета пройде перигелій, наблизиться до Землі чи повернеться до Сонця знову.

3. Що таке короткоперіодичні комети?

Комети, періоди обертання яких коротші за 200 років, називають короткоперіодичними. Найчастіше вони повертаються до Сонця з періодичністю у кілька років або десятиліть. Значна їхня частина належить до сімейства Юпітера та має період обертання менш ніж 20 років. Зазвичай їхні прольоти крізь внутрішні області Сонячної системи достатньо точно прораховані на десятки обертів наперед.

Комети, що мають періоди обертання у десятки років, відлітають далеко за орбіти Урана та Нептуна. Саме у них повною мірою спостерігається найцікавіша особливість кометних орбіт. Відповідно до законів небесної механіки, ближню до Сонця частину своєї траєкторії вони долають дуже швидко, а поблизу від афелію рухаються надзвичайно повільно.

4. Коли повернеться комета Галлея?

Комета Галлея — це яскрава короткоперіодична комета, що повертається до Сонця кожні 75–76 років. Завдяки тому, що її практично в кожній появі добре видно неозброєним оком, люди спостерігали її з часів найдавніших цивілізацій. Саме регулярність повернення «хвостатої зорі» наштовхнула Едмунда Галлея на думку про те, що це — одне й те саме небесне тіло, і дозволила вперше передбачити його наступний приліт у 1758 році.

Востаннє комета Галлея наближалася до Сонця 1986 року. Тоді її вивчали за допомогою як наземних телескопів, так і космічних апаратів. Однак після цього вона знову віддалилася від центру Сонячної системи й зараз перебуває далеко за орбітою Нептуна. У грудні цього року вона пройде афелій, а знову повернеться у 2061-му.

5. Наскільки точно вчені можуть передбачити повернення комет?

Орбіти комет із найкоротшими періодами вдається визначити наперед із високою точністю завдяки тому, що їх спостереження є регулярними. Також у їхньому випадку можна набагато точніше прорахувати гравітаційний вплив великих планет. Однак об’єкти, період обертання яких становить десятки, сотні й тисячі років, більшу частину часу ми просто не бачимо, і за цей час гравітація інших тіл може суттєво змінити їхні орбіти.

Оберт комети Галлея навколо Сонця насправді може тривати й 74, й 79 років. Періодичність тих комет, що відлітають далеко у Хмару Оорта, ми взагалі знаємо з дуже низькою точністю, тому можемо помилитися з часом їхнього повернення на роки й десятиліття.

Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!

Приєднуйтесь: https://t.me/ustmagazine