Кома — это туманная оболочка вокруг ядра кометы , образующаяся, когда комета проходит вблизи Солнца по своей высокоэллиптической орбите . По мере нагревания кометы ее части сублимируются ; [1] это придает комете диффузный вид при наблюдении через телескопы и отличает ее от звезд . Слово кома происходит от греческого κόμη ( kómē ), что означает «волосы» и является источником самого слова комета . [2] [3]
Кома обычно состоит из льда и кометной пыли . [1] Вода составляет до 90% летучих веществ , которые вытекают из ядра, когда комета находится в пределах 3–4 а.е. (280–370 миллионов миль ; 450–600 миллионов км ) от Солнца. [1] Материнская молекула H 2 O разрушается в основном посредством фотодиссоциации и в гораздо меньшей степени фотоионизации . [1] Солнечный ветер играет незначительную роль в разрушении воды по сравнению с фотохимией . [1] Более крупные частицы пыли остаются вдоль орбитального пути кометы, в то время как более мелкие частицы выталкиваются от Солнца в хвост кометы световым давлением .
11 августа 2014 года астрономы опубликовали исследования, впервые используя Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) , в которых подробно описывалось распределение HCN , HNC , H2CO и пыли внутри комет C/2012 F6 ( Lemmon) и C/2012 S1 (ISON) . [4] [5] 2 июня 2015 года NASA сообщило, что спектрограф ALICE на космическом зонде Rosetta , изучающем комету 67P/Чурюмова–Герасименко, определил, что электроны (в пределах 1 км (0,62 мили) над ядром кометы ), образующиеся в результате фотоионизации молекул воды солнечным излучением , а не фотоны Солнца, как считалось ранее, ответственны за высвобождение молекул воды и углекислого газа, высвобождаемых из ядра кометы в ее кому. [ 6] [7]
Комы обычно увеличиваются в размерах по мере приближения комет к Солнцу, и они могут достигать диаметра Юпитера, хотя их плотность очень мала. [2] Примерно через месяц после вспышки в октябре 2007 года комета 17P/Holmes на короткое время имела разреженную пылевую атмосферу, большую, чем Солнце. [8] Великая комета 1811 года также имела кому примерно такого же диаметра, как Солнце. [9] Несмотря на то, что кома может стать довольно большой, ее размер может фактически уменьшиться примерно в то время, когда она пересекает орбиту Марса примерно в 1,5 а.е. от Солнца. [9] На этом расстоянии солнечный ветер становится достаточно сильным, чтобы сдуть газ и пыль из комы, увеличивая хвост . [9]
В конце марта 1996 года было обнаружено, что кометы испускают рентгеновские лучи. [10] Это удивило исследователей, поскольку рентгеновское излучение обычно связано с очень высокотемпературными телами . Считается, что рентгеновские лучи генерируются в результате взаимодействия комет и солнечного ветра: когда сильно заряженные ионы пролетают через атмосферу кометы, они сталкиваются с атомами и молекулами кометы, «отрывая» один или несколько электронов от кометы. Это отрывание приводит к испусканию рентгеновских лучей и далеких ультрафиолетовых фотонов . [11]
С помощью базового телескопа, установленного на поверхности Земли, и некоторой техники можно рассчитать размер комы. [12] Этот метод называется дрейфовым: телескоп фиксируется в определенном положении и измеряется время, необходимое для прохождения видимого диска через поле зрения. [12] Это время, умноженное на косинус склонения кометы, умноженный на 0,25, должно равняться диаметру комы в угловых минутах. [12] Если расстояние до кометы известно, то можно определить видимый размер комы. [12]
В 2015 году было отмечено, что прибор ALICE на космическом аппарате ESA Rosetta, направленном к комете 67/P, обнаружил водород, кислород, углерод и азот в коме, которую они также назвали атмосферой кометы. [13] Alice — это ультрафиолетовый спектрограф, и он обнаружил, что электроны, созданные ультрафиолетовым светом, сталкиваются и разрушают молекулы воды и оксида углерода. [13]
ОАО-2 («Звездочет») обнаружил большие гало водородного газа вокруг комет. [14] Космический зонд Джотто обнаружил ионы водорода на расстоянии 7,8 млн км от кометы Галлея, когда он совершил близкий пролет кометы в 1986 году. [15] Было обнаружено гало водородного газа, которое в 15 раз превышает диаметр Солнца (12,5 млн миль). Это побудило НАСА направить миссию Pioneer Venus на комету, и было установлено, что комета выбрасывает 12 тонн воды в секунду. Выброс водородного газа не был обнаружен с поверхности Земли, поскольку эти длины волн блокируются атмосферой. [16] Процесс, посредством которого вода распадается на водород и кислород, изучался прибором ALICE на борту космического корабля Rosetta. [17] Один из вопросов заключается в том, откуда и как берется водород (например, расщепление воды ):
Сначала ультрафиолетовый фотон от Солнца попадает в молекулу воды в коме кометы и ионизирует ее, выбивая энергичный электрон. Затем этот электрон попадает в другую молекулу воды в коме, разбивая ее на два атома водорода и один кислород, и в процессе заряжая их энергией. Затем эти атомы испускают ультрафиолетовый свет, который обнаруживается на характерных длинах волн Алисой. [17]
Гало водородного газа, в три раза превышающее размер Солнца, было обнаружено Skylab вокруг кометы Кохоутека в 1970-х годах. [18] SOHO обнаружил гало водородного газа радиусом более 1 а.е. вокруг кометы Хейла-Боппа . [19] Вода, испускаемая кометой, распадается под действием солнечного света, а водород, в свою очередь, испускает ультрафиолетовый свет. [20] Было измерено, что гало имеет размер в десять миллиардов метров в поперечнике, что во много раз больше, чем Солнце. [20] Атом водорода очень легкий, поэтому он может перемещаться на большие расстояния, прежде чем сам будет ионизирован Солнцем. [20] Когда атомы водорода ионизируются, они особенно сильно уносятся солнечным ветром. [20]
Миссия Rosetta обнаружила в Коме кометы 67P оксид углерода, диоксид углерода, аммиак, метан и метанол, а также небольшие количества формальдегида, сероводорода, цианида водорода, диоксида серы и сероуглерода. [21]
Четыре основных газа в гало 67P — это вода, углекислый газ, оксид углерода и кислород. [22] Соотношение кислорода и воды, выделяемых кометой, оставалось постоянным в течение нескольких месяцев. [22]
