Комета Хейла-Боппа (официальное обозначение C/1995 O1 ) — комета , которая была одной из наиболее широко наблюдаемых в 20 веке и одной из самых ярких наблюдаемых на протяжении многих десятилетий.
Алан Хейл и Томас Бопп открыли комету Хейла-Боппа отдельно 23 июля 1995 года, прежде чем она стала видна невооруженным глазом . Трудно предсказать максимальную яркость новых комет с какой-либо степенью уверенности, но Хейл-Бопп превзошел большинство предсказаний, когда 1 апреля 1997 года она прошла перигелий , достигнув звездной величины примерно -1,8. Оно было видно невооруженным глазом в течение рекордных 18 месяцев из-за огромного размера ядра. Это вдвое длиннее Великой кометы 1811 года , предыдущей рекордсменки. Соответственно, Хейла-Боппа назвали великой кометой 1997 года.
Комета была открыта независимо 23 июля 1995 года двумя наблюдателями, Аланом Хейлом и Томасом Боппом , оба из США. [8]
Хейл провел многие сотни часов в поисках комет, но безуспешно, и отслеживал известные кометы со своей подъездной дороги в Нью-Мексико , когда случайно наткнулся на Хейла-Боппа сразу после полуночи. Комета имела видимую звездную величину 10,5 и находилась вблизи шарового скопления М70 в созвездии Стрельца . [9] [10] Хейл сначала установил, что рядом с M70 нет других объектов глубокого космоса , а затем сверился со списком известных комет и обнаружил, что ни одна из них не находится в этой области неба. Как только он установил, что объект движется относительно звезд на заднем плане, он отправил электронное письмо в Центральное бюро астрономических телеграмм , информационный центр астрономических открытий. [11]
У Боппа не было телескопа . Он был с друзьями недалеко от Стэнфилда, штат Аризона , наблюдая звездные скопления и галактики , когда случайно наткнулся на комету, находясь в окуляре телескопа своего друга. Он понял, что, возможно, заметил что-то новое, когда, как и Хейл, проверил свои звездные карты, чтобы определить, известны ли какие-либо другие объекты глубокого космоса рядом с M70, и обнаружил, что их нет. Он предупредил Центральное бюро астрономических телеграмм посредством телеграммы Western Union . Брайан Дж. Марсден , руководивший бюро с 1968 года, засмеялся: «Никто больше не отправляет телеграммы. Я имею в виду, что к тому времени, когда эта телеграмма пришла сюда, Алан Хейл уже трижды отправил нам электронное письмо с обновленными координатами». [12]
На следующее утро было подтверждено, что это новая комета, и ей было присвоено обозначение C/1995 O1. Об открытии было объявлено в циркуляре Международного астрономического союза № 6187. [9] [13]
Орбитальное положение Хейла-Боппа было рассчитано как 7,2 астрономических единиц (а.е.) от Солнца, что помещало его между Юпитером и Сатурном и, безусловно, самым большим расстоянием от Земли, на котором комета была обнаружена любителями. [5] [14] Большинство комет на этом расстоянии чрезвычайно слабы и не проявляют заметной активности, но у Хейла-Боппа уже была наблюдаемая кома . [9] Было обнаружено, что на предварительном изображении, сделанном на британском телескопе Шмидта в 1993 году, была видна незамеченная тогда комета примерно в 13 а.е. от Солнца, [15] на расстоянии, на котором большинство комет практически невозможно наблюдать. ( Комета Галлея была более чем в 100 раз тусклее на том же расстоянии от Солнца.) [16] Анализ позже показал, что ее кометное ядро имело диаметр 60±20 километров, что примерно в шесть раз больше кометы Галлея . [1] [17]
Ее большое расстояние и удивительная активность указывали на то, что комета Хейла-Боппа могла стать очень яркой, когда она достигла перигелия в 1997 году. Однако ученые-кометологи были настороже - кометы могут быть чрезвычайно непредсказуемыми, и многие из них имеют большие вспышки на большом расстоянии только для того, чтобы позже уменьшить яркость. . Комета Когоутека в 1973 году рекламировалась как «комета века», но оказалась непримечательной. [11]
Звезда Хейла-Боппа стала видна невооруженным глазом в мае 1996 года, и хотя скорость ее просветления значительно замедлилась во второй половине того же года, [18] ученые все еще сохраняли осторожный оптимизм в отношении того, что она станет очень яркой. Оно было слишком близко к Солнцу, чтобы его можно было наблюдать в декабре 1996 года, но когда оно снова появилось в январе 1997 года, оно уже было достаточно ярким, чтобы его мог увидеть любой, кто его искал, даже из крупных городов с засветленным небом. [19]
В то время Интернет был растущим явлением, и многочисленные веб-сайты, которые отслеживали движение кометы и ежедневно предоставляли изображения со всего мира, стали чрезвычайно популярными. Интернет сыграл большую роль в поощрении беспрецедентного общественного интереса к комете Хейла-Боппа. [20]
По мере приближения к Солнцу комета продолжала светлеть, сияя в феврале со второй звездной величиной и демонстрируя растущую пару хвостов: синий газовый хвост был направлен прямо от Солнца, а желтоватый пылевой хвост изгибался вдоль ее орбиты. Солнечное затмение 9 марта в Китае, Монголии и Восточной Сибири позволило наблюдателям увидеть комету в дневное время. [21] Наибольшее приближение Хейла-Боппа к Земле произошло 22 марта 1997 года на расстоянии 1,315 а.е. [22]
Когда 1 апреля 1997 года комета прошла перигелий, комета превратилась в захватывающее зрелище. Она сияла ярче любой звезды на небе, кроме Сириуса , а ее пылевой хвост простирался по небу на 40–45 градусов . [23] [24] Комету можно было видеть задолго до того, как небо полностью темнело каждую ночь, и хотя многие великие кометы проходят очень близко к Солнцу, проходя перигелий, комета Хейла-Боппа была видна всю ночь наблюдателям Северного полушария . [25]
После прохождения перигелия комета переместилась в южное небесное полушарие . Комета произвела гораздо меньшее впечатление на наблюдателей в южном полушарии , чем в северном, но южане смогли увидеть, как комета постепенно исчезала из поля зрения во второй половине 1997 года. Последние наблюдения невооруженным глазом были зарегистрированы в декабре 1997 года. это означало, что комета оставалась видимой без посторонней помощи в течение 569 дней, или около 18 с половиной месяцев. [18] Предыдущий рекорд был установлен Большой кометой 1811 года , которая была видна невооруженным глазом около 9 месяцев. [18]
Комета продолжала исчезать по мере удаления, но астрономы все еще отслеживали ее. В октябре 2007 года, через 10 лет после перигелия и на расстоянии 25,7 а.е. от Солнца, комета все еще была активна, о чем свидетельствует обнаружение комы, вызванной CO. [26] Снимки космической обсерватории Гершель, сделанные в 2010 году, показывают, что комета Хейла-Боппа покрыта слоем свежего инея. [27] Хейла-Боппа снова обнаружили в декабре 2010 года, когда он находился на расстоянии 30,7 а.е. от Солнца, [28] и в 2012 году на расстоянии 33,2 а.е. от Солнца. [29] Космический телескоп Джеймса Уэбба наблюдал Хейла-Боппа в 2022 году, когда он находился на расстоянии 46,2 а.е. от Солнца. [30]
Комета, вероятно, прошла свой предыдущий перигелий 4200 лет назад, [31] в июле 2215 года до нашей эры. [6] Предполагаемое максимальное сближение с Землей составляло 1,4 а.е., и это, возможно, наблюдалось в Древнем Египте во время правления 6-й династии фараона Пепи II (годы правления: 2247 – ок. 2216 до н. э.). Пирамида Пепи в Саккаре содержит текст, в котором упоминается «звезда нхх» как спутник фараона на небесах, где « нхх » — иероглиф, обозначающий длинные волосы. [32]
Хейл-Бопп, возможно, почти столкнулся с Юпитером в начале июня 2215 г. до н. э., что, вероятно, вызвало резкое изменение его орбиты, а 2215 г. до н. э., возможно, был его первым прохождением через внутреннюю часть Солнечной системы из облака Оорта . [6] Текущая орбита кометы почти перпендикулярна плоскости эклиптики , поэтому дальнейшие близкие сближения с планетами будут редки. Однако в апреле 1996 года комета прошла на расстоянии 0,77 а.е. от Юпитера , достаточно близко, чтобы на ее орбиту могло заметно повлиять гравитация планеты . [31] Орбита кометы значительно сократилась до периода примерно 2399 лет, [3] и в следующий раз она вернется во внутреннюю часть Солнечной системы примерно в 4385 году. [7] Ее наибольшее расстояние от Солнца ( афелий ) будет примерно 354 а.е., [1] уменьшено примерно с 525 а.е. [33] [6] [34]
Предполагаемая вероятность столкновения Хейла-Боппа с Землей при будущих проходах через внутреннюю часть Солнечной системы невелика и составляет около 2,5 × 10 -9 на орбиту. [35] Однако, учитывая, что диаметр ядра кометы составляет около 60 км, [1] последствия такого удара будут апокалиптическими. Вейсман консервативно оценивает диаметр в 35 км; расчетная плотность 0,6 г/см 3 дает кометную массу 1,3×10 19 г. При вероятной скорости удара 52,5 км/с энергию удара можно рассчитать как 1,9×10 32 эрг , или 4,4×10 9 мегатонн , что примерно в 44 раза превышает расчетную энергию удара КТ . [35]
На многих орбитах кумулятивный эффект гравитационных возмущений на кометы с высоким наклонением орбит и малыми расстояниями в перигелии обычно заключается в уменьшении расстояния в перигелии до очень малых значений. Вероятность того, что в результате этого процесса Хейл-Бопп в конечном итоге станет кометой, пасущейся на солнце, составляет около 15% . [36] Если это так, то он может претерпеть огромную потерю массы или распасться на более мелкие части, как Крейц-солнечники . Она также должна была быть чрезвычайно яркой из-за сочетания близости к Солнцу и размера ядер, потенциально превосходя комету Галлея в 837 году нашей эры.
Из-за огромного размера ядра комета Хейла-Боппа интенсивно наблюдалась астрономами во время прохождения перигелия, и эти наблюдения привели к нескольким важным достижениям в кометной науке. Скорость пылеобразования кометы была очень высокой (до 2,0 × 106 кг/с), [37] что могло сделать внутреннюю кому оптически толстой . [38] Основываясь на свойствах пылинок — высокой температуре, высоком альбедо и сильном силикатном излучении размером 10 мкм — астрономы пришли к выводу, что пылинки меньше, чем наблюдаются у любой другой кометы. [39]
Хейл-Бопп продемонстрировал самую высокую линейную поляризацию, когда-либо обнаруженную среди комет. Такая поляризация является результатом рассеяния солнечного излучения частицами пыли в коме кометы и зависит от природы зерен. Это также подтверждает, что пылинки в коме кометы Хейла-Боппа были меньше, чем предполагалось у любой другой кометы. [40]
Одним из самых замечательных открытий стало то, что у кометы был хвост третьего типа. В дополнение к хорошо известным газовым и пылевым хвостам, Хейл-Бопп также обнаружил слабый натриевый хвост, видимый только с помощью мощных инструментов со специальными фильтрами. Выброс натрия ранее наблюдался у других комет, но не было показано, что он исходит из хвоста. Натриевый хвост Хейла-Боппа состоял из нейтральных атомов (не ионов ) и простирался примерно на 50 миллионов километров в длину. [41]
Источником натрия оказалась внутренняя кома , хотя и не обязательно ядро . Существует несколько возможных механизмов создания источника атомов натрия, включая столкновения между пылинками, окружающими ядро, и «распыление» натрия из пылинок ультрафиолетовым светом. Пока не установлено, какой механизм в первую очередь ответственен за создание натриевого хвоста Хейла-Боппа, а узкая [41] и диффузная [42] компоненты хвоста могут иметь различное происхождение. [43]
В то время как пылевой хвост кометы примерно повторял траекторию орбиты кометы, а газовый хвост был направлен почти прямо от Солнца, натриевый хвост, казалось, находился между ними. Это означает, что атомы натрия отталкиваются от головы кометы радиационным давлением . [41]
Было обнаружено , что содержание дейтерия в комете Хейла-Боппа в виде тяжелой воды примерно вдвое превышает содержание дейтерия в земных океанах. Если содержание дейтерия Хейла-Боппа типично для всех комет, это означает, что, хотя удары комет считаются источником значительного количества воды на Земле , они не могут быть единственным источником. [44]
Дейтерий был также обнаружен во многих других соединениях водорода на комете. Было обнаружено, что соотношение дейтерия и обычного водорода варьируется от соединения к соединению, что, по мнению астрономов, позволяет предположить, что кометные льды образовались в межзвездных облаках , а не в солнечной туманности . Теоретическое моделирование образования льда в межзвездных облаках предполагает, что комета Хейла-Боппа формировалась при температуре около 25–45 Кельвинов . [44]
Спектроскопические наблюдения Хейла-Боппа выявили наличие многих органических химических веществ , некоторые из которых никогда раньше не обнаруживались в кометах. Эти сложные молекулы могут существовать внутри ядра кометы или могут быть синтезированы в результате реакций в комете. [45]
Хейла-Боппа была первой кометой, на которой был обнаружен благородный газ аргон . [46] Благородные газы химически инертны, летучесть варьируется от низкой до высокой . Поскольку разные благородные элементы имеют разные температуры сублимации и не взаимодействуют с другими элементами, их можно использовать для исследования температурной истории кометных льдов. Криптон имеет температуру сублимации 16–20 К, и было обнаружено, что он обеднен более чем в 25 раз по сравнению с солнечным содержанием [47] , в то время как аргон с его более высокой температурой сублимации был обогащен по сравнению с солнечным содержанием. [46] В совокупности эти наблюдения показывают, что внутренняя часть Хейла-Боппа всегда была холоднее 35–40 К, но в какой-то момент была теплее 20 К. Если только солнечная туманность не была намного холоднее и богаче аргоном, чем принято считать, это предполагает, что комета сформировалась за пределами Нептуна в районе пояса Койпера , а затем мигрировала наружу, в облако Оорта . [46]
Активность и выделение газа кометы Хейла-Боппа не распространялись равномерно по ее ядру, а происходили из нескольких конкретных струй. Наблюдения за потоком материала от этих джетов [48] позволили астрономам измерить период вращения кометы, который составил около 11 часов 46 минут. [49]
В 1997 году была опубликована статья, в которой была выдвинута гипотеза о существовании двойного ядра , чтобы полностью объяснить наблюдаемую картину выброса пыли кометы Хейла-Боппа, наблюдаемую в октябре 1995 года. Статья была основана на теоретическом анализе и не претендует на наблюдательное обнаружение предполагаемого ядра. ядро-спутник, но подсчитал, что оно будет иметь диаметр около 30 км, а диаметр основного ядра - около 70 км, и будет вращаться вокруг него примерно за три дня на расстоянии около 180 км. [50] Этот анализ был подтвержден наблюдениями в 1996 году с использованием широкоугольной планетарной камеры 2 космического телескопа Хаббла, которая сделала снимки кометы, обнаружившей спутник. [51]
Хотя наблюдения с помощью адаптивной оптики в конце 1997 г. и начале 1998 г. показали двойной пик яркости ядра, [52] до сих пор существуют споры о том, можно ли объяснить такие наблюдения только двойным ядром. [17] Открытие спутника не было подтверждено другими наблюдениями. [53] [54] Кроме того, хотя распад комет наблюдался и раньше, [55] не было обнаружено ни одного случая стабильного двойного ядра до последующего открытия P/2006 VW 139 .
В ноябре 1996 года астроном-любитель Чак Шрамек из Хьюстона , штат Техас, сделал ПЗС- изображение кометы, на котором поблизости был виден нечеткий, слегка вытянутый объект. Его компьютерная программа наблюдения за небом не идентифицировала звезду, поэтому Шрамек позвонил в радиопрограмму Art Bell « От побережья до побережья AM» , чтобы объявить, что он обнаружил «сатурноподобный объект» вслед за Хейлом-Боппом. Энтузиасты НЛО, такие как сторонник дистанционного наблюдения и профессор политологии Университета Эмори Кортни Браун , вскоре пришли к выводу, что за кометой следовал космический корабль инопланетян. [56]
Несколько астрономов, в том числе Алан Хейл, заявили, что это была просто звезда SAO141894 звездной величины 8,5. [57] Они отметили, что звезда не появилась в компьютерной программе Шрамека, потому что пользовательские настройки были установлены неправильно. [58] Арт Белл утверждал, что получил изображение объекта от анонимного астрофизика, который собирался подтвердить его открытие. Однако астрономы Оливье Эно и Дэвид Толен из Гавайского университета заявили, что предполагаемая фотография является измененной копией одного из их собственных изображений кометы. [59]
Тридцать девять членов культа «Райские врата» совершили массовое самоубийство в марте 1997 года с намерением телепортироваться на космический корабль, который, по их мнению, летел за кометой. [60]
Нэнси Лидер, которая утверждает, что получает сообщения от инопланетян через имплантат в своем мозгу, заявила, что Хейл-Бопп был выдумкой, призванной отвлечь население от приближающегося прибытия «Нибиру» или «Планеты X», гигантской планеты, близкое прохождение которой нарушит вращение Земли, вызвав глобальный катаклизм. [61] Первоначальной датой апокалипсиса был май 2003 года, который прошел без происшествий, но различные веб-сайты заговора продолжали предсказывать приход Нибиру, большинство из которых связали его с явлением 2012 года . [62] Заявления Лидера и других о планете Нибиру неоднократно опровергались учеными. [63]
Длительный период ее видимости и широкое освещение в средствах массовой информации означали, что комета Хейла-Боппа была, вероятно, самой наблюдаемой кометой в истории, оказавшей гораздо большее влияние на широкую общественность, чем возвращение кометы Галлея в 1986 году, и, безусловно, наблюдаемой более широкой публикой. количество людей, чем было свидетелем любого из предыдущих выступлений Галлея. Например, к 9 апреля 1997 года 69% американцев видели Хейла-Боппа. [64]
Комета Хейла-Боппа была кометой-рекордсменом — самой дальней от Солнца кометой, открытой любителями, [22] с самым большим, хорошо измеренным кометным ядром, известным после 95P/Хирона , [17] и была видна невооруженным глазом дважды. столько же, сколько предыдущий рекордсмен. [18] Кроме того, она была ярче нулевой величины в течение восьми недель, дольше, чем любая другая зарегистрированная комета. [22]
Кэролин Шумейкер и ее муж Джин , оба известные благодаря совместному открытию кометы Шумейкера-Леви 9 , попали в автокатастрофу после того, как сфотографировали комету. Джин погиб в результате крушения, и его прах был отправлен на Луну на борту миссии НАСА « Лунный разведчик» вместе с изображением Хейла-Боппа, «последней кометы, которую Шумейкеры наблюдали вместе». [65]
Телеграмм больше никто не шлет...