Комета Галлея — единственная известная короткопериодическая комета , которая постоянно видна невооруженным глазом с Земли , [16] появляясь каждые 72–80 лет, [17] хотя большинство зарегистрированных появлений (25 из 30) происходит через 75–77 лет. В последний раз она появлялась во внутренних частях Солнечной системы в 1986 году и в следующий раз появится в середине 2061 года. Официально обозначенная как 1P/Halley , она также обычно называется кометой Галлея , или иногда просто Галлеем .
Периодические возвращения Галлея во внутреннюю часть Солнечной системы наблюдались и регистрировались астрономами по всему миру по крайней мере с 240 г. до н. э., но только в 1705 г. английский астроном Эдмонд Галлей понял, что эти появления были повторными появлениями той же кометы. В результате этого открытия комета названа в честь Галлея.
Во время своего визита во внутреннюю часть Солнечной системы в 1986 году комета Галлея стала первой кометой, которую подробно наблюдал космический аппарат Джотто , предоставив первые наблюдательные данные о структуре ядра кометы и механизме образования комы и хвоста . Эти наблюдения подтвердили ряд давних гипотез о строении кометы, в частности модель «грязного снежного кома» Фреда Уиппла , которая правильно предсказала, что Галлея будет состоять из смеси летучих льдов — таких как вода , углекислый газ , аммиак — и пыль . Миссии также предоставили данные, которые существенно реформировали и перенастроили эти идеи; например, теперь понятно, что поверхность Галлея в основном состоит из пыльных, нелетучих материалов, и что только небольшая ее часть является ледяной.
Comet Halley обычно произносится как / ˈ h æ l i / , рифмуясь с valley , или иногда как / ˈ h eɪ l i / , рифмуясь с daily . [18] [19] Что касается фамилии Halley, Колин Ронан , один из биографов Эдмонда Галлея, предпочитал / ˈ h ɔː l i / , рифмуясь с crawly . [20] Варианты написания имени Halley при его жизни включали Hailey , Haley , Hayley , Halley , Haly , Hawley и Hawly , поэтому его современное произношение неизвестно, но версия, рифмующаяся с valley , кажется, предпочитается нынешними носителями фамилии. [21]
Галлей был первой кометой, признанной периодической. До эпохи Возрождения философский консенсус относительно природы комет, продвигаемый Аристотелем , заключался в том, что они были возмущениями в атмосфере Земли. Эта идея была опровергнута в 1577 году Тихо Браге , который использовал измерения параллакса , чтобы показать, что кометы должны находиться за Луной . Многие все еще не были убеждены, что кометы вращаются вокруг Солнца, и вместо этого предполагали, что они должны следовать прямыми путями через Солнечную систему. [22] В 1687 году сэр Исаак Ньютон опубликовал свой труд Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica , в котором он изложил свои законы гравитации и движения. Его работа о кометах была определенно незавершенной. Хотя он и подозревал, что две кометы, появившиеся последовательно в 1680 и 1681 годах, были одной и той же кометой до и после прохождения позади Солнца (позже было установлено, что он был прав; см. Комета Ньютона ), [23] он изначально не мог полностью примирить кометы со своей моделью. [24]
В конечном итоге, именно друг Ньютона, редактор и издатель Эдмунд Галлей в своем «Синопсисе астрономии комет » 1705 года использовал новые законы Ньютона для расчета гравитационных эффектов Юпитера и Сатурна на кометных орбитах. [25] Составив список из 24 наблюдений комет, он вычислил, что элементы орбиты второй кометы, появившейся в 1682 году, были почти такими же, как у двух комет, появившихся в 1531 году (наблюдаемых Петрусом Апианусом ) и 1607 году (наблюдаемых Иоганном Кеплером ). [25] Таким образом, Галлей пришел к выводу, что все три кометы были, по сути, одним и тем же объектом, возвращающимся примерно каждые 76 лет, период, который, как с тех пор было обнаружено, колеблется от 72 до 80 лет. [17] После грубой оценки возмущений, которые комета испытает из-за гравитационного притяжения планет, он предсказал ее возвращение в 1758 году. [26] Хотя он лично наблюдал комету около перигелия в сентябре 1682 года, [27] Галлей умер в 1742 году, прежде чем он смог наблюдать ее предсказанное возвращение. [28]
Предсказание Галлея о возвращении кометы оказалось верным, хотя ее не видел до 25 декабря 1758 года Иоганн Георг Палицш , немецкий фермер и астроном-любитель. Она не прошла через свой перигелий до 13 марта 1759 года, притяжение Юпитера и Сатурна вызвало задержку в 618 дней. [29] Этот эффект был вычислен до ее возвращения (с погрешностью в один месяц до 13 апреля) [30] командой из трех французских математиков, Алексиса Клеро , Жозефа Лаланда и Николь-Рейн Лепот . [31] Подтверждение возвращения кометы было первым случаем, когда было показано, что что-то, кроме планет, вращается вокруг Солнца. [32] Это также было одним из самых ранних успешных испытаний ньютоновской физики и наглядной демонстрацией ее объяснительной силы. [33] Впервые комета была названа в честь Галлея французским астрономом Николя-Луи де Лакайлем в 1759 году. [33]
Некоторые ученые предположили, что месопотамские астрономы первого века уже признали комету Галлея периодической. [34] Эта теория отмечает отрывок из Вавилонского Талмуда , трактат Хорайот [35] , в котором говорится о «звезде, которая появляется раз в семьдесят лет, что заставляет капитанов кораблей ошибаться». [36] Другие сомневаются в этой идее, основываясь на исторических соображениях о точном времени этого предполагаемого наблюдения, и предполагают, что это относится к другим астрономическим явлениям. [37]
Исследователи в 1981 году пытались вычислить прошлые орбиты Галлея с помощью численного интегрирования, начиная с точных наблюдений в семнадцатом и восемнадцатом веках, но не смогли получить точных результатов дальше 837 года из-за близкого сближения с Землей в том году. Для ограничения своих расчетов пришлось использовать древние китайские наблюдения за кометами . [38]
Орбитальный период Галлея варьировался от 74 до 80 лет с 240 г. до н. э. [39] Его орбита вокруг Солнца сильно эллиптическая , с эксцентриситетом орбиты 0,967 (где 0 — окружность, а 1 — параболическая траектория ). Перигелий, точка на орбите кометы, когда она находится ближе всего к Солнцу, составляет 0,59 а. е. (88 млн км ). Это между орбитами Меркурия и Венеры . Его афелий , или самое дальнее расстояние от Солнца, составляет 35 а. е. (5,2 млрд км), что примерно равно орбитальному расстоянию Плутона . В отличие от подавляющего большинства объектов в Солнечной системе, орбита Галлея ретроградная ; он вращается вокруг Солнца в противоположном направлении по отношению к планетам, или по часовой стрелке сверху северного полюса Солнца. [40] Орбита наклонена на 18° к эклиптике , при этом большая ее часть лежит к югу от эклиптики. [41] Обычно это представляется как 162°, чтобы учесть ретроградную орбиту Галлея. [42] [1] Прохождение 1910 года происходило с относительной скоростью 70,56 км/с (157 800 миль в час). [7] Поскольку его орбита приближается к земной в двух местах, Галлей связан с двумя метеорными потоками : Эта-Аквариды в начале мая и Ориониды в конце октября. [43]
Комета Галлея классифицируется как периодическая или короткопериодическая : с периодом обращения 200 лет или меньше. [44] Это контрастирует с долгопериодическими кометами, орбиты которых длятся тысячи лет. Периодические кометы имеют средний наклон к эклиптике всего десять градусов и орбитальный период всего 6,5 лет, поэтому орбита Галлея нетипична. [ 33] Большинство короткопериодических комет (с орбитальными периодами короче 20 лет и наклонами 30 градусов или меньше) называются кометами семейства Юпитера. [44] Те, что напоминают комету Галлея, с орбитальными периодами от 20 до 200 лет и наклонами от нуля до более 90 градусов, называются кометами типа Галлея. [44] [45] По состоянию на 2024 год [обновлять]было обнаружено 105 комет типа Галлея по сравнению с 816 идентифицированными кометами семейства Юпитера. [46] [47]
Орбиты комет типа Галлея предполагают, что изначально они были долгопериодическими кометами, орбиты которых были возмущены гравитацией гигантских планет и направлены во внутреннюю часть Солнечной системы. [44] Если комета Галлея когда-то была долгопериодической, она, вероятно, возникла в облаке Оорта [45] , сфере кометных тел примерно в 20 000–50 000 а. е. от Солнца. Напротив, кометы семейства Юпитера, как правило, считаются возникшими в поясе Койпера [45], плоском диске ледяных обломков между 30 а. е. (орбита Нептуна) и 50 а. е. от Солнца (в рассеянном диске ). Другая точка происхождения комет типа Галлея была предложена в 2008 году, когда был обнаружен транснептуновый объект с ретроградной орбитой, похожей на орбиту Галлея, 2008 KV 42 , чья орбита проходит от орбиты, которая находится сразу за пределами орбиты Урана, до орбиты, вдвое превышающей орбиту Плутона. Он может быть членом новой популяции малых тел Солнечной системы, которая служит источником комет типа Галлея. [48]
Галлей, вероятно, находится на своей текущей орбите в течение 16 000–200 000 лет, хотя невозможно численно проинтегрировать его орбиту для более чем нескольких десятков появлений, а близкие сближения до 837 г. н. э. могут быть проверены только на основе зарегистрированных наблюдений. [49] Негравитационные эффекты могут иметь решающее значение; [49] когда Галлей приближается к Солнцу, он выбрасывает струи сублимирующего газа со своей поверхности, которые немного сбивают его с орбитального пути. Эти орбитальные изменения вызывают задержки в прохождении его перигелия в среднем на четыре дня. [50]
В 1989 году Борис Чириков и Витольд Вечеславов провели анализ 46 появлений кометы Галлея, взятых из исторических записей и компьютерного моделирования, который показал, что ее динамика была хаотичной и непредсказуемой на длительных временных масштабах. [51] Прогнозируемая динамическая продолжительность жизни кометы Галлея оценивается примерно в 10 миллионов лет. [52] Динамика ее орбиты может быть приблизительно описана двумерным симплектическим отображением , известным как отображение Кеплера, решение ограниченной задачи трех тел для сильно эксцентричных орбит. [52] [53] Основываясь на записях о появлении 1910 года, Дэвид Хьюз в 1985 году подсчитал, что ядро кометы Галлея уменьшилось в массе на 80–90 % за последние 2000–3000 оборотов, и что оно, скорее всего, полностью исчезнет после еще 2300 прохождений перигелия. [54] Более поздние исследования показывают, что комета Галлея испарится или разделится на две части в течение следующих нескольких десятков тысяч лет или будет выброшена из Солнечной системы в течение нескольких сотен тысяч лет. [55] [45]
Миссии Джотто и Вега дали планетологам первый взгляд на поверхность и структуру кометы Галлея. Ядро представляет собой конгломерат льдов и пыли , часто называемый «грязным снежным комом». [16] Как и у всех комет, по мере приближения кометы Галлея к Солнцу ее летучие соединения (с низкими температурами кипения, такие как вода , окись углерода , двуокись углерода и другие льды) начинают сублимироваться с поверхности. [56] Это приводит к тому, что комета образует кому , или атмосферу, на расстоянии до 230 000 километров (140 000 миль) от ядра. [57] Сублимация этого грязного льда высвобождает частицы пыли, которые вместе с газом уносятся от ядра. Молекулы газа в коме поглощают солнечный свет, а затем повторно излучают его на разных длинах волн, явление, известное как флуоресценция , тогда как частицы пыли рассеивают солнечный свет. Оба процесса ответственны за то, что кома становится видимой. [16] Поскольку часть молекул газа в коме ионизируется солнечным ультрафиолетовым излучением , [16] давление солнечного ветра , потока заряженных частиц, испускаемых Солнцем, вытягивает ионы комы в длинный хвост , который может простираться более чем на 100 миллионов километров в космос. [56] [58] Изменения в потоке солнечного ветра могут вызывать события разъединения , при которых хвост полностью отрывается от ядра. [59]
Несмотря на огромные размеры своей комы, ядро кометы Галлея относительно невелико: всего 15 километров (9,3 мили) в длину, 8 километров (5,0 миль) в ширину и, возможно, 8 километров (5,0 миль) в толщину. [60] [61] На основе повторного анализа изображений, полученных космическими аппаратами Джотто и Вега , Лами и др. определили эффективный диаметр в 11 километров (6,8 миль). [8] [61] Его форму по-разному сравнивали с арахисом , картофелем или авокадо . [ 62] Его масса составляет примерно 2,2 × 10 14 кг, [9] а средняя плотность составляет около 0,55 грамма на кубический сантиметр (0,32 унции/куб. дюйм). [10] Низкая плотность указывает на то, что он состоит из большого количества мелких кусочков, удерживаемых вместе очень слабо, образуя структуру, известную как груда щебня . [63] Наземные наблюдения яркости комы показали, что период вращения кометы Галлея составляет около 7,4 дня. Снимки, полученные различными космическими аппаратами, а также наблюдения за струями и оболочкой, показали период в 52 часа. [10] [64] Учитывая нерегулярную форму ядра, вращение кометы Галлея, вероятно, будет сложным. [56] Снимки с пролета показали чрезвычайно разнообразную топографию с холмами, горами, хребтами, впадинами и по крайней мере одним кратером. [10]
Дневная сторона кометы Галлея (сторона, обращенная к Солнцу) гораздо более активна, чем ночная. [10] Наблюдения с космических аппаратов показали, что газы, выброшенные из ядра, на 80% состояли из водяного пара, на 17% из оксида углерода и на 3–4% из углекислого газа [65] со следами углеводородов [66], хотя более поздние источники дают значение 10% для оксида углерода, а также включают следы метана и аммиака . [67] Было обнаружено, что частицы пыли в основном представляют собой смесь соединений углерода, водорода, кислорода и азота (CHON), распространенных во внешней части Солнечной системы, и силикатов, таких как те, которые встречаются в земных породах. [56] Размеры частиц пыли варьировались вплоть до пределов обнаружения (≈0,001 мкм). [68] Первоначально считалось, что соотношение дейтерия к водороду в воде, выпущенной кометой Галлея, аналогично соотношению в океанской воде Земли, что предполагает, что кометы типа Галлея могли доставлять воду на Землю в далеком прошлом. Последующие наблюдения показали, что соотношение дейтерия у кометы Галлея намного выше, чем в океанах Земли, что делает такие кометы маловероятными источниками воды на Земле. [56]
Джотто предоставил первые доказательства в поддержку гипотезы Фреда Уиппла о «грязном снежном коме» для построения комет; Уиппл постулировал, что кометы — это ледяные объекты, нагреваемые Солнцем по мере приближения к внутренней части Солнечной системы, в результате чего льды на их поверхности сублимируются ( переходят из твердого состояния в газообразное), а струи летучих веществ вырываются наружу, создавая кому. Джотто показал, что эта модель в целом верна, [56] хотя и с изменениями. Альбедо Галлея , например, составляет около 4%, что означает, что он отражает только 4% солнечного света, падающего на него — примерно то, что можно было бы ожидать от угля. [69] Таким образом, несмотря на то, что астрономы предсказывали, что альбедо Галлея будет около 0,17 (примерно эквивалентно голой почве), комета Галлея на самом деле черная как смоль. [70] «Грязные льды» на поверхности сублимируются при температурах от 170 К (−103 °C) в секциях с более высоким альбедо до 220 К (−53 °C) при низком альбедо; Вега-1 обнаружила, что температура поверхности Галлея находится в диапазоне 300–400 К (27–127 °C). Это говорит о том, что только 10% поверхности Галлея активны, и что большие ее части покрыты слоем темной пыли, которая удерживает тепло. [68] Вместе эти наблюдения говорят о том, что Галлей на самом деле в основном состоит из нелетучих материалов и, таким образом, больше похож на «снежный ком грязи», чем на «грязный снежок». [10] [71]
Первое достоверное появление кометы Галлея в исторических записях — это описание от 240 г. до н. э. в китайской хронике « Записи великого историка» или «Шицзи» , в которой описывается комета, появившаяся на востоке и двигавшаяся на север. [72] Единственная сохранившаяся запись о явлении 164 г. до н. э. найдена на двух фрагментарных вавилонских табличках, которые были вновь обнаружены в августе 1984 г. в коллекции Британского музея . [73] [74]
Явление 87 г. до н.э. было зафиксировано в вавилонских табличках, где говорится, что комета была видна «день за днем» в течение месяца. [73] Это явление можно вспомнить в изображении Тиграна Великого , армянского царя, который изображен на монетах с короной, которая, по словам Ваге Гурзадяна и Р. Варданяна, «звезда с изогнутым хвостом, [которая] может представлять прохождение кометы Галлея в 87 г. до н.э.». Гурзадян и Варданян утверждают, что «Тигран мог видеть комету Галлея, когда она проходила ближе всего к Солнцу 6 августа в 87 г. до н.э.», поскольку комета была бы «наиболее регистрируемым событием»; для древних армян это могло бы возвестить о Новой Эре блестящего Царя Царей. [75]
Явление 12 г. до н. э. было зафиксировано в Книге Хань китайскими астрономами династии Хань , которые отслеживали его с августа по октябрь. [76] Оно прошло в пределах 0,16 а. е. от Земли. [77] По словам римского историка Диона Кассия , комета появилась зависшей над Римом на несколько дней, предвещая смерть Марка Випсания Агриппы в том году. [78] Появление Галлея в 12 г. до н. э., всего в нескольких годах от традиционно назначаемой даты рождения Иисуса Христа , заставило некоторых теологов и астрономов предположить, что оно может объяснить библейскую историю о Вифлеемской звезде . Существуют и другие объяснения этого явления, такие как планетарные соединения , а также есть записи о других кометах, которые появились ближе к дате рождения Иисуса. [79]
Если ссылка Иегошуа бен Ханании на «звезду, которая появляется раз в семьдесят лет и вводит в заблуждение моряков» [80] относится к комете Галлея, он мог быть свидетелем ее появления только в 66 году нашей эры. [81] Другое возможное сообщение исходит от еврейского историка Иосифа Флавия [82] , который писал, что в 66 году нашей эры «знаки... были столь очевидны и столь ясно предсказывали их будущее опустошение... была звезда, похожая на меч, которая стояла над городом, и комета, которая оставалась на небе целый год». [a] [83] Это предзнаменование относилось к городу Иерусалиму и Первой иудейско-римской войне . [84]
Явление 141 года нашей эры было зафиксировано в китайских хрониках, где 27 марта, а также 16, 22 и 23 апреля наблюдалась голубовато-белая комета. [85]
Приближения в 374 и 607 годах нашей эры происходили на расстоянии 0,09 а.е. от Земли. [77] Говорили, что явление в 451 году нашей эры возвестило о поражении гуннов Аттилы в битве при Шалоне . [86] [87]
Явление 684 года нашей эры было описано в китайских записях как «звезда-метла». [88]
Явление 760 года нашей эры было зафиксировано в хронике Зукнин в записи за 1071 год SE (май 760 года нашей эры ), где оно названо «белым знаком»: [89]
Год [SE] тысяча семьдесят первый (759/760 н.э.).
В месяце iyyōr (май) белый знак был виден на небе, перед ранними сумерками, в северо-восточной [четверти], в зодиакальном [знаке], который называется Овен, к северу от этих трех звезд в нем, которые очень яркие. И он напоминал по форме метлу [...]
И само знамение оставалось пятнадцать ночей, до рассвета праздника Пятидесятницы .
— Zuqnin Chronicle , fol.136v; Нойхойзер и др. (перевод)
В 837 году нашей эры комета Галлея могла пройти на расстоянии всего 0,03 астрономических единиц (2,8 миллиона миль; 4,5 миллиона километров) от Земли , что является самым близким сближением. [90] [77] Ее хвост мог протянуться на 60 градусов по небу. Это было зафиксировано астрономами в Китае, Японии, Германии, Византийской империи и на Ближнем Востоке; [76] Император Людовик Благочестивый наблюдал это явление и посвятил себя молитвам и покаянию, опасаясь, что «этим знаком станут известны перемены в королевстве и смерть принца». [91]
В 912 году нашей эры Галлей упоминается в Анналах Ольстера , где говорится: «Темный и дождливый год. Появилась комета». [92]
В 1066 году комету видели в Англии и посчитали предзнаменованием : позже в том же году Гарольд II Английский погиб в битве при Гастингсе , и Вильгельм Завоеватель занял трон. Комета изображена на гобелене из Байё и описана в титулах как звезда. Сохранившиеся записи того периода описывают ее как в четыре раза больше Венеры и сияющую со светом, равным четверти света Луны . Галлей в то время находился в пределах 0,10 а.е. от Земли. [77]
Это появление кометы также отмечено в « Англосаксонской хронике» . Эйлмер из Малмсбери, возможно, видел Галлея в 989 и 1066 годах, как записано Уильямом из Малмсбери :
Вскоре после этого появилась комета, предвещающая (говорят) смену правительств, волоча свои длинные пылающие волосы по пустому небу: о чем было прекрасное высказывание монаха нашего монастыря по имени Этельмер. Съёжившись в ужасе при виде мерцающей звезды, он сказал: «Ты пришла, не так ли?». «Ты пришла, ты источник слез многих матерей. Давно я тебя не видел; но теперь, когда я вижу тебя, ты гораздо страшнее, ибо я вижу, как ты грозишь падением моей страны». [93]
В ирландских анналах четырех мастеров комета описана как «звезда, [которая] появилась седьмого мая , во вторник после Малой Пасхи, свет которой не был ярче света Луны; и она была видна всем таким образом до конца четырех последующих ночей». [94] Коренные американцы Чако в Нью-Мексико , возможно, записали явление 1066 года в своих петроглифах. [95]
В итало-византийской хронике Лупуса Протоспафария упоминается, что в 1067 году на небе появилась «комета-звезда» (хроника ошибочна, поскольку событие произошло в 1066 году, а под Робертом он подразумевает Вильгельма).
Император Константин Дукас умер в мае месяце, и его сын Михаил получил империю. И в этом году появилась комета, и нормандский граф Роберт [sic] сражался в битве с Гарольдом, королем англичан, и Роберт победил и стал королем людей англичан. [96]
Явление 1145 года, возможно, было записано монахом Эдвином . [97]
Согласно легенде, Чингисхан был вдохновлен на то, чтобы повернуть свои завоевания в сторону Европы, из-за траектории явления, кажущейся направленной на запад, в 1222 году. [98] [99] В Корее, как сообщается, комета была видна днем 9 сентября 1222 года. [100]
Явление 1301 года было визуально впечатляющим и, возможно, первым, которое привело к убедительным портретам конкретной кометы. Флорентийский летописец Джованни Виллани писал, что комета оставила «большие следы дыма позади», и что она оставалась видимой с сентября 1301 года по январь 1302 года. [b] [88] Ее видел художник Джотто ди Бондоне , который изобразил Вифлеемскую звезду как огненную комету в разделе Рождества своего цикла Капелла Арена , завершенного в 1305 году. Изображение Джотто включает детали комы, размашистого хвоста и центрального сгущения. По словам историка искусства Роберты Олсон , оно гораздо точнее других современных описаний и не имело себе равных в живописи до 19 века. [97] [88] Идентификация Олсоном кометы Галлея в картине Джотто «Поклонение волхвов» вдохновила Европейское космическое агентство назвать свою миссию к комете «Джотто» в честь художника. [101]
Появление Галлея в 1378 году зафиксировано в Annales Mediolanenses [102], а также в восточноазиатских источниках. [103]
В 1456 году, в год следующего явления Галлея, Османская империя вторглась в Венгерское королевство , что привело к осаде Белграда в июле того же года. В папской булле Папа Калликст III приказал читать особые молитвы за защиту города. В 1470 году гуманистический ученый Бартоломео Платина написал в своих «Жизнях пап» , что [104]
Затем в течение нескольких дней появлялась волосатая и огненная звезда, и математики объявили, что последует тяжелая чума, голод и какое-то великое бедствие. Каликст, чтобы отвратить гнев Божий, приказал молиться, чтобы, если человеческому роду грозит зло, Он обратил все на турок, врагов христианского имени. Он также приказал, чтобы побудить Бога постоянной мольбой, чтобы в полдень колокола звонили, призывая верующих помогать молитвами тем, кто сражается с турками.
Рассказ Платины не упоминается в официальных записях. В XVIII веке один француз еще больше приукрасил историю, в гневе на Церковь, заявив, что Папа «отлучил» комету, хотя эта история, скорее всего, была его собственным изобретением. [105]
Явление Галлея в 1456 году также было засвидетельствовано в Кашмире и описано в мельчайших подробностях Шриварой, санскритским поэтом и биографом султанов Кашмира. Он истолковал явление как кометное предзнаменование гибели, предвещающее неминуемое падение султана Зайна аль-Абидина (1418/1420–1470 гг. н. э.). [106]
Увидев яркий свет в небе, который большинство историков идентифицировали как комету Галлея, Зара Якоб , император Эфиопии с 1434 по 1468 год, основал город Дебре Берхан (перевод с фр. Город Света) и сделал его своей столицей на оставшуюся часть своего правления. [107]
Петрус Апианус и Джироламо Фракасторо описали визит кометы в 1531 году, причем первый даже включил графики в свою публикацию. Благодаря своим наблюдениям Апианус смог доказать, что хвост кометы всегда направлен в сторону от Солнца. [108]
В сикхских писаниях Гуру Грантх Сахиб основатель веры Гуру Нанак упоминает « длинную звезду, которая взошла » в 1110 году по календарю Анг, и некоторые сикхские ученые полагают, что это ссылка на появление Галлея в 1531 году. [109]
Периодические возвращения кометы Галлея стали предметом научного исследования с XVI века. Три появления кометы с 1531 по 1682 год были отмечены Эдмондом Галлеем, что позволило ему предсказать ее возвращение. [110] Один из ключевых прорывов произошел, когда Галлей говорил с Ньютоном о своих идеях законов движения. Ньютон также помог Галлею получить данные Джона Флемстида о появлении кометы 1682 года. [111] Изучая данные о кометах 1531, 1607 и 1682 годов, он пришел к выводу, что это была одна и та же комета, и представил свои выводы в 1696 году. [111]
Одной из трудностей было учесть изменения в орбитальном периоде кометы, который был на год длиннее между 1531 и 1607 годами, чем между 1607 и 1682 годами. [112] Ньютон предположил, что такие задержки были вызваны гравитацией других комет, но Галлей обнаружил, что Юпитер и Сатурн вызывают соответствующие задержки. [112] В последующие десятилетия будут работать над более совершенной математикой, в частности, над Парижской обсерваторией; работа над Галлеем также дала толчок к правилам Ньютона и Кеплера для небесных движений. [111] (См. также расчет орбиты.)
В обсерватории Маркри в Ирландии Эдвард Джошуа Купер использовал линзовый телескоп Кошуа из Парижа с апертурой 340 миллиметров (13,3 дюйма), чтобы зарисовать комету Галлея в 1835 году. [113] Такое же явление зарисовал немецкий астроном Фридрих Вильгельм Бессель . [114] Наблюдения за потоками пара побудили Бесселя предположить, что реактивные силы испаряющегося материала могут быть достаточно велики, чтобы существенно изменить орбиту кометы. [115]
В интервью 1910 года человек, который был подростком во время явления 1835 года, сказал следующее: [116]
Когда комета была впервые замечена, она появилась на западном небе, головой на север и хвостом на юг, почти горизонтально и значительно выше горизонта и довольно далеко к югу от Солнца. Ее можно было ясно видеть непосредственно после захода Солнца каждый день, и она была видна в течение долгого времени, возможно, месяца...
Они продолжают описывать хвост кометы как более широкий и не такой длинный, как у кометы 1843 года, свидетелями которой они также были. [116]
Известные астрономы по всему миру проводили наблюдения, начиная с августа 1835 года, включая Струве в Дерптской обсерватории и сэра Джона Гершеля, который проводил наблюдения с мыса Доброй Надежды. [117] В Соединенных Штатах телескопические наблюдения проводились из Йельского колледжа . [117] Новые наблюдения помогли подтвердить ранние появления этой кометы, включая ее появления в 1456 и 1378 годах. [117]
В Йельском колледже в Коннектикуте о комете впервые сообщили 31 августа 1835 года астрономы Д. Олмстед и Э. Лумис. [118] В Канаде сообщения поступали из Ньюфаундленда, а также из Квебека. [118] Сообщения поступали со всех концов к концу 1835 года и часто печатались в газетах того времени в Канаде. [118]
Несколько отчетов о явлении 1835 года были сделаны наблюдателями, которые дожили до возвращения кометы в 1910 году, когда возросший интерес к ней привел к тому, что их стали интервьюировать. [118]
Время до возвращения Галлея в 1910 году составит всего 74,42 года, один из самых коротких известных периодов его возвращения, который, как подсчитано, составит 79 лет из-за влияния планет. [119]
В Парижской обсерватории астроном Франсуа Араго наблюдал комету Галлея в 1835 году с помощью телескопа Lerebours с апертурой 24,4 см (9,6 дюйма) . [120] Араго записал поляриметрические наблюдения за кометой Галлея и предположил, что хвост может быть солнечным светом, отражающимся от редко распределенного материала; ранее он провел аналогичные наблюдения за кометой Траллеса в 1819 году. [121]
Подход 1910 года, который стал виден невооруженным глазом около 10 апреля [77] и достиг перигелия 20 апреля [77] , был примечателен по нескольким причинам: это был первый подход, фотографии которого существуют, и первый, для которого были получены спектроскопические данные. [68] Кроме того, комета приблизилась относительно близко на 0,15 а.е., [77] что сделало это зрелище захватывающим. Действительно, 19 мая Земля действительно прошла через хвост кометы. [122] [123] Одним из веществ, обнаруженных в хвосте с помощью спектроскопического анализа, был токсичный газ цианоген , [124] что заставило прессу неверно процитировать астронома Камиля Фламмариона , заявив, что он утверждал, что когда Земля пройдет через хвост, газ «пропитает атмосферу и, возможно, уничтожит всю жизнь на планете». [125] [126] Несмотря на заверения ученых в том, что газ не причинит вреда Земле, [126] ущерб уже был нанесен, поскольку представители общественности в панике скупали противогазы и шарлатанские «таблетки от комет». [127]
Комета усилила волнения в Китае накануне Синьхайской революции , которая положила конец последней династии в 1911 году. [128] Как записал Джеймс Хатсон, миссионер в провинции Сычуань в то время:
«Люди верят, что это предвещает бедствия, такие как война, пожар, эпидемия и смена династии. В некоторых местах в определенные дни двери оставались закрытыми в течение половины дня, не приносили воду, а многие даже не пили воду, поскольку ходили слухи, что с кометы на землю изливаются тлетворные испарения». [129]
Визит 1910 года совпал с визитом Хедли Черчворда , первого известного английского мусульманина, совершившего паломничество Хадж в Мекку . Его объяснение его научной предсказуемости не встретило одобрения в Священном городе. [130]
Комета была использована в рекламной кампании Le Bon Marché , известного универмага в Париже. [131]
Комета также была плодородной почвой для мистификаций . Одна из них, которая попала в крупные газеты, утверждала, что «Священные последователи», предполагаемая религиозная группа из Оклахомы , попытались принести в жертву девственницу, чтобы отвратить надвигающуюся катастрофу, но были остановлены полицией. [132]
Американский сатирик и писатель Марк Твен родился 30 ноября 1835 года, ровно через две недели после перигелия кометы . В своей автобиографии, опубликованной в 1909 году, он сказал:
Я пришел с кометой Галлея в 1835 году. Она придет снова в следующем году, и я ожидаю уйти с ней. Это будет величайшим разочарованием в моей жизни, если я не уйду с кометой Галлея. Всевышний сказал, без сомнения: «Вот эти два необъяснимых уродца; они пришли вместе, они должны уйти вместе». [133] [134]
Твен умер 21 апреля 1910 года, на следующий день после перигелия кометы. [135] [136] Фэнтезийный фильм 1985 года «Приключения Марка Твена» был вдохновлен этой цитатой. [137]
Появление кометы Галлея в 1910 году отличается от Большой дневной кометы 1910 года , которая превзошла комету Галлея по яркости и была видна среди бела дня в течение короткого периода, примерно за четыре месяца до ее появления. [138] [139]
Появление кометы Галлея в 1986 году было наименее благоприятным из всех зарегистрированных. В феврале 1986 года комета и Земля находились по разные стороны от Солнца, что создало наихудшие возможные условия наблюдения для наблюдателей Земли за последние 2000 лет. [140] Максимальное сближение кометы Галлея составило 0,42 а.е. [141] Кроме того, повышенное световое загрязнение из-за урбанизации привело к тому, что многие люди потерпели неудачу в попытках увидеть комету. С помощью бинокля наблюдение из районов за пределами городов было более успешным. [142] Кроме того, комета выглядела ярче всего, когда она была почти невидима из северного полушария в марте и апреле 1986 года, [143] причем наилучшие возможности возникали, когда комету можно было увидеть близко к горизонту на рассвете и в сумерках, если она не была скрыта облаками.
Приближение кометы было впервые обнаружено астрономами Дэвидом К. Джуиттом и Г. Эдвардом Дэниелсоном 16 октября 1982 года с помощью 5,1-метрового телескопа Хейла на горе Паломар и ПЗС-камеры . [144]
Первое визуальное наблюдение кометы во время ее возвращения в 1986 году было сделано астрономом-любителем Стивеном Джеймсом О'Мирой 24 января 1985 года. О'Мира использовал самодельный 610-миллиметровый (24-дюймовый) телескоп на вершине Мауна-Кеа, чтобы обнаружить комету величиной 19,6. [145] Первыми, кто наблюдал комету Галлея невооруженным глазом во время ее появления в 1986 году, были Стивен Эдберг (тогда работавший координатором любительских наблюдений в Лаборатории реактивного движения НАСА ) и Чарльз Моррис 8 ноября 1985 года. [146]
Явление 1986 года дало ученым возможность внимательно изучить комету, и для этого было запущено несколько зондов. Советский зонд Вега-1 начал передавать изображения кометы Галлея 4 марта 1986 года, сделал первое в истории изображение ее ядра [10] и совершил пролет 6 марта. За ним последовал зонд Вега-2 , совершивший пролет 9 марта. 14 марта космический зонд Джотто , запущенный Европейским космическим агентством , совершил самое близкое прохождение к ядру кометы. [10] Также было два японских зонда, Суйсэй и Сакигаке . Неофициально многочисленные зонды стали известны как Армада Галлея [147] .
На основе данных, полученных крупнейшим ультрафиолетовым космическим телескопом того времени, Астрон , в декабре 1985 года группа советских ученых разработала модель комы кометы . [148] Комету также наблюдал из космоса Международный исследователь комет (ICE). Первоначально запущенный как Международный исследователь Солнца и Земли 3 , космический аппарат был переименован и покинул точку Лагранжа L 1 Солнце-Земля в 1982 году, чтобы перехватить кометы 21P/Джакобини-Циннера и Галлея. [149] ICE пролетел через хвост кометы Галлея, приблизившись примерно на 40,2 млн км (25,0 млн миль) к ядру 28 марта 1986 года. [150] [151]
Две миссии американских космических челноков — STS-51-L и STS-61-E — были запланированы для наблюдения за кометой Галлея с низкой околоземной орбиты . Миссия STS-51-L несла спутник Shuttle-Pointed Tool for Astronomy ( Spartan Halley ), также называемый Halley's Comet Experiment Deployable (HCED). [152] Миссия по захвату ультрафиолетового спектра кометы закончилась катастрофой , когда космический челнок Challenger взорвался в полете, в результате чего погибли все семь астронавтов на борту. [153] Запланированная на март 1986 года, STS-61-E была миссией Columbia с платформой ASTRO-1 для изучения кометы, [154] но миссия была отменена после катастрофы Challenger , и ASTRO-1 не полетит до конца 1990 года на STS-35 . [155]
В Японии комету наблюдал император Хирохито , которому было 84 года. Он уже видел ее в 1910 году, когда ему было 8 лет. Он стал одним из немногих людей в истории человечества, которые видели комету Галлея в двух разных циклах. [156]
12 февраля 1991 года на расстоянии 14,3 а.е. (2,14 × 10 9 км) от Солнца комета Галлея продемонстрировала вспышку, которая длилась несколько месяцев. [157] [56] Комета выбросила пыль общей массой около 10 8 кг, которая распространилась в вытянутое облако размером примерно 374 000 км (232 000 миль) на 269 000 км (167 000 миль). [158] Вспышка, вероятно, началась в декабре 1990 года, а затем комета увеличилась в яркости примерно с 25-й до 19-й величины. [159] [157] Кометы редко демонстрируют вспышечную активность на расстояниях более 5 а.е. от Солнца. [157] Были предложены различные механизмы для вспышки, начиная от взаимодействия с солнечным ветром и заканчивая столкновением с неоткрытым астероидом . [160] Наиболее вероятным объяснением является сочетание двух эффектов: полимеризации цианистого водорода и фазового перехода аморфного водяного льда , что повысило температуру ядра достаточно для того, чтобы некоторые из более летучих соединений на его поверхности возгонились. [157]
В последний раз комета Галлея наблюдалась в 2003 году тремя Очень Большими Телескопами в Паранале, Чили, когда величина кометы Галлея составляла 28,2. Телескопы наблюдали комету Галлея, самую слабую и самую далекую из всех когда-либо полученных изображений, чтобы проверить метод поиска очень слабых транснептуновых объектов . [15] Теперь астрономы могут наблюдать комету в любой точке ее орбиты. [15]
9 декабря 2023 года комета Галлея достигла самой дальней и самой медленной точки своей орбиты от Солнца, двигаясь со скоростью 0,91 км/с (2000 миль/ч) относительно Солнца. [2] [3]
Следующий перигелий кометы Галлея прогнозируется на 28 июля 2061 года, [4] [5], когда она будет находиться в лучшем положении для наблюдения, чем во время явления 1985–1986 годов, поскольку она будет находиться на той же стороне Солнца, что и Земля. [161] Ближайшее сближение с Землей произойдет через день после перигелия. [7] Ожидается, что ее видимая величина составит −0,3 по сравнению с всего лишь +2,1 для явления 1986 года. [14] 9 сентября 2060 года комета Галлея пройдет в пределах 0,98 а.е. (147 000 000 км) от Юпитера, а затем 20 августа 2061 года пройдет в пределах 0,0543 а.е. (8 120 000 км) от Венеры. [7]
Галлей достигнет перигелия 27 марта 2134 года. [6] [5] Затем 7 мая 2134 года Галлей пройдет на расстоянии 0,092 а.е. (13 800 000 км) от Земли. [7] Ожидается, что его видимая звездная величина составит −2,0. [14]
Расчеты Галлея позволили обнаружить более ранние появления кометы в исторических записях. В следующей таблице приведены астрономические обозначения для каждого появления кометы Галлея с 240 г. до н. э., самого раннего задокументированного наблюдения. [7] [162]
В обозначениях «1P/» относится к комете Галлея; первой периодической комете, обнаруженной. Число представляет год, а отрицательные числа представляют собой год до нашей эры. Буквенно-цифровая комбинация указывает, какая это была комета из наблюдавшихся в течение данного сегмента года, разделенного на 24 равные части. [163] Римская цифра указывает, какая комета прошла перигелий в данном году, в то время как строчная буква указывает, какая это была комета в данном году в целом. [164] Даты перигелия, более далекие от настоящего, являются приблизительными, в основном из-за неопределенностей в моделировании негравитационных эффектов. Даты перигелия 1531 года и ранее указаны в юлианском календаре , тогда как даты перигелия 1607 года и позже указаны в григорианском календаре . [165] Даты перигелия для некоторых ранних появлений (особенно до 837 года нашей эры) неопределенны на пару дней. [165] Хотя комета Галлея обычно достигает пика блеска около 0-й величины, есть признаки того, что комета стала значительно ярче, чем в прошлом. [166]
плотности, полученные с помощью этой процедуры, находятся в разумном согласии с интуитивными ожиданиями плотностей около 1 г/см3, неопределенности в нескольких параметрах и предположениях расширяют границы погрешностей настолько, что делают ограничения на плотность однородными ... предположение о том, что кометные ядра имеют тенденцию быть очень пушистыми, ... пока не должно быть принято в качестве парадигмы физики комет.
{{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )Рисунок 4. Минимальный и максимальный интервалы составляют 74,42 года (1835-1910) и 79,25 года (451-530).
{{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: CS1 maint: местоположение ( ссылка ) CS1 maint: несколько имен: список редакторов ( ссылка )Комета, которую наблюдали китайцы в
141 г. н. э., на самом деле является кометой Галлея.
Anno 1067. mense Maii mortuus est Constantinus Ducas Imp. et Michael filius eius suscepit Imperium, et apparuit stella Cometa, et Comes Normanniae Robertus fecit bellum cum Arnaldo Rege Anglorum, et vicit Robertus, qui et factus est Rex super gentem Anglorum.
Когда в 1910 году появилась комета Галлея, религиозная группа из Оклахомы, известная как «Священные последователи», попыталась принести в жертву девственницу, чтобы предотвратить катастрофу. (Их остановила полиция.) Газета Daily Oklahoman быстро опровергла это утверждение в своем выпуске от 18 сентября в статье на странице 37.
в основе фильма лежит сюжетный поворот, придуманный самими создателями фильма: сам Марк Твен управляет дирижаблем в самоубийственной миссии по встрече с кометой Галлея и обеспечению истинности своего знаменитого предсказания о том, что его жизнь закончится с возвращением кометы.