Abychom skutečně ocenili oběžné dráhy komet, pomůže nám to porozumět planetárním oběžným dráhám. Přestože na Slunci není dostatek volného prostoru, všechny planety se omezují na poměrně tenký pás a žádná z nich, kromě Pluta, se mimo ni nevzdála.
Oběžná dráha komety, na druhé straně, může mít velký úhel sklonu vzhledem k tomuto pásmu a může dokonce obíhat kolmo k ní, v závislosti na tom, odkud pochází. To je jen jeden z mnoha zajímavých faktů o kometách.
Podle prvního Keplerova zákona všechny objekty obíhají kolem Slunce po eliptických drahách. Oběžné dráhy planet, s výjimkou Pluta, jsou téměř kruhové, stejně jako oběžné dráhy asteroidů a ledových objektů v Kuiperově pásu, který je těsně za oběžnou dráhou Neptunu. Komety, které pocházejí z Kuiperova pásu, jsou známé jako komety krátké doby a mají tendenci zůstat ve stejném úzkém pásmu jako planety.
Dlouhodobé komety, které pocházejí z Oortova mraku, který je za Kuiperovým pásem a na okraji sluneční soustavy, jsou jiná věc. Jejich oběžné dráhy mohou být tak eliptické, že komety mohou úplně zmizet po stovky let. Komety zpoza Oortova oblaku mohou mít dokonce parabolické dráhy, což znamená, že se ve sluneční soustavě objevují jen jednou a už se nikdy nevrátí.
Nic z tohoto chování není záhadné, jakmile pochopíte, jak tam vůbec začaly existovat planety a komety. Všechno to souvisí se zrozením slunce.
Všechno to začalo v oblaku prachu
Stejný proces zrodu hvězd, jaký dnes vědci mohou pozorovat v mlhovině Orion, se odehrál v naší blízkosti vesmíru před asi 5 miliardami let. Mrak vesmírného prachu, který se bez problémů vznášel v obrovské nicotě, se postupně začal gravitační silou stahovat. Vytvořily se malé shluky, které se slepily a vytvořily větší shluky, které dokázaly přilákat ještě více prachu.
Postupně jedna z těchto klastrů převládala, a jak stále přitahovala další materiál a rostla, zachovala se momentu hybnosti způsobilo, že se točilo, a veškerá hmota kolem se formovala do disku, který se točil ve stejném směr.
Nakonec se tlak v jádru převládající hvězdokupy stal tak velkým, že se vznítil a vnější tlak vytvořený fúzí vodíku zabránil hromadění další hmoty. Naše mladé slunce dosáhlo konečné hmotnosti.
Co se stalo se všemi menšími shluky, které nebyly zachyceny v centrální? Nadále přitahovali hmotu, která byla dostatečně blízko jejich oběžným dráhám, a z některých vyrostly planety.
Další, menší shluky, na samém okraji rotujícího disku, byly dostatečně daleko na to, aby tomu tak nebylo chyceni v disku, přestože stále podléhali dostatečné gravitační síle, aby je udrželi uvnitř obíhat. Z těchto malých objektů se staly trpasličí planety a asteroidy a z některých se staly komety.
Komety nejsou asteroidy
Složení komet se liší od složení asteroidů. Zatímco asteroid je většinou skála, kometa je v podstatě špinavá sněhová koule plná kapes vesmírného plynu.
Velké množství asteroidů se nachází v pásu asteroidů mezi oběžnými dráhami Marsu a Jupitera, která je také domovem trpasličí planety Ceres, ale také obíhají na okraji Slunce Systém. Na druhou stranu komety mají tendenci pocházet výhradně z Kuiperova pásu a dále.
Kometa, která je daleko od Slunce, je prakticky nerozeznatelná od asteroidu. Když ji ale jeho oběžná dráha přivede blízko ke slunci, teplo odpařuje led a pára se rozpíná a vytváří oblak kolem jádra. Jádro může mít průměr jen několik kilometrů, ale mrak může být tisíckrát větší, takže kometa vypadá mnohem větší, než ve skutečnosti je.
Ocas komety je jeho nejvýraznější charakteristikou. Může být dostatečně dlouhá, aby překonala vzdálenost mezi Zemí a sluncem, a vždy směřuje od Slunce, bez ohledu na to, jakým směrem se kometa pohybuje. Je to proto, že je to vytvořeno slunečním větrem, který fouká plyn pryč z oblaku par, který obklopuje jádro.
Fakta o kometě: Ne všechny pocházejí odtud
Komety s dlouhou periodou mohou mít vysoce eliptické dráhy, které mohou být tak výstřední, že doba mezi pozorováním ze Země může být více než celý život. Druhý Keplerův zákon naznačuje, že objekty se pohybují pomaleji, když jsou dále od Slunce, než když jsou v jeho blízkosti, takže komety bývají neviditelné mnohem déle, než jsou viditelné. Bez ohledu na to, jak dlouho to trvá, se objekt na oběžné dráze vždy vrátí, pokud jej něco z oběžné dráhy nevyrazí.
Některé objekty se však nikdy nevrátí. Přicházejí zdánlivě odnikud, cestují rychlostí atypickou pro obíhající tělesa, bičují kolem slunce a střílejí do vesmíru. Tyto objekty nepocházejí ze sluneční soustavy; pocházejí z mezihvězdného prostoru. Spíše než eliptickou dráhu sledují parabolickou cestu.
Tajemný doutníkový asteroid „Oumuamua byl jedním z takových objektů. Objevil se ve sluneční soustavě v lednu 2017 a o rok později zmizel z dohledu. Možná to bylo UFO, ale spíše to byl mezihvězdný objekt přitahovaný sluncem, ale pohybující se příliš rychle na to, aby byl přemožen na oběžnou dráhu.
Případová studie: Halleyova kometa
Halleyova kometa je možná nejznámější ze všech komet. Objevil to britský astronom Edmund Halley, který byl přítelem sira Isaaca Newtona. Byl prvním člověkem, který postuloval, že pozorování komety v letech 1531, 1607 a 1682 byla stejná kometa, a předpověděl její návrat v roce 1758.
Ukázalo se, že měl pravdu, když se kometa na Štědrý večer v roce 1758 nádherně objevila. Té noci bylo, bohužel, 16 let po jeho smrti.
Halleyova kometa má období mezi 74 a 79 lety. Nejistota je způsobena gravitačními vlivy, se kterými se na své dráze setkává - zejména planetou Venuší - a vnitřním pohonným systémem, který mají všechny komety. Když se kometa jako Halleyova kometa přiblíží ke slunci, kapsy plynu v jádru se rozšíří a vystřelí skrz slabá místa v jádru, poskytující tah, který jej může tlačit jakýmkoli směrem a vytvářet v něm poruchy obíhat.
Astronomové zmapovali oběžnou dráhu Halleyovy komety a zjistili, že je vysoce eliptická s excentricitou téměř 0,97. (Excentricita v tomto případě znamená, jak podlouhlá nebo kulatá je oběžná dráha; čím blíže nule je výstřednost, tím je oběžná dráha zaoblenější.)
Vzhledem k tomu, že oběžná dráha Země má excentricitu 0,02, což ji činí téměř kruhovou, a že excentricita dráhy Pluta je pouze 0,25, je excentricita Halleyovy komety extrémní. V aféliu je to docela mimo oběžnou dráhu Pluta a v perihéliu je to jen 0,6 AU od slunce.
Stopy původu komety
Dráha Halleyovy komety není jen excentrická, ale je také nakloněna o 18 stupňů vzhledem k rovině ekliptiky. To dokazuje, že nebyla vytvořena stejným způsobem, jako byly vytvořeny planety, i když se mohla sloučit přibližně ve stejnou dobu. Mohlo to mít dokonce svůj původ v jiné části galaxie a jednoduše se nechalo zachytit sluneční gravitací, když procházela kolem.
Halleyova kometa zobrazuje další charakteristiku, která se liší od planet. Rotuje ve směru opačném, než je jeho oběžná dráha. Venuše je jediná planeta, která to dělá, a Venuše se točí tak pomalu, že astronomové mají podezření, že se s něčím v minulosti srazila. Skutečnost, že se Halleyova kometa točí ve směru, kterým se otáčí, svědčí o tom, že nebyla vytvořena stejným způsobem jako planety.