Kako komete kruže oko Sunca?

Da bismo istinski cijenili orbite kometa, pomaže razumijevanju orbita planeta. Iako ne nedostaje raspoloživog prostora oko sunca, svi se planeti ograničavaju na prilično tanak pojas i niti jedan od njih, osim Plutona, ne zaluta više od nekoliko stupnjeva izvan njega.

Orbita komete, s druge strane, može imati veliki kut nagiba u odnosu na ovu traku, a može i orbitirati okomito na nju, ovisno o tome odakle dolazi. To je samo jedna od mnogih zanimljivih činjenica o kometama.

Prema prvom Keplerovom zakonu, svi predmeti kruže oko Sunca eliptičnim stazama. Orbite planeta, osim Plutona, gotovo su kružne, pa tako i one asteroida i ledenih predmeta u Kuiperovom pojasu, koji je tik iza Neptunove orbite. Kometi koji potječu iz Kuiperovog pojasa poznati su kao kratkotrajni kometi i uglavnom ostaju u istom uskom pojasu kao i planeti.

Kamete dugog razdoblja, koje potječu iz Oortovog oblaka, koji je izvan Kuiperovog pojasa i na rubu Sunčevog sustava, druga su stvar. Njihove orbite mogu biti toliko eliptične da komete mogu potpuno nestati stotinama godina. Komete izvan Oortovog oblaka mogu imati čak i parabolične orbite, što znači da se jednom pojave u Sunčevom sustavu i nikad se više ne vrate.

Ništa od ovog ponašanja nije tajanstveno kad shvatite kako su uopće nastali planeti i komete. Sve je povezano s rođenjem sunca.

Isti proces rođenja zvijezda koji danas znanstvenici mogu promatrati kako se događa u maglici Orion dogodio se u našoj blizini svemira prije nekih 5 milijardi godina. Oblak svemirske prašine, leteći bez prekida u ogromnom ništavilu, postupno se počeo skupljati pod silom gravitacije. Stvorile su se male nakupine i one su se slijepile stvarajući veće nakupine koje su mogle privući još više prašine.

Postupno je jedan od ovih klastera prevladavao, a kako je nastavio privlačiti više materijala i rasti, očuvanje kutnog zamaha uzrokovao je da se zavrti i sva materija oko njega oblikovala se u disk koji se vrtio u istom smjer.

Na kraju je tlak u jezgri pretežitog jata postao toliko velik da se zapalio, a vanjski tlak stvoren fuzijom vodika spriječio je stvaranje više materije. Naše mlado sunce doseglo je završnu masu.

Što se dogodilo sa svim manjim grozdovima koji nisu bili zarobljeni u središnjem? Nastavili su privlačiti materiju koja je bila dovoljno blizu njihovim orbitama, a neki od njih prerasli su u planete.

Ostale, manje nakupine, na samom rubu kotača, bile su dovoljno udaljene da ih ne bude uhvaćeni u disk, premda su i dalje bili podvrgnuti dovoljnoj gravitacijskoj sili da ih zadrži orbita. Ti su mali predmeti postali patuljasti planeti i asteroidi, a neki su postali i komete.

Sastav kometa razlikuje se od sastava asteroida. Iako je asteroid uglavnom stijena, komet je u biti prljava gruda snijega ispunjena džepovima svemirskog plina.

Veliki broj asteroida nalazi se u pojasu asteroida između orbita Marsa i Jupitera, u kojem se nalazi i patuljasti planet Ceres, ali oni također orbitiraju na periferiji Sunca sustav. S druge strane, kometi obično dolaze isključivo iz Kuiperovog pojasa i šire.

Kometa koja se nalazi daleko od sunca gotovo se ne razlikuje od asteroida. Kad ga pak orbita približi suncu, toplina isparava led, a para se širi stvarajući oblak oko jezgre. Jezgra može biti široka samo nekoliko kilometara, ali oblak može biti tisuće puta veći, što čini komet mnogo većim nego što zapravo jest.

Rep komete najvažnija je karakteristika. Može biti dovoljno dugačak da prijeđe udaljenost između Zemlje i Sunca i uvijek pokazuje dalje od sunca, bez obzira u kojem smjeru komet putuje. To je zato što ga stvara solarni vjetar koji otpuhuje plin iz oblaka pare koji okružuje jezgru.

Komete dugog razdoblja mogu imati visoko eliptične orbite koje mogu biti toliko ekscentrične da razdoblje između promatranja sa Zemlje može biti duže od čitavog života. Keplerov drugi zakon podrazumijeva da se predmeti sporije kreću kad su dalje od sunca nego kad su mu blizu, pa kometi obično postaju nevidljivi mnogo duže nego što su vidljivi. Međutim, bez obzira na to koliko dugo traje, objekt u orbiti se uvijek vrati, osim ako ga nešto ne izbaci iz njegove orbite.

Neki se predmeti ipak nikad ne vrate. Dolaze naizgled niotkuda, putuju brzinama netipičnim za orbitirajuća tijela, bičevanjem oko sunca i pucanjem u svemir. Ti predmeti ne potječu iz Sunčevog sustava; dolaze iz međuzvjezdanog svemira. Umjesto eliptične orbite, slijede parabolični put.

Tajanstveni asteroid u obliku cigare 'Oumuamua bio je jedan od takvih predmeta. U Sunčevom sustavu pojavio se u siječnju 2017. godine, a godinu dana kasnije nestao je iz vida. Možda je to bio NLO, ali što je vjerojatnije, bio je to međuzvjezdani objekt koji privlači sunce, ali se kreće prebrzo da bi ga se moglo nagovoriti u orbitu.

Halleyev komet je možda najpoznatiji od svih kometa. Otkrio ga je Edmund Halley, britanski astronom koji je bio prijatelj Sir Isaaca Newtona. Bio je prva osoba koja je pretpostavila da su viđenja kometa 1531., 1607. i 1682. godine bila od iste komete, a predviđao je njezin povratak 1758. godine.

Dokazano je u pravu kad se kometa spektakularno pojavila u božićnoj noći 1758. godine. Ta je noć bila, nažalost, 16 godina nakon njegove smrti.

Halleyjeva kometa ima razdoblje između 74 i 79 godina. Nesigurnost je posljedica gravitacijskih utjecaja na koje nailazi na svom putu - posebno planeta Venera - i unutarnjeg pogonskog sustava koji posjeduju sve komete. Kad se kometa poput Halleyeve komete približi suncu, džepovi plina u jezgri šire se i pucaju slaba mjesta u jezgri, pružajući potisak koji je može gurnuti u bilo kojem smjeru i stvoriti smetnje u njoj orbita.

Astronomi su mapirali orbitu Halleyeve komete i utvrdili da je vrlo eliptična, s ekscentričnošću od gotovo 0,97. (Ekscentričnost u ovom slučaju znači koliko je orbita duguljasta ili okrugla; što je ekscentričnost bliža nuli, to je orbita zaobljenija.)

Uzimajući u obzir da Zemljina orbita ima ekscentričnost 0,02, što je čini gotovo kružnom, a ekscentričnost Plutonove orbite samo 0,25, ekscentričnost Halleyeve komete je ekstremna. U afeliju je daleko izvan orbite Plutona, a u perihelu je udaljen samo 0,6 AU od sunca.

Orbita Halleyevog kometa nije samo ekscentrična, već je i nagnuta za 18 stupnjeva u odnosu na ravninu ekliptike. To je dokaz da nije nastao na isti način na koji su formirani planeti, iako se možda spojio otprilike u isto vrijeme. Moglo je čak imati svoje podrijetlo u drugom dijelu galaksije i jednostavno ga je uhvatila sunčeva gravitacija dok je prolazila.

Halleyjeva kometa pokazuje još jednu karakteristiku koja se razlikuje od planeta. Rotira se u smjeru suprotnom od putanje njegove orbite. Venera je jedina planeta koja to čini, a Venera se okreće tako sporo da astronomi sumnjaju da se sudarila s nečim u svojoj prošlosti. Činjenica da se Halleyjev komet okreće u smjeru u kojem se kreće dokaz je da nije nastao na isti način kao planeti.