Az üstökösök pályáinak igazi értékelése segít megérteni a bolygó pályáit. Annak ellenére, hogy a Nap körül nincs szabad hely, a bolygók mind meglehetősen vékony sávra szorítkoznak, és a Plútó kivételével egyikük sem téved el néhány foknál többet azon kívül.
Az üstökös pályájának viszont nagy dőlésszöge lehet ehhez a sávhoz képest, és akár merőlegesen is keringhet, attól függően, hogy honnan származik. Ez csak egy a sok érdekes üstökös-tény közül.
Kepler első törvénye szerint minden tárgy elliptikus úton kering a Nap körül. A bolygók keringése, a Plútó kivételével, szinte kör alakú, ugyanúgy, mint a kisbolygók és a jeges tárgyaké a Kuiper-övben, amely éppen a Neptunusz pályáján van túl. Az üstökösök, amelyek a Kuiper-övből származnak, rövid időszakú üstökösökként ismertek, és általában ugyanabban a keskeny sávban maradnak, mint a bolygók.
A hosszú periódusú üstökösök, amelyek az Oort-felhőből származnak, amely túl van a Kuiper-övön és a Naprendszer külterületén, más kérdés. Pályájuk olyan elliptikus lehet, hogy az üstökösök évszázadokra teljesen eltűnhetnek. Az Oort felhő feletti üstökösöknek akár parabolikus pályája is lehet, vagyis egyetlen megjelenést mutatnak a Naprendszerben, és soha többé nem térnek vissza.
Ez a viselkedés egyike sem titokzatos, ha megérted, hogy a bolygók és üstökösök miként kerültek oda. Mindez a nap születésével függ össze.
Minden porfelhőben kezdődött
A csillagok születésének ugyanaz a folyamata, amelyet ma a tudósok képesek megfigyelni az Orion-ködben, az univerzum szomszédságában, mintegy 5 milliárd évvel ezelőtt történt. A hatalmas semmiben eseménytelenül lebegő űrporfelhő fokozatosan a gravitációs erő alatt kezdett összehúzódni. Kis csomók képződtek, és összetapadtak, nagyobb csomókat képezve, amelyek még több port tudtak vonzani.
Fokozatosan e klaszterek egyike dominált, és mivel továbbra is több anyagot vonzott és növekedett, a természetvédelem szögmomentuma miatt megpördült, és a körülötte levő összes anyag koronggá formálódott, amely ugyanabban forog irány.
Végül az uralkodó klaszter magjában a nyomás olyan nagy lett, hogy meggyulladt, és a hidrogénfúzió által létrehozott külső nyomás megakadályozta, hogy több anyag felhalmozódjon. Fiatal napunk elérte végső tömegét.
Mi történt az összes kisebb klaszterrel, amelyek nem rekedtek a középsőben? Továbbra is vonzották a pályájukhoz elég közel álló anyagot, és némelyikük bolygókká nőtte ki magát.
Más, kisebb klaszterek, a fonó korong szélén, elég messze voltak ahhoz, hogy elkerüljék őket elkapta a lemezt, bár még mindig elég nagy gravitációs erőnek voltak kitéve, hogy bent tudják tartani őket pálya. Ezek az apró tárgyak törpebolygókká és aszteroidákká váltak, és néhány üstökössé vált.
Az üstökösök nem aszteroidák
Az üstökösök összetétele eltér az aszteroidákétól. Míg egy aszteroida többnyire szikla, az üstökös lényegében koszos hógolyó, tele űrgázzal.
Nagyszámú aszteroida található a kisbolygóövben a Mars és a Jupiter pályája között, amely szintén a törpe Ceres bolygó otthona, de a Nap szélén is keringenek rendszer. Az üstökösök viszont általában kizárólag a Kuiper-övből származnak, és azon túl is.
Az üstökös, amely távol áll a naptól, gyakorlatilag nem különböztethető meg egy aszteroidától. Amikor azonban pályája közelíti a napot, a hő elpárologtatja a jeget, és a gőz kitágulva felhőt képez a mag körül. A mag csak néhány kilométeres lehet, de a felhő ezerszer nagyobb lehet, így az üstökös sokkal nagyobbnak tűnik, mint amilyen valójában.
Az üstökös farka a legmeghatározóbb jellemző. Elég hosszú lehet ahhoz, hogy lefedje a Föld és a Nap közötti távolságot, és mindig távolabb mutat a naptól, függetlenül attól, hogy az üstökös melyik irányba halad. Ennek oka, hogy a napszél hozta létre, amely elfújja a gázt a magot körülvevő gőzfelhőtől.
Comet Facts: Nem minden innen származik
A hosszú periódusú üstökösöknek nagyon elliptikus pályái lehetnek, amelyek annyira különcek lehetnek, hogy a Földről érkező észlelések közötti időszak meghaladhatja az életet. Kepler második törvénye azt sugallja, hogy az objektumok lassabban mozognak, ha távolabb vannak a naptól, mint amikor közel vannak hozzá, így az üstökösök általában sokkal hosszabb ideig láthatatlanok, mint amennyi látható. Nem számít, mennyi időbe telik, a pályán lévő tárgy mindig visszatér, hacsak valami nem ütközik ki a pályájáról.
Néhány tárgy azonban soha nem tér vissza. A látszólag a semmiből származnak, a keringő testekre jellemző atipikus sebességgel haladnak, korbácsolják a napot és lőnek az űrbe. Ezek az objektumok nem a Naprendszerből származnak; csillagközi térből származnak. Elliptikus pálya helyett parabolikus utat követnek.
Ilyen tárgy volt a titokzatos szivar alakú 'Oumuamua aszteroida. 2017 januárjában jelent meg a Naprendszerben, és egy évvel később eltűnt a látóköréből. Talán UFO volt, de valószínűbb, hogy csillagközi tárgy volt, amely vonzotta a napot, de túl gyorsan mozog ahhoz, hogy pályára terelje.
Esettanulmány: Halley üstökös
Halley üstökös talán az összes üstökös közül a legismertebb. Edmund Halley, egy brit csillagász fedezte fel, aki Sir Isaac Newton barátja volt. Ő volt az első, aki azt feltételezte, hogy az üstökösmegfigyelések 1531-ben, 1607-ben és 1682-ben mind ugyanannak az üstökösnek voltak, és megjósolta annak visszatérését 1758-ban.
Igaza volt, amikor az üstökös 1758-ban karácsony este látványosan megjelent. Ez az éjszaka sajnos 16 évvel volt a halála után.
Halley üstökösének időszaka 74 és 79 év között van. A bizonytalanság annak a gravitációs hatásnak tudható be, amellyel találkozik az útja mentén - különösen a Vénusz bolygón -, és egy belső meghajtási rendszernek, amely minden üstökös birtokában van. Amikor egy olyan üstökös, mint Halley üstökös, közeledik a naphoz, a magban lévő gázzsebek kitágulnak és átlőnek gyenge foltok a magban, olyan tolóerővel, amely bármilyen irányba tolhatja és zavarokat okozhat benne pálya.
A csillagászok feltérképezték Halley üstökösének pályáját, és azt találták, hogy ez nagyon elliptikus, csaknem 0,97-es excentrikussággal. (Különcség ebben az esetben azt jelenti, hogy egy pálya milyen hosszú vagy kerek; minél közelebb van a nullához az excentricitás, annál kerekebb a pálya.)
Figyelembe véve, hogy a Föld pályájának excentricitása 0,02, ami majdnem körkörössé teszi, és hogy a Plútó pályájának excentricitása csak 0,25, Halley üstökösének excentricitása rendkívüli. Aphelionnál jóval a Plútó pályáján kívül van, a perihelionnál pedig csak 0,6 AU távolságra van a naptól.
Comet Origin nyomai
Halley üstökösének pályája nemcsak különc, hanem 18 fokon is megdől az ekliptika síkjához képest. Ez annak bizonyítéka, hogy nem ugyanúgy alakultak ki, mint a bolygók, annak ellenére, hogy körülbelül ugyanabban az időben összeolvadhatott. Akár a galaxis egy másik részéből eredhetett, és egyszerűen elkapta a nap gravitációja, amikor elhaladt mellette.
Halley üstökösének egy másik jellemzője van, amely eltér a bolygóktól. Pályájával ellentétes irányban forog. A Vénusz az egyetlen bolygó, amely ezt csinálja, és a Vénusz olyan lassan forog, hogy a csillagászok azt gyanítják, hogy valaminek ütközött a múltjában. Az a tény, hogy Halley üstökös abban az irányban forog, inkább azt bizonyítja, hogy nem ugyanúgy alakult ki, mint a bolygók.