Norint iš tikrųjų įvertinti kometų orbitas, tai padeda suprasti planetų orbitas. Nors aplink saulę netrūksta laisvos vietos, visos planetos apsiriboja gana plona juosta, ir nė viena iš jų, išskyrus Plutoną, nenuklysta daugiau nei keliais laipsniais už jos ribų.
Kita vertus, kometos orbita gali turėti didelį pasvirimo kampą, palyginti su šia juosta, ir netgi gali skrieti statmenai jai, priklausomai nuo to, iš kur ji kyla. Tai tik vienas iš daugybės įdomių kometos faktų.
Pagal pirmąjį Keplerio dėsnį visi objektai skrieja aplink saulę elipsės keliais. Planetų, išskyrus Plutoną, orbitos yra beveik apskritos, taip pat ir asteroidų bei apledėjusių objektų, esančių Kuiperio juostoje, esančioje už Neptūno orbitos, orbitos. Kometos, kilusios iš Kuiperio juostos, yra žinomos kaip trumpalaikės kometos ir linkusios likti toje pačioje siauroje juostoje kaip ir planetos.
Ilgalaikės kometos, kilusios iš Oorto debesies, esančios už Kuiperio juostos ir Saulės sistemos pakraštyje, yra kitas dalykas. Jų orbitos gali būti tokios elipsės formos, kad kometos gali visiškai išnykti šimtus metų. Kometos iš anapus Oorto debesies gali turėti net parabolines orbitas, o tai reiškia, kad Saulės sistemoje jie pasirodo vieną kartą ir daugiau niekada nebegrįžta.
Nė vienas iš šių poelgių nėra paslaptingas, kai supranti, kaip planetos ir kometos atsirado ten. Visa tai susiję su saulės gimimu.
Viskas prasidėjo nuo dulkių debesies
Tas pats žvaigždžių gimimo procesas, kurį šiandien mokslininkai gali stebėti vykstantį Oriono ūkoje, įvyko mūsų visatos apylinkėse maždaug prieš 5 milijardus metų. Kosminių dulkių debesis, be įvykių plūduriuojantis didžiuliame niekyne, palaipsniui pradėjo trauktis gravitacijos jėga. Susidarė nedideli grumstai, kurie sulipo ir sudarė didesnius grumstus, kurie sugebėjo pritraukti dar daugiau dulkių.
Palaipsniui vyravo vienas iš šių grupių, o toliau pritraukiant daugiau medžiagos ir augant - išsaugojimas kampinio impulso suko, ir visa aplinkinė medžiaga susiformavo į tą patį sukantį diską kryptis.
Galų gale vyraujančio klasterio šerdyje slėgis tapo toks didelis, kad jis užsidegė, o vandenilio sintezės sukeltas išorinis slėgis neleido kauptis daugiau medžiagų. Mūsų jaunoji saulė pasiekė paskutinę masę.
Kas atsitiko su visais mažesniais klasteriais, kurie nebuvo įstrigę centriniame? Jie ir toliau traukė reikalą, kuris buvo pakankamai arti jų orbitų, ir kai kurie iš jų išaugo į planetas.
Kiti, mažesni klasteriai, ant paties besisukančio disko krašto, buvo pakankamai toli, kad nebūtų įstrigę diske, nors jie vis tiek veikė pakankamai gravitacinės jėgos, kad juos išlaikytų Orbita. Šie maži objektai tapo nykštukinėmis planetomis ir asteroidais, o kai kurie - kometomis.
Kometos nėra asteroidai
Kometų sudėtis skiriasi nuo asteroidų. Nors asteroidas dažniausiai yra uola, kometa iš esmės yra purvina sniego gniūžtė, užpildyta kosminių dujų kišenėmis.
Asteroidų juostoje tarp Marso ir Jupiterio orbitų randama daug asteroidų, kurioje taip pat gyvena nykštukinė Cereso planeta, tačiau jie taip pat skrieja Saulės pakraštyje sistema. Kita vertus, kometos dažniausiai būna tik iš Kuiperio juostos ir už jos ribų.
Kometa, esanti toli nuo saulės, praktiškai nesiskiria nuo asteroido. Tačiau kai jo orbita priartina prie saulės, šiluma garuoja ledą, o garai išsiplečia ir susidaro debesis aplink branduolį. Branduolys gali būti tik keli kilometrai, tačiau debesis gali būti tūkstančius kartų didesnis, todėl kometa atrodo daug didesnė nei yra iš tikrųjų.
Kometos uodega yra labiausiai ją apibūdinanti savybė. Tai gali būti pakankamai ilgas, kad apimtų atstumą tarp Žemės ir saulės, ir ji visada nukreipta nuo saulės, nesvarbu, kuria kryptimi kometa keliauja. Taip yra todėl, kad jį sukuria saulės vėjas, kuris pučia dujas nuo garų debesies, kuris supa branduolį.
Kometos faktai: ne visi ateina iš čia
Ilgalaikės kometos gali turėti labai elipsės formos orbitas, kurios gali būti tokios ekscentriškos, kad laikotarpis tarp stebėjimų iš Žemės gali būti ilgesnis nei visas gyvenimas. Antrasis Keplerio dėsnis reiškia, kad objektai juda lėčiau, kai yra toliau nuo saulės, nei būdami arti jos, todėl kometos būna nematomos kur kas ilgiau, nei matomos. Tačiau nesvarbu, kiek tai užtruks, orbitoje esantis objektas visada grįžta, nebent kažkas jį išmuša iš orbitos.
Kai kurie objektai niekada negrįžta. Jie kilę iš, atrodo, niekur nieko, keliaudami netipišku orbitoje kūnais greičiu, plakdami aplink saulę ir šaudydami į kosmosą. Šie objektai nėra kilę iš Saulės sistemos; jie kilę iš tarpžvaigždinės erdvės. Užuot elipsine orbita, jie eina paraboliniu keliu.
Vienas iš tokių objektų buvo paslaptingas cigaro formos asteroidas „Oumuamua“. Saulės sistemoje jis pasirodė 2017 m. Sausį ir po metų išnyko iš akiračio. Galbūt tai buvo NSO, bet labiau tikėtina, kad tai buvo tarpžvaigždinis objektas, kurį traukė saulė, tačiau jis judėjo per greitai, kad būtų priverstas į orbitą.
Atvejo analizė: Halley kometa
Halley kometa yra bene geriausiai žinoma iš visų kometų. Jį atrado britas astronomas Edmundas Halley, kuris buvo sero Isaaco Newtono draugas. Jis buvo pirmasis asmuo, paskelbęs, kad 1531, 1607 ir 1682 m. Kometų stebėjimai buvo tos pačios kometos, ir jis numatė, kad ji sugrįš 1758 m.
Jis buvo teisus, kai 1758-ųjų Kalėdų naktį kometa pasirodė įspūdingai. Tą naktį, deja, praėjo 16 metų po jo mirties.
Halley kometos laikotarpis yra nuo 74 iki 79 metų. Neapibrėžtumas atsiranda dėl gravitacinių įtakų, kurias ji patiria savo kelyje - ypač Veneros planetoje - ir dėl vidinės varomosios sistemos, kurią turi visos kometos. Kai tokia kometa kaip Halley kometa artėja prie saulės, dujų kišenės šerdyje išsiplečia ir šaudo silpnosios šerdies vietos, užtikrinančios trauką, kuri gali ją stumti bet kuria kryptimi ir sukelti jos trikdžius Orbita.
Astronomai nustatė Halley kometos orbitą ir nustatė, kad ji yra labai elipsinė, o jos ekscentriškumas beveik 0,97. (Ekscentriškumas šiuo atveju reiškia, kokia yra pailga ar apvali orbita; kuo arčiau nulio ekscentriškumas, tuo apvalesnė orbita.)
Atsižvelgiant į tai, kad Žemės orbitos ekscentriškumas yra 0,02, todėl ji yra beveik apvali, o Plutono orbitos ekscentrika yra tik 0,25, Halley kometos ekscentriškumas yra kraštutinis. Afelijone jis yra gerokai už Plutono orbitos, o perihelyje - tik 0,6 AU nuo saulės.
Kometos kilmės užuominos
Halley kometos orbita yra ne tik ekscentriška, bet ir 18 laipsnių kampu pakreipta ekliptikos plokštumos atžvilgiu. Tai įrodo, kad ji nebuvo suformuota taip, kaip formavosi planetos, nors ji galėjo susilieti maždaug tuo pačiu metu. Jis galėjo kilti net iš kitos galaktikos dalies ir tiesiog pralindo pro šalį saulės traukos jėgomis.
Halley kometoje yra dar viena charakteristika, kuri skiriasi nuo planetų. Jis sukasi priešinga jo orbitos kryptimi. Venera yra vienintelė tai daranti planeta, o Venera sukasi taip lėtai, kad astronomai įtaria, kad ji susidūrė su kažkuo savo praeityje. Tai, kad Halley kometa sukasi savo kryptimi, labiau liudija, kad ji nebuvo suformuota taip, kaip planetos.