Hur kretsar kometer runt solen?

För att verkligen uppskatta kometernas banor hjälper det att förstå planetens banor. Även om det inte finns någon brist på tillgängligt utrymme runt solen, begränsar planeterna sig alla till ett ganska tunt band, och ingen av dem, förutom Pluto, avviker mer än några grader utanför den.

En komets omlopp kan å andra sidan ha en stor lutningsvinkel i förhållande till detta band och kan till och med kretsa vinkelrätt mot den, beroende på var den kommer ifrån. Det är bara en av många intressanta kometfakta.

Enligt Keplers första lag kretsar alla objekt solen i elliptiska banor. Planetenes banor, förutom Pluto, är nästan cirkulära, och det gäller asteroider och isiga föremål i Kuiperbältet, som ligger strax utanför Neptuns bana. Kometer som har sitt ursprung i Kuiperbältet är kända som kortperiodkometer och tenderar att förbli i samma smala band som planeterna.

Långa periodkometer, som har sitt ursprung i Oortmolnet, som ligger bortom Kuiperbältet och i utkanten av solsystemet, är en annan sak. Deras banor kan vara så elliptiska att kometerna helt kan försvinna i hundratals år. Kometer från bortom Oortmolnet kan till och med ha paraboliska banor, vilket innebär att de gör ett enda utseende i solsystemet och aldrig kommer tillbaka igen.

instagram story viewer

Inget av detta beteende är mystiskt när du förstår hur planeter och kometer kom till att vara där i första hand. Allt har att göra med solens födelse.

Allt började i ett moln av damm

Samma process av stjärnfödelse som forskare idag kan observera händer i Orion-nebulosan inträffade i vår närhet av universum för cirka 5 miljarder år sedan. Ett moln av rymdamm, som oavsiktligt svävade i det stora ingenting, började gradvis samlas under tyngdkraften. Små klumpar bildades och de fastnade ihop och bildade större klumpar som kunde locka ännu mer damm.

Så småningom dominerade en av dessa kluster, och eftersom den fortsatte att locka mer material och växa, bevarande med vinkelmoment fick den att snurra, och all materia runt den bildades till en skiva som snurrade i densamma riktning.

Så småningom blev trycket i kärnan i det dominerande klustret så stort att det antändes, och det yttre trycket som skapades av vätefusion hindrade mer materia från att ackretera. Vår unga sol hade nått sin sista massa.

Vad hände med alla mindre kluster som inte hade fastnat i det centrala? De fortsatte att attrahera saken som var tillräckligt nära deras banor, och några av dem växte till planeter.

Andra mindre kluster, precis vid kanten av snurrskivan, var tillräckligt långt borta för att undvika att vara fastnat i skivan, även om de fortfarande utsattes för tillräcklig gravitationskraft för att hålla dem kvar bana. Dessa små föremål blev dvärgplaneter och asteroider, och vissa blev kometer.

Kometer är inte asteroider

Kometernas sammansättning skiljer sig från asteroider. Medan en asteroid mestadels är sten, är en komet i princip en smutsig snöboll fylld med fickor med rymdgas.

Ett stort antal asteroider finns i asteroidbältet mellan banorna på Mars och Jupiter, som också är hem för dvärgplaneten Ceres, men de kretsar också i utkanten av solen systemet. Kometer å andra sidan tenderar att komma uteslutande från Kuiper-bältet och därefter.

En komet som är långt ifrån solen skiljer sig praktiskt taget från en asteroid. Men när dess omlopp tar det nära solen förångar värmen isen och ångan expanderar för att bilda ett moln runt kärnan. Kärnan kan vara bara några kilometer bred, men molnet kan vara tusentals gånger större, vilket gör att kometen verkar mycket större än den faktiskt är.

En komets svans är den mest definierande egenskapen. Det kan vara tillräckligt långt för att sträcka sig över avståndet mellan jorden och solen, och det pekar alltid bort från solen, oavsett i vilken riktning kometen färdas. Det beror på att den skapas av solvinden som blåser gas bort från ångmolnet som omger kärnan.

Kometfakta: Inte alla kommer härifrån

Långtidskometer kan ha mycket elliptiska banor som kan vara så excentriska att perioden mellan observationer från jorden kan vara mer än en livstid. Keplers andra lag innebär att föremål rör sig långsammare när de är längre från solen än när de är nära den, så kometer tenderar att vara osynliga mycket längre än de är synliga. Oavsett hur lång tid det tar, återkommer alltid ett objekt i omloppsbana, om inte något stöter ut det från sin omloppsbana.

Vissa föremål kommer dock aldrig tillbaka. De kommer från till synes ingenstans, färdas i hastigheter som är typiska för att kretsa kring kroppar, piskar runt solen och skjuter ut i rymden. Dessa föremål har inte sitt ursprung i solsystemet. de kommer från det interstellära rummet. Istället för en elliptisk bana följer de en parabolisk väg.

Den mystiska cigarrformade asteroiden 'Oumuamua var ett sådant objekt. Det dök upp i solsystemet i januari 2017 och gick ur sikte ett år senare. Kanske var det en UFO, men mer sannolikt var det ett interstellärt objekt som lockades till solen men rörde sig för snabbt för att lockas in i omloppsbana.

En fallstudie: Halleys komet

Halleys komet är kanske den mest kända av alla kometer. Det upptäcktes av Edmund Halley, en brittisk astronom som var en vän till Sir Isaac Newton. Han var den första personen som postulerade att kometobservationer 1531, 1607 och 1682 alla hade varit av samma komet, och han förutspådde dess återkomst 1758.

Han visade sig rätt när kometen gjorde ett spektakulärt utseende på julnatten 1758. Den natten var tyvärr 16 år efter hans död.

Halleys komet har en period mellan 74 och 79 år. Osäkerheten beror på gravitationspåverkan som den möter längs vägen - särskilt planeten Venus - och ett inneboende framdrivningssystem som alla kometer har. När en komet som Halleys komet närmar sig solen expanderar gasfickorna i kärnan och skjuter igenom svaga fläckar i kärnan, vilket ger kraft som kan skjuta den i vilken riktning som helst och skapa störningar i dess bana.

Astronomer har kartlagt banan på Halleys komet och tyckte att den var mycket elliptisk, med en excentricitet på nästan 0,97. (Excentricitet betyder i detta fall hur avlång eller rund en bana är; ju närmare noll excentriciteten, desto rundare bana.)

Med tanke på att jordens omlopp har en excentricitet på 0,02, vilket gör den nästan cirkulär och att excentriciteten hos Plutos omlopp bara är 0,25, är excentriteten hos Halleys komet extrem. Vid aphelion är det långt utanför Plutos bana, och vid perihelion är det bara 0,6 AU från solen.

Ledtrådar av kometens ursprung

Bana om Halleys komet är inte bara excentrisk utan den lutas också vid 18 grader i förhållande till ekliptikens plan. Detta är ett bevis på att det inte bildades på samma sätt som planeterna bildades, även om det kan ha sammanfallit ungefär samma tid. Det kunde till och med ha sitt ursprung i en annan del av galaxen och helt enkelt fångats av solens gravitation när den gick förbi.

Halleys komet visar en annan egenskap som skiljer sig från planeterna. Den roterar i en motsatt riktning mot dess bana. Venus är den enda planeten som gör detta, och Venus roterar så långsamt att astronomer misstänker att det kolliderade med något i sitt förflutna. Det faktum att Halleys komet kretsar i den riktning den gör är mer bevis för att den inte bildades på samma sätt som planeterna.

Teachs.ru
  • Dela med sig
instagram viewer