26 октомври 2020
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Защо танцуват така кометите

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 21 юли 2020 в 07:37 29410
Карта на положението на кометата Neowise в небето, ако искате да направите още един опит за заснемане в следващите няколко дни, тъй като все още се вижда. Кредит: Door Tomruen, FullSky Observatory, JPL Horizons., CC BY-SA 4.0

В момента все още можем да се наслаждаваме през нощта на гледката на кометата Neowise. Тази комета се приближава до Земята до 23 юли. След това Neowise ще продължи дълбоко в нашата Слънчева система. 

Наблюдавани от Земята, кометите извършват впечатляваш танц.

В праисторически времена появата на комета е било нещо тайнствено. Слънцето, Луната и звездите са обичайни небесни явления. И изведнъж на небето се вижда нова "звезда". Звезда с опашка. Няколко седмици кометата танцува пред звездите. И после бавно отново избледнява. Опашката изчезва. Нищо не остава, освен загадката.

Кометите сега крият малко тайни. Вече знаем, че те са нещо като мръсни снежни топки. Те се състоят от лед, газ и прах и имат опашка, която може да достигне милиони километри. Хората изпратиха космически кораб до комета и апарат, който кацна на нея. Той направи красиви снимки през 2014 година, които може да се видят на сайта на Европейската космическа агенция. Нашите познания за кометите обаче не намаляват ентусиазма, който кара учени и любители астрономи да стоят до късно през нощта, за да направят красиви снимки като тази по-горе, заснета от Пол Бейкър в частната си обсерватория Carpe Noctum.

Но защо кометите се движат толкова различно от звездите и планетите? Какво се крие зад този особен танц?

Ако съдим по това, което се вижда в небето, звездите се движат твърде скучно. Звездите са винаги на едно и също разстояние и кръжат безкрайно около Полярната звезда. Планетите са малко по-интересни. Те сякаш минават през звездите. Това е така, защото са много по-близо. Планетите обикалят около Слънцето. Това променя мястото, което заемат в небето. Погледнати от Земята, те се движат в така наречените епицикли. Това са кръгови орбити, чийто център се движи по кръгова орбита около Земята. Но кометите са най-добрите "танцьори" на небесния дансинг. Тайната е в законите на Кеплер.

Йохан Кеплер е немски астроном, който през 1609 г. публикува два закона. Всички небесни тела в нашата Слънчева система се подчиняват на тези закони. Първият закон гласи, че всеки обект в нашата Слънчева система обикаля около Слънцето по траектория с формата на елипса. Елипсата има две фокусни точки. Слънцето е в една от двете фокусни точки на тази математическа фигура. Схемата по-долу показва пример за такава елипса и фокусните й точки. Фокусните точки могат да бъдат далеч една от друга. Тогава елипсата е много дълга и плоска. Фокусните точки също могат да бъдат и много близо една до друга. Когато двете фокусни точки са близо една до друга, елипсата прилича на кръг. Такъв е случаят с орбитите на планетите. Ето защо понякога се казва, че Земята се върти в кръг около Слънцето. Това е почти вярно, но не съвсем правилно. 

Първи закон на Кеплер

Илюстрация на Първия закон на Кеплер. Синята елипса показва орбитата на обект, обикалящ около Слънцето (в случая планета). Точката вляво е фокусна точка на елипсата. Слънцето е в другата фокусна точка. Източник: Wikimedia Commons

Орбитите на видимите комети са много удължени, точно обратното на орбитите на планетите, които са почти кръгове. Това е така, защото повечето комети са образувани преди много време на десетки милиарди километри от Слънцето. Те са много по-далеч от Слънцето, отколкото от планетите.

В началото, подобно на планетите, кометите обикалят около Слънцето. Когато една звезда се приближава до нашата Слънчева система, гравитацията на звездата нарушава орбитите на кометите. След това някои от кометите се доближават към Слънцето. (Това са времеви интервали от милиарди години.)

Ледът на повърхността на кометата се изпарява, когато се приближи до Слънцето. Частиците от водна пара и прах изтичат в космоса и образуват опашката на кометата. С приближаването си до Слънцето скоростта на кометата се увеличава. Завива около Слънцето и тръгва към мястото, откъдето е дошла. Тази промяна в скоростта е описана от Втория закон на Кеплер.

За да се визуализира този закон, се изчертава въображаемият път на кометата към Слънцето. Изчислява се повърхността на сектора в пространството, ограничен от траекторията на кометата след един ден. Тази повърхност е винаги една и съща, независимо от това къде се намира кометата на елипсата. Анимацията по-долу показва това.

Фигура 3: Анимация на Втория закон на Кеплер. Синята повърхност винаги остава с еди и същи размер. Източник: Gonfer; CC BY-SA 3.0.

Затова орбитата на кометата е изключително разтегната. Освен това кометата се движи много бавно, когато е далеч от Слънцето (и от Земята). Така че повечето време кометите са много далеч. Това прави кометите редки явления, на които можем да се възхищаваме за кратко време.

Има и Трети закон на Кеплер. Той гласи, че орбитата на всеки небесен обект в Слънчевата система е елипса, в един от фокусите на която е Слънцето. Това ни позволява да опишем орбитите на комети и всички небесни тела в нашата Слънчева система. Така че танцът на кометите не е толкова сложен.

Но танцът на кометите е много грациозен. Това е така, защото се движи не само кометата, но и Земята. В крайна сметка Земята върви по своя собствен кръг около Слънцето и също така се върти около собствената си ос. Изглежда като атракция за панаир. Стоим на въртящ се обект, който прави голям кръг около Слънцето и гледаме онова небесно тяло с опашка, която се засилва към Слънцето в елипса и се изхвърля обратно в космоса като с прашка.

И така танцува Neowise.

Източник: Telescopen en Tijdmachines, Roy Smits


Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Въпроси
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.