Отчего кометы светятся таким жутким зелёным светом


Комета C/2014 Q2 (Лавджоя) – периодическая комета с длительным периодом, открытая 17 августа 2014 года Терри Лавджоем. Эту фотографию сделали в Таксоне, шт. Аризона, при помощи телескопа Sky-Watcher 100mm APO и камеры SBIG STL-11000M

Периодически, с завидной регулярностью, во внутреннюю часть Солнечной системы из-за орбиты Нептуна попадают кометы. Находясь далеко за орбитой Сатурна, они остаются холодными, замёрзшими и дремлющими; хотя они постоянно движутся, у них ничего не меняется. Но всё меняется, когда они начинают приближаться к орбите Юпитера – из-за близости к Солнцу.

Внешняя часть кометы разогревается, замёрзший лёд на поверхности подвергается сублимации, а излучение и ветер Солнца сдувают молекулы с её поверхности. И вот уже совсем скоро комета начинает не только светиться отражённым солнечным светом, но и демонстрирует два хвоста – один серый, другой голубой – и жутковатую зелёную кому вокруг её центра. И вот, почему так происходит.


Комета, порождающая Персеиды, комета Свифта — Таттла, сфотографированная во время последнего прохода во внутреннюю Солнечную систему в 1992-м. Эта комета также может похвастаться красивейшей зелёной комой.

Кометы состоят из смеси скалистых компонентов, похожих по составу на земную мантию, пыли и льдов. Лёд в данном случае – это не только вода (H2O), но также и такие летучие компоненты, как сухой лёд (твёрдый CO2), метан (CH4), аммиак (NH3) и оксид углерода (CO). Весь набор кометных льдов изучался миссией “Розетта“, но это – пятёрка главных. В типичных прохладных условиях эти льды остаются твёрдыми, но при приближении кометы к Солнцу они начинают разогреваться.

Первое, что происходит с кометой при приближении к Солнцу – количество ультрафиолета становится таким, что он начинает ионизировать слабейшую из представленных молекул: оксид углерода. В результате появляется избыток ионов CO+, утекающих в сторону от Солнца. Они превращаются в голубой ионный хвост, и это первое кометное свойство из всех, что появляются при разогреве.


Когда комета ISON находилась на таком же расстоянии от Солнца, как Юпитер, у неё был только ионный хвост (голубой). При приближении к Солнцу появились и другие особенности.

Ионный хвост всегда направлен от Солнца и всегда голубой. По приближении кометы к Солнцу, где-то в районе орбиты Марса, она разогревается ещё больше. При разогреве ядра кометы больше льда плавится и улетает с её поверхности, что создаёт мощный рассеянный поток частиц вокруг ядра. Этот участок известен как кома кометы, и состоит из смеси газа и пыли.

После появления комы она подвергается воздействию солнечного света. Давление света сдвигает частицы пыли из комы и в сторону от Солнца, что создаёт второй, жёлто-белый хвост: пылевой. И хотя голубой ионный хвост всегда направлен от Солнца, пылевой хвост искривляется, поскольку комета движется вокруг Солнца по эллиптической орбите.


Комета Макнота, фото 2006 года в Виктории, Австралия. Пылевой хвост белый и размытый (и искривлённый), а ионный хвост более бледный, узкий, прямой, и направлен в сторону от Солнца.

Ионный хвост узкий, поскольку все ионы определённого типа имеют один размер. Пылевой хвост широкий, поскольку частицы пыли различаются в размерах, из-за чего приобретают разную скорость. И, наконец, с кометы могут сорваться крупные частицы, породив поток обломков. Этот поток будет двигаться по той же эллиптической орбите, что и комета, но со временем распределится по её пути. Когда планета (например, Земля) проходит через поток обломков, он порождает метеоритный дождь. Да, Земля – не единственная сталкивающаяся с ними планета; даже Меркурий, не обладающий атмосферой, может испытать метеоритные дожди!


Двигаясь по орбите вокруг Солнца, кометы и астероиды могут немного крошиться, и их обломки могут со временем распределиться по пути следования кометы, приводя к метеоритным дождям, которые мы видим, когда Земля проходит через этот поток

Но кома – это не только пыль. Там есть ещё и газ, порождённый сублимированными составами, бывшими частью кометы. На ней находятся не просто льды и камни, но и более сложные молекулы, состоящие из фундаментальных строительных блоков: в основном, это водород, кислород, углерод и азот. Две молекулы, которые нас особенно интересуют, это цианид (CN) и двухатомный углерод (C2).


Зелёный цвет комы кометы ISON подсветил наше небо в 2013. Зелёный цвет встречается нередко, и он сообщает нам о содержании газов и об ультрафиолете, падающем на комету при её приближении к Солнцу

Оплатите подписку, и реклама отключится

Такой зеленовато-голубой цвет появляется потому, что при стимуляции газов ультрафиолетом, присутствующим в солнечном свете, их связанные электроны переходят на более высокие энергетические уровни: базовое правило атомных переходов. Но электроны не остаются в состоянии с более высокой энергией вечно; они падают обратно на нижние уровни. И некоторые из этих переходов порождают линию испускания, попадающую в ту часть электромагнитного спектра, к которой чувствительны глаза человека.


Электронные переходы в атоме водорода и длина волны получающихся фотонов демонстрируют эффекты связующей энергии и взаимосвязи между электроном и протоном в квантовой физике. У каждого атома и молекулы есть свой уникальный набор спектральных линий, а у возбуждённого атома электроны переходят на более низкие уровни энергии, что иногда приводит к испусканию видимого света.

Когда вы видите такой зелёный свет, это говорит о том, что вместе сошлось несколько вещей:

  • в коме содержится большое количество молекул CN и C2,
  • комета активная (испускает газы) и тёплая (находится близко к Солнцу),
  • высок потенциал её раскола или извержения.

В августе относительно недалеко от Земли, на расстоянии в 113 млн. км., находилась комета C/2017 S3 (PANSTARRS). Она светится зелёным, довольно яркая, и направляется к Солнцу. За её цвет её называют “невероятным Халком”.


Хотя комета Comet PanSTARRS C/2017 S3, известная как “Невероятный Халк”, уже в процессе распада, есть ещё шанс на финальный красочный взрыв

Но это свечение не является ни чем-то странным, ни необычным. Ближе всего к Земле она была 8 августа, а к Солнцу – 15 августа, и в такие моменты может произойти раскол ледяного ядра кометы. Если это происходит, то комета резко прибавляет в яркости.


Наблюдение кометы Лавджоя в телескоп 17 января 2015 года. Видно структуру в ионном газовом хвосте в виде полос и разрывов. Зелёный цвет комы невозможно спутать ни с чем – и это часто является признаком будущего красочного взрыва.

Все свойства данной кометы – ионный хвост, пылевой хвост, кома, ядро – типичны практически для всех комет, попадающих во внутреннюю Солнечную систему. Когда комета разогревается достаточно сильно, она порождает растянутое, богатое газом облако вокруг её ядра – кому. Если в коме содержатся углерод-азотные и углерод-углеродные связи, ультрафиолет Солнца возбудит их внутренние электроны, из-за чего они начнут испускать зелёный цвет, переходя на более низкий энергетический уровень. Когда вы видите такое свечение, знайте, что всегда есть шанс распада кометного ядра.

Источник

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

717 просмотров всего, 5 просмотров сегодня

Ещё записи на эту тему

Чёрные дыры, проглатывающие звёзды, делятся своими секретами посредством экзотических световых шоу... Иногда чёрные дыры обнаруживают себя, когда их гравитация разрывает пролетавшую мимо звезду. Эти события привели к появлению нового способа разметки скрытого космоса астрономами Чёрные дыры очень...
Найдено прямое доказательство того, что первые звёзды появились не позже 250 млн лет после Большого ... Большое изображение слева заполнено множеством галактик массивного скопления MACS J1149+2223. Гравитационное линзирование гигантского скопления усиливает свет недавно обнаруженной галактики, MACS 11...
Насколько быстро расширяется Вселенная? Команды Хаббла и Гайи объединились, чтобы провести наиболее точное измерение на сегодня В 1920-х Эдвин Хаббл сделал революционное открытие – оказалось, что Вселенная расширяется. Изначально такое п...
Компания Aerojet Rocketdyne испытывает новый ионный двигатель В настоящее время различные компании исследуют несколько ключевых технологий, предназначенных для нового поколения миссий изучения космоса. Кроме космических кораблей и ракет-носителей, которые см...