Az üstökösökről

Melyek az üstökös különböző részei?
Minden üstökösnek van egy magja, egy stabil, porózus, jégből, gázból és porból álló központi tömeg, amely gyakran 1 és 10 kilométer közötti méretű. A jég különböző mennyiségű vízből, szén-dioxidból, ammóniából és metánból áll. A por hidrogént, oxigént, szenet, nitrogént, szilícium-dioxidot és néhány fémet tartalmazhat. A magban nyomokban szénhidrogének is lehetnek.

Nucleus of Comet Halley from the Giotto Project, European Space Agency. Figyeljük meg a felszínéről kilépő gázsugarakat. A nap csillagászati képe

Amint az üstökösök közelednek Napunkhoz , felmelegednek és a jég szublimálni kezd (szilárdból közvetlenül gázzá változik). A gáz (vízgőz, szénmonoxid, széndioxid és más anyagok nyomokban) és a por “légkört” képez a mag körül, amit “kómának” neveznek. A kómából származó anyagot a csóvába söpörjük.

Amint az üstökösök közelednek a Naphoz, porból és ionizált gázból álló csóvát fejlesztenek. Az üstökösöknek két fő csóvája van, egy porcsóva és egy plazmacsóva. A porcsóva fehéres-sárgának tűnik, mert apró – körülbelül füstszemcseméretű – részecskékből áll, amelyek visszaverik a napfényt. A porcsóvák jellemzően 1 és 10 millió kilométer (kb. 600 000 és 6 millió mérföld) hosszúak. A plazmacsóva gyakran kék színű, mert szén-monoxid-ionokat tartalmaz. A nap ultraibolya fénye lebontja a gázmolekulákat, amitől azok izzani kezdenek. A plazmacsóvák több tízmillió kilométerre nyúlhatnak az űrbe. Ritkán akár 150 millió kilométer hosszúak is lehetnek. A Hale-Bopp üstökösön egy harmadik nátriumcsóvát is megfigyeltek.

A kométákat széles, vékony (ritkás) hidrogénfelhő burkolja be, amely több millió kilométerre is kiterjedhet. Ez a burok a Földről nem látható, mert fényét elnyeli a légkörünk, de űreszközökkel már észlelték.

Hogyan nevezik el az üstökösöket?
Az üstökösöket arról a személyről nevezik el, aki először jelentette felfedezésüket. Például a Halley-üstököst Edmund Halleyről nevezték el, aki megállapította, hogy az 1531-ben, 1607-ben és 1682-ben megfigyelt üstökösöknek lényegében ugyanaz a pályájuk, és így egyetlen üstökösről van szó. Számításai alapján helyesen jósolta meg az üstökös 1758-as visszatérését, de sajnos nem élte meg, hogy láthassa a Halley-üstököst. Előfordul, hogy egy új üstökösről egyszerre többen is beszámolnak. Ilyenkor a neveket összevonják – mint a Hale-Bopp-üstökös vagy a Shoemaker-Levy-üstökös esetében.

Hogyan nagyok az üstökösök?
Az üstökös magja általában 1-10 kilométer átmérőjű. A csóva azonban több tízmillió kilométerre is kiterjedhet.

Miből állnak az üstökösök?
A legtöbb információnk a különböző üstökösök színképének tanulmányozásából származik. A tudósok az üstökös különböző részei által visszavert fényt tanulmányozzák. A gázok különböző elemeket tartalmaznak. Minden egyes elemnek (például a hidrogénnek), molekulának (például a víznek) vagy ionnak (elektromosan töltött elem vagy molekula) van egy határozott emissziós vagy abszorpciós mintázata, amely laboratóriumban meghatározható; ezt a mintázatot spektrumnak nevezik. A laboratóriumi mérések és az üstökösmegfigyelések mintázatainak összevetésével a tudósok meg tudják határozni az üstökös összetételét.

Minden üstökös ugyanazokból az alapvető összetevőkből – jégből és porból – áll. Az üstökösök azonban valószínűleg abban különböznek, hogy a jég mekkora része vízjég, és mekkora része más anyagokból, például metánból, ammóniából és szén-dioxidból álló jég. Az üstökösök abban is különböznek, hogy milyen típusú nyomelemek és szénhidrogének vannak jelen bennük.

Már több űrmisszió, például az Európai Űrügynökség Giotto missziója is vizsgálta az üstökösöket, és részletes képeket készített az üstökösök felszínéről. Néhány küldetés célja az üstökösök mintavétele. A Wild 2 üstökössel való sikeres randevú után a NASA Stardust missziója 2006 januárjában üstököspor- és gázmintákat juttat vissza a Földre. A NASA Deep Impact missziója 2005 júliusában találkozik a Tempel 1 üstökössel, és egy lövedéket bocsát az üstökös felszínére, hogy lyukat ásson és új felszínt tárjon fel az üstökösmagon. Az űrszonda adatokat fog gyűjteni az üstökös kibocsátásáról, és az adatokat továbbítja a földi tudósoknak. Bár e küldetések adatai csak néhány üstökösről származnak, és nem biztos, hogy reprezentatívak, az adatok nagymértékben javítani fogják az üstökösök összetételének megértését.

Milyenek az üstökösök pályái?
Az üstökösök égbolton való mozgásának megfigyelése alapján a tudósok megállapították, hogy az üstökösök erősen elliptikus (ovális) pályán keringenek a Nap körül. Az üstökös periódusának azt az időt nevezzük, amely alatt egy teljes pályát megtesz. Az üstökösök periódusa általában néhány évtől több millió évig terjed.

Honnan származnak az üstökösök?
A kométákat rövid periódusú és hosszú periódusú üstökösökre osztják. A rövid periódusú üstökösök – mint például a Halley-üstökös – 200 évnél rövidebb ideig tartó pályán keringenek Napunk körül. Pályájuk közel van ugyanahhoz a pályasíkhoz, mint a Földé és a többi bolygóé, és ugyanabban az irányban keringenek Napunk körül, mint a bolygók. E pályatulajdonságok alapján a rövid periódusú üstökösök feltehetően a Kuiper-övből, a Neptunuszon túlnyúló korong alakú térségből származnak. A Kuiper-öv kis, jeges égitesteket tartalmaz, amelyek közül csak néhányat sikerült leképezni. Ezek a Naprendszer korai kialakulásának “maradványai”. Előfordul, hogy egy Kuiper-övi objektum pályáját az óriásbolygók kölcsönhatása oly módon megzavarja, hogy közeli találkozásba kerül a Neptunusszal, és vagy kirepül a Naprendszerből, vagy a mi Naprendszerünkön belüli pályára kényszerül.

A hosszú periódusú üstökösök – mint például a Hale-Bopp üstökös vagy a Hyakutake üstökös – több mint 200 év alatt kerülik meg Napunkat. Pályájuk iránya és keringési síkja véletlenszerű. A megfigyelt pályáik alapján végzett számítások alapján a hosszú periódusú üstökösök feltehetően az Oort-felhőből származnak. Az Oort-felhő egy gömb alakú burok, amely 30 trillió kilométerre (kb. 20 trillió mérföldre) nyúlhat túl Napunkon. Az Oort-felhő objektumairól még soha nem készült kép.

Mi történik, amikor egy üstökös megközelíti a Napunkat?
Naprendszerünk hideg távoli részein, a Kuiper-övben és az Oort-felhőben az üstökösök lényegében csak apró jég- és pordarabok. Az üstökösök szinte láthatatlanok, kivéve, amikor közel kerülnek a Napunkhoz.

Amint egy üstökös megközelíti a Napunkat, elkezd felmelegedni, és a jég szublimálni kezd – szilárdból gázzá alakul, folyékony szakasz nélkül. A por egy része a jég szublimációjakor hátramarad. Ez egy sötét, védő kéreg képződik a mag felszínén, és lassítja az olvadást. Egyes helyeken a védőréteg vékonyabb, és gázsugarak törnek át rajta. A gáz és a por alkotja a kómafelhőt.

Napunk napszelet bocsát ki, gáz és részecskék (főként protonok és elektronok) állandó áramlását, amely másodpercenként 350 kilométeres sebességgel áramlik kifelé. A napfény és a napszél a kómában lévő port és gázt csóvákba söpri. Mivel a napfény és a napszél mindig kifelé áramlik a Nap felszínéről, a csóvák mindig a Naptól távolodnak, függetlenül attól, hogy az üstökös milyen irányban mozog a pályáján. Ez azt jelenti, hogy a csóvák az üstökös előtt lehetnek, amikor az üstökös a pályája külső részére visszatérve távolodik a Napunktól.

Két különböző csóva alakul ki – a plazmacsóva és a porcsóva. A csóvák eltérő alakját és szögét az okozza, ahogyan a különböző részecskékre Napunk hat. A vékonyabb, hosszabb plazmacsóva az üstökösből kiinduló egyenes vonalat alkot. Az ioncsóva részecskéi elektromosan töltöttek, és a napszél löki el őket Napunktól. A rövidebb porcsóva enyhén görbül. A porcsóva nagyobb részecskéi nem rendelkeznek elektromos töltéssel, és a napszél nem hat rájuk. Ehelyett az üstökösről levált porszemcséket a napfény ereje taszítja, és “lemaradnak” az üstökös Napunk körüli mozgásában.

A kométa csóvája egyre hosszabb és látványosabb lesz, ahogy az üstökös közelebb kerül Napunkhoz. Ahogy az üstökös közeledik Napunkhoz, egyre forróbb lesz, és gyorsabban szabadul fel anyag, ami nagyobb csóvát eredményez. A tudósok becslése szerint az üstökös minden egyes alkalommal, amikor Napunk körül kering, tömegének 0,1-1 százalékát veszíti el.

Mi történik, amikor a Föld áthalad egy üstökös pályáján?
Meteorzáporok keletkeznek, amikor a Föld áthalad az üstökös által az elliptikus pályáján hagyott por- és gáznyomokon. A részecskék belépnek a Föld légkörébe, és a legtöbbjük élénk fényjátékban – meteorzáporban – ég el. Egyes meteorrajok, mint például az augusztusi Perseidák és a novemberi Leonidák, évente jelentkeznek, amikor a Föld pályája áthalad az üstökös pályáján hátrahagyott törmelékpályán. A Halley-üstökös nyomai felelősek az Orionidák meteorrajért. A közelgő meteorzáporokért és a megfigyelési javaslatokért tekintse meg a StarDate listáját az év meteorzáporairól.

Miért érdeklik a tudósokat az üstökösök?
A tudósok szerint az üstökösök 4,5 milliárd évvel ezelőtt a bolygóinkkal együtt keletkeztek, így fontos nyomokat tartalmaznak a korai Naprendszerünkben lévő anyagokról és folyamatokról. A tudósok remélik, hogy a NASA küldetései, például a Stardust és a Deep Impact, valamint az Európai Űrügynökség Rosetta küldetése révén még többet tudhatnak meg az üstökösökről.

Vissza a tetejére