彗星について

彗星の各部分は何ですか？
すべての彗星には核があり、氷、ガス、塵の安定した多孔質の中心塊で、大きさは1～10kmの場合が多くあります。 氷は、水、二酸化炭素、アンモニア、メタンなどさまざまな成分でできている。 ダストは、水素、酸素、炭素、窒素、シリカ、およびいくつかの金属を含んでいる場合があります。

ハレー彗星の核（欧州宇宙機関Giotto Projectより）。 Astronomy Picture of the Day

As comets approach our Sun , they heat up and the ice begins to sublimate (change from a solid directly to a gas)彗星は太陽に近づくと加熱され、氷が昇華し始めます。 そのガス（水蒸気、一酸化炭素、二酸化炭素、その他の微量な物質）と塵が、核の周りに「コマ」と呼ばれる「大気」を形成します。 コマの物質は尾に流される。

彗星が太陽に近づくと、塵や電離したガスが尾を引くようになります。 彗星には大きく分けて、塵の尾とプラズマの尾の2つがあります。 ダストの尾は、煙の粒くらいの小さな粒子でできていて、太陽光を反射するため、白っぽい黄色に見える。 ダストテイルの長さは、通常100万kmから1000万kmです。 プラズマの尾は、一酸化炭素イオンを含んでいるため、青色をしていることが多い。 太陽の紫外線がこのガス分子を分解し、発光させるのです。 プラズマの尾は、数千万キロメートルも宇宙空間に伸びていることがあります。 まれに、1億5000万キロメートルにも及ぶこともあります。 ヘール・ボップ彗星では、3つ目のナトリウムの尾が観測されている。

彗星は、数百万キロにも及ぶ広く薄い（疎な）水素雲に包まれているのです。 この包囲は、光が大気で吸収されてしまうため、地球からは見えませんが、探査機によって検出されています。

彗星の名前は？
彗星は、最初に発見を報告した人の名前にちなんで命名されます。 たとえば、ハレー彗星は、1531年、1607年、1682年に観測された彗星の軌道が基本的に同じで、1つの彗星であると判断したエドモンド・ハレーにちなんで名づけられました。 ハレー彗星は、1531年、1607年、1682年に観測された彗星が基本的に同じ軌道を描いており、一つの彗星であることを突き止めたエドモンド・ハレーにちなんで名づけられた。 複数の人が同時に新彗星を報告することもある。 1537>

彗星の大きさは？
彗星の核は通常1～10キロメートル（0.6～6マイル）です。 しかし、尾は何千万キロも続くことがあります。

彗星は何でできているか
私たちの情報のほとんどは、さまざまな彗星のスペクトルを研究することから得られています。 科学者は、彗星のさまざまな部分によって反射される光を研究します。 気体にはさまざまな元素が含まれています。 水素などの元素、水などの分子、イオン（電気を帯びた元素や分子）には、それぞれ発光や吸収のパターンがあり、実験室ではこれをスペクトルと呼んでいます。 実験室での測定と彗星観測のパターンを一致させることで、彗星の組成を決定することができる。

どの彗星も、氷と塵という同じ基本的な成分でできています。 しかし、彗星はおそらく、氷のどれだけが水の氷で、どれだけがメタン、アンモニア、二酸化炭素など他の物質でできた氷なのかが異なります。 また、彗星は微量元素や炭化水素の種類もさまざまです。

欧州宇宙機関のジョットミッションなど、いくつかの宇宙ミッションが彗星を探査し、彗星表面の詳細な画像を提供しています。 いくつかのミッションは、彗星のサンプルを採取することを目的としています。 NASAのスターダスト計画は、ワイルド2彗星とのランデブーに成功した後、2006年1月に彗星の塵とガスのサンプルを地球に持ち帰る予定です。 NASAのディープ・インパクト・ミッションは2005年7月にテンペル第1彗星に遭遇し、彗星表面に弾丸を放ち、穴を開けて核の新しい表面を露出させる予定である。 探査機は彗星からの放出物のデータを収集し、そのデータを地球の科学者に中継する予定です。 これらのミッションから得られるデータは数個の彗星からしか得られず、代表的なものではないかもしれませんが、このデータは彗星の組成に関する我々の理解を大きく深めることになるでしょう。

彗星の軌道はどうなっているか
彗星がどのように空を移動するかという観測から、彗星は太陽の周りを楕円形の軌道で回っていることがわかりました。 この軌道を一周する時間を “周期 “と呼びます。 彗星の周期は通常、数年から数百万年の幅があります。

彗星はどこから来るのか
彗星は、短周期彗星と長周期彗星に分けられます。 ハレー彗星のような短周期彗星は、太陽のまわりを200年足らずの軌道で回っています。 その軌道は、地球や他の惑星と同じ軌道面に近く、惑星と同じ方向で太陽の周りを回っている。 このような軌道の特徴から、短周期彗星は海王星の先に広がる円盤状の領域、カイパーベルトが起源と考えられている。 カイパーベルトには小さな氷の惑星が存在し、そのうちのいくつかは画像化されているに過ぎない。 これらは、太陽系形成初期の「残りもの」である。 時折、カイパーベルト天体の軌道が巨大惑星の相互作用によって乱され、海王星と接近遭遇し、太陽系外に放り出されるか、太陽系内の軌道に押し出されることがある。

ヘール・ボップ彗星や百武彗星のような長周期彗星は、200年以上かけて太陽のまわりを回る。 その軌道は、方向も軌道面もランダムです。 観測された軌道から計算すると、長周期彗星はオールトの雲を起源とすると考えられています。 オールトの雲は、太陽の向こう側30兆キロ（約20兆マイル）にも及ぶ球状の包絡線である。 オールトの雲はこれまで一度も画像化されたことがありません。

彗星が太陽に近づくとどうなるのか？
太陽系の冷たい果て、カイパーベルトやオールクラウドでは、彗星は基本的に氷と塵の小さな塊にすぎません。 彗星は、太陽に近づくとき以外は、ほとんど見えません。

彗星が太陽に近づくと、熱を持ち始め、氷が昇華して固体から液体段階のない気体になります。 このとき、氷が昇華する際にチリが残ります。 それが核の表面に暗い保護膜を形成し、融解を遅らせる。 場所によっては、保護層が薄くなり、ガスのジェットが突き抜けることもあります。 ガスと塵はコマの雲を形成する。

太陽は、ガスと粒子（主に陽子と電子）の一定の流れである太陽風を、秒速350キロメートル（約220マイル）で外側に送り出しています。 太陽の光と太陽風は、コマの塵やガスを巻き上げ、尾を引く。 太陽光と太陽風は常に太陽の外側に向かって流れているため、彗星がどのような軌道をとっていても、尾は常に太陽から離れる方向に向いている。 つまり、彗星が太陽から遠ざかり、軌道の外側に戻るときに、尾が彗星の手前にあることがある。

プラズマ尾とダスト尾の2種類の尾が発生する。 尾の形や角度が異なるのは、さまざまな粒子が太陽の影響を受けるためです。 プラズマの尾は細く長く、彗星から一直線に伸びている。 このイオンテールの粒子は電気を帯びていて、太陽風によって太陽から押し流される。 短いほうのダストの尾は、わずかに曲がっている。 ダストテール内の大きな粒子は電荷を持たず、太陽風の影響を受けません。 その代わり、彗星から流出した塵は、太陽光の力に反発し、彗星が太陽の周りを移動する際に「遅れ」ます。

彗星の尾は、彗星が太陽に近づくにつれて長くなり、印象的になります。 彗星が太陽に近づくと、温度が上がり、物質がどんどん放出されて、尾が大きくなります。 科学者は、彗星が太陽の周りを回るたびに、その質量の0.1〜1パーセントが失われると見積もっています。

地球が彗星の通り道を通るとどうなるか
流星群は、彗星が楕円軌道に沿って残した塵やガスの痕跡を、地球が通り抜けるときに起こります。 その粒子が地球の大気圏に突入し、ほとんどが燃え尽きて、にぎやかな光のショーになるのが流星群です。 8月のペルセウス座流星群や11月のしし座流星群など、毎年、彗星の軌道上に残されたゴミの通り道を地球が通過することで起こる流星群もある。 ハレー彗星の飛跡はオリオン座流星群の原因となっています。

なぜ科学者は彗星に興味を持つのか？
科学者は、彗星が45億年前に惑星と一緒に形成されたと考えており、初期の太陽系における物質とプロセスに関する重要な手がかりを含んでいると考えています。 NASAのスターダストやディープインパクト、欧州宇宙機関のロゼッタなどのミッションで、彗星についてさらに多くのことがわかるだろうと科学者たちは期待しています。

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