I cercatori di polvere di stelle hanno ricevuto materiale inaspettato. Ciò che è esploso su Tunguska
Il nostro Sole stesso ha miliardi di satelliti misure differenti, orbitando attorno ad esso. Alcuni di loro li vediamo come pianeti, altri come asteroidi e meteoriti. Tra questi ci sono anche rappresentanti speciali: le comete, che periodicamente si gonfiano fino a raggiungere dimensioni incredibili, colorando il cielo stellato con enormi code.
Capsula antipolvere
Secondo gli scienziati americani, il 15 gennaio 2006, alle tre del mattino, le particelle della cometa Wild-2 cadranno sulla Terra. Tuttavia, questo evento non dovrebbe disturbare i terrestri, poiché si svolgerà come previsto: non volerà dal cielo la cometa stessa, ma una piccola capsula conica con un diametro di 80, un'altezza di 50 cm e un peso di 46 kg. Atterrerà con il paracadute su una pianura innevata nella regione desertica dello stato americano dello Utah, a 110 chilometri da Salt Lake City. Più precisamente, al centro di un vasto campo di addestramento militare per bombardamenti e lancio di missili in un'area di 30x84 km. All'interno della capsula ci sarà la polvere di cometa raccolta dalla stazione automatica americana Stardust. In caso di atterraggio morbido, gli scienziati avranno un'opportunità unica di studiare Composizione chimica comete in condizioni di laboratorio. Di particolare interesse per la ricerca è la cometa Wild-2, poiché quando ha incontrato la stazione Stardust, era volata vicino al Sole solo cinque volte e lo stato iniziale della sua materia era leggermente cambiato. Lo stesso non si può dire della cometa di Halley, che è passata vicino al Sole più di cento volte. Il fatto è che in precedenza il nucleo della cometa Wild-2 si muoveva in un'orbita situata tra Giove e Urano, era un asteroide e non aveva coda. Ma nel 1974 si avvicinò molto a Giove e l'influenza gravitazionale di questo pianeta gigante cambiò l'orbita dell'asteroide in modo che iniziasse ad avvicinarsi al Sole ogni 6,4 anni e si trasformò in una cometa. Ogni avvicinamento di una cometa al Sole comporta una perdita parziale di sostanze volatili, mentre il suo materiale più refrattario rimane quasi intatto. Ecco perché il nucleo della “vecchia” cometa di Halley ha un colore estremamente scuro, mentre il nucleo della “fresca” cometa Wild-2 è piuttosto chiaro; nel suo strato superficiale c’è molto ghiaccio che non è ancora evaporato.
Per scoprire con maggiore precisione di cosa è fatta la cometa, è necessario analizzarne la sostanza utilizzando vari strumenti altamente sensibili, consegnando i suoi campioni sulla Terra. Ma è difficile posizionare tali dispositivi a bordo di una piccola navicella spaziale, perché le dimensioni della stazione Stardust sono 1,7x0,7x0,7 m - approssimativamente le stesse di scrivania. Come prelevare un campione di materia che vola via dal nucleo della cometa a velocità enorme? Secondo gli standard cosmici, Stardust si muoveva lentamente rispetto alla cometa, circa una volta e mezza più lentamente di quanto i satelliti artificiali volano attorno alla Terra. Tuttavia, anche questa velocità era molte volte maggiore di quella di un proiettile: la stazione ha volato per 6 km in un secondo. Il contatto delle particelle di polvere con un contenitore di materiale solido a tale velocità (più di 20mila km/h) porterebbe al loro estremo riscaldamento ed evaporazione. L'unico modo Una trappola realizzata in un materiale unico, l'aerogel, creata nel 1931 ma non ampiamente utilizzata, ha permesso di catturare e fermare delicatamente queste particelle di polvere. Ora sta trovando una seconda vita grazie alle sue proprietà termoisolanti. L'aerogel è costituito per il 99,8% da aria e per un altro 0,2% da biossido di silicio, in poche parole quarzo, ed è una sostanza solida con una struttura porosa, che ricorda una spugna, i cui pori non sono visibili - il loro diametro è di soli 20 nanometri (ovvero, su una lunghezza di 1 mm si adattano 50mila pori di questo tipo). L'aerogel utilizzato nella stazione Stardust è stato incluso nel Guinness dei primati come sostanza solida con la densità più bassa: 3 mg/cm 3 . È 1.000 volte più leggero del vetro al quarzo, sebbene la loro composizione chimica sia la stessa.
Quando si avvicinava alla cometa, la navicella spaziale assomigliava a un cavaliere vestito con un'armatura pronta per la battaglia: schermi protettivi costituiti da diversi strati di "tessuto" ceramico Nextel erano installati non solo sul vano strumenti, ma anche su ciascuno dei pannelli solari, distribuiti in la forma di due ali. Si presumeva che questi schermi avrebbero protetto la stazione dagli impatti di particelle di polvere e persino di piccoli ciottoli delle dimensioni di un pisello. Il 31 dicembre 2003, la stazione Stardust entrò in una nuvola di materia cometaria rarefatta, che si estendeva per centinaia di chilometri attorno al suo nucleo. E il 2 gennaio 2004 si è avvicinato al nucleo stesso della cometa a una distanza di 240 km. Si è scoperto che volare tra le particelle di polvere non era sicuro: i sensori di bordo hanno mostrato che lo strato esterno (ammortizzante) dello schermo protettivo è stato perforato da grandi particelle di polvere almeno 12 volte. Tuttavia, gli strati successivi sono rimasti intatti. Per tre volte durante il volo si sono verificati getti particolarmente densi di gas e polveri, attraverso i quali circa 1 milione di minuscole particelle al secondo hanno colpito lo schermo protettivo. Mentre la stazione si avvicinava alla cometa, la trappola per la polvere veniva estratta dal suo contenitore protettivo e posizionata perpendicolarmente al flusso di materiale che fuoriusciva dal nucleo cometario. Le particelle più piccole della cometa, volando a velocità enorme, rimasero bloccate nell'aerogel, il cui spessore rallentò dolcemente il loro rapido volo. Durante il processo di frenata, le particelle di polvere hanno lasciato una scia sotto forma di uno stretto tunnel, circa 200 volte più lungo del suo diametro. Queste tracce verranno utilizzate per trovarle utilizzando un microscopio prima di essere rimosse per lo studio. 6 ore dopo l'incontro con la cometa, il pannello di aerogel con diverse decine di milligrammi di particelle di polvere bloccate al suo interno è stato racchiuso in una capsula protettiva. Gli scienziati prevedono che al momento della consegna sulla Terra saranno in grado di rilevare almeno 1.000 granelli di polvere di dimensioni relativamente grandi - più di 15 micron di diametro (4 volte più sottili di un capello). Oltre a raccogliere la polvere della cometa, la stazione ha fotografato per la prima volta il nucleo della cometa da una distanza molto ravvicinata. Queste fotografie dettagliate hanno rivelato forme di rilievo piuttosto insolite e, invece dei previsti due o tre getti di gas, sono stati contati più di due dozzine di flussi di gas e polvere che fuoriescono da sotto la superficie della cometa. A giudicare dalle immagini, il ghiaccio riscaldato dal Sole in alcune parti del nucleo si trasforma immediatamente in gas, scavalcando lo stadio dello stato liquido. Getti di questo gas volano nello spazio ad una velocità di diverse centinaia di chilometri all'ora. Le fotografie mostrano chiaramente la dura superficie del nucleo cometario, ricoperta di crateri profondi fino a 150 m, picchi aguzzi alti 100 m e scogliere aguzze. Il diametro del cratere più grande è di 1 km ed è 1/5 del diametro del nucleo della cometa. L'impressione è che il materiale del nucleo sia molto resistente, mantenendo i ripidi pendii dei crateri nel loro stato originale, impedendo loro di crollare o espandersi. Nessuno delle tre dozzine di corpi celesti fotografati in dettaglio dalle stazioni spaziali (pianeti, loro satelliti e asteroidi) ha mai visto un rilievo simile. È possibile che tali caratteristiche della struttura superficiale siano caratteristiche solo dei nuclei delle comete e siano causate dall'erosione solare.
"Vega" sugli avvicinamenti alla cometa
La famosa cometa di Halley è giustamente considerata la "principale": le sue apparizioni vicino alla Terra sono state registrate 30 volte dal 240 aC. e. A cavallo tra il XVII e il XVIII secolo, lo scienziato inglese Edmund Halley fu il primo a stabilire la periodicità nel suo movimento e a prevedere il tempo della sua prossima apparizione. Da allora, cominciò a essere chiamata con il suo nome.
Nel 1986, come sapete, vi fu inviata un'intera flottiglia spaziale: le stazioni sovietiche “Vega-1” e “Vega-2”, la stazione europea Giotto (“Giotto”) e la giapponese Sakigake (“Pioneer”) e Suisei ("Cometa")"), e la stazione americana ICE ha preso parte alle osservazioni, sebbene fosse molto lontana da essa, 30 milioni di km.
Le osservazioni dalle stazioni spaziali Vega e Giotto hanno mostrato per la prima volta l'aspetto di un nucleo cometario, che prima era nascosto agli astronomi dietro le nubi di gas e polvere che espelle. Nella forma ricorda una patata che misura 14x10x8 km. Ciò che era inaspettato era anche il fatto che il nucleo è scuro, come la fuliggine, e riflette solo il 4% della luce incidente. Sul lato rivolto al Sole si sono osservate emissioni di gas e polveri che penetravano attraverso il guscio scuro. Il nucleo della cometa di Halley è molto poroso, contiene molti vuoti e la sua densità è di 100 mg/cm 3 (10 volte inferiore a quella dell'acqua). È costituito principalmente da ghiaccio normale con piccole inclusioni di anidride carbonica e ghiaccio di metano, nonché particelle di polvere. Colore scuro causato dall'accumulo di materiale roccioso rimasto dopo l'evaporazione del ghiaccio. Secondo i calcoli, ad ogni passaggio della cometa di Halley vicino al Sole, dalla sua superficie scompare uno strato spesso circa 6 m, di conseguenza, negli ultimi 100 voli (oltre 7.600 anni), il suo diametro è diminuito di 1,2 km, ovvero circa 1/10 del diametro attuale
Durante il suo volo vicino alla cometa, ad una distanza di 8.000 km con una velocità relativa di 78 km/s (280mila km/h), la stazione Vega-1 fu sottoposta ad un violento bombardamento da parte di particelle di polvere cometaria. Di conseguenza, il potere è stato dimezzato batteria solare e il funzionamento del sistema di orientamento spaziale è stato interrotto. La stessa cosa è successa con la stazione Vega-2. Giotto passò a soli 600 km dal nucleo della cometa, e un avvicinamento così ravvicinato non fu privo di perdite. A una distanza di 1.200 km, l'impatto di una particella di cometa ha disabilitato la telecamera e la stazione stessa ha temporaneamente perso il contatto radio con la Terra. Due stazioni giapponesi hanno volato a distanze maggiori dalla cometa, eseguendo studi sulla vasta nube di idrogeno che la circonda.
Bombardamento nello spazio
Penetrare in profondità nel nucleo della cometa e scoprire le proprietà del materiale non solo sulla superficie del nucleo cometario, ma anche nelle sue profondità: questo era il compito assegnato alla stazione automatica americana Deep Impact, lanciata all'inizio del 2005 verso la cometa Tempel.1. Questa cometa ha un nucleo allungato che misura 11x5x5 km (leggermente più piccolo della cometa di Halley), che ruota una volta sul proprio asse ogni 42 ore. Avvicinandosi al bersaglio, la stazione ha preso una rotta parallela ad esso. Dopo qualche tempo, l'apparato Impactor ("Drummer"), costituito principalmente da grandi blocchi di rame, si separò da esso. Mentre il dispositivo si avvicinava al nucleo della cometa, diverse piccole particelle si sono scontrate con esso, modificando leggermente la traiettoria dell'Udarnik. Utilizzando sensori configurati per cercare l'oggetto più luminoso, il dispositivo ha ripristinato la direzione di movimento desiderata e ha continuato verso il bersaglio previsto.
Il giorno dopo, il 4 luglio 2005, Impactor entrò in collisione con una cometa alla straordinaria velocità di 10,3 km/s (37.000 km/h). Allo stesso tempo, a causa dell'enorme temperatura che si è sviluppata durante l'impatto, si è verificata un'esplosione termica, trasformando il dispositivo nelle dimensioni di una casa lavatrice, del peso di 370 kg in una nuvola di polvere e gas. Per quanto riguarda la cometa, la sostanza del suo strato superficiale è stata espulsa dall'esplosione a grande altezza. Allo stesso tempo, si è verificato un lampo di luce, che ha sorpreso molto i ricercatori, poiché si è rivelato più luminoso del previsto. Il materiale espulso si è dissipato completamente solo dopo 12 ore. L'elaborazione dei dati ottenuti dall'osservazione di questa collisione ha mostrato che il materiale nello strato superiore della cometa è molto diverso da quello che ci si aspettava fosse trovato lì. Si credeva che il suo nucleo fosse un enorme blocco di ghiaccio con inclusioni di roccia, forse sotto forma di piccoli frammenti simili a macerie. In effetti, si è scoperto che il nucleo della cometa è costituito da materiale molto sciolto, che non assomiglia nemmeno a un mucchio di pietre, ma a un'enorme palla di polvere, i cui pori costituiscono l'80%.
Quando la sonda entrò in collisione con il nucleo della cometa, il materiale espulso si sollevò in una colonna stretta e alta. Questo è possibile solo con terreno molto sciolto e leggero. Se la sua materia fosse più densa, la dispersione delle emissioni sarebbe minore e più ampia, e se la cometa fosse pietrosa, allora la materia si disperderebbe sotto forma di un imbuto basso e largo. I risultati di questo spettacolare esperimento nello spazio hanno portato alla nascita di un nuovo modello per la struttura dei nuclei delle comete. In passato il nucleo era considerato contaminato globo di neve o una zolla di terra coperta di neve, ma ora è considerata come un corpo molto sciolto, di forma leggermente allungata (come una patata), costituito da polvere o polvere. Non è chiaro come una sostanza così “soffice” possa preservare crateri, colline e sporgenze superficiali taglienti, che sono chiaramente visibili nelle immagini del nucleo della cometa Tempel-1, ottenute sia dalla stessa stazione Deep Impact che dal veicolo d'impatto che lo ha separato da esso, che ha trasmesso le ultime immagini sono poco prima della collisione. Queste immagini dettagliate mostrano che la superficie non è liscia o ricoperta di polvere: ha forme molto distinte e nitide e assomiglia molto alla superficie della Luna, con molti crateri e piccole colline. Cercando di combinare i dati ottenuti in un'unica immagine, i ricercatori hanno ricordato il noto meteorite Tunguska.
Salvo su Giove
Nel 1994, la cometa Shoemaker-Levy 9 si avvicinò troppo a Giove e fu semplicemente divisa dal suo campo gravitazionale in 23 frammenti di dimensioni fino a 2 km. Questi frammenti, distesi in una sola linea, come un filo di perline o un treno, continuarono il loro volo attraverso Giove finché non si scontrarono con esso. L'impatto della cometa Shoemaker-Levy 9 su Giove è stato l'evento più insolito mai osservato nel sistema solare. Allungandosi per oltre 1,1 milioni di km (tre volte di più che dalla Terra alla Luna), la cometa “express” si stava rapidamente muovendo verso la sua stazione finale: Giove. Per un'intera settimana, dal 16 luglio al 22 luglio 1994, durò una specie di salva di mitragliatrice sul pianeta. Uno dopo l'altro si verificarono giganteschi brillamenti quando il successivo frammento della cometa entrò nell'atmosfera di Giove alla gigantesca velocità di 64 km/s (230mila km/h). Durante l'autunno, i disturbi nella struttura delle fasce di radiazione attorno al pianeta hanno raggiunto un livello tale che sopra Giove è apparsa un'aurora molto intensa. L'ampia fascia del pianeta dal 40° al 50° di latitudine sud si è rivelata punteggiata da formazioni arrotondate e luminose - tracce di vortici atmosferici sui luoghi in cui sono caduti i detriti. Nel potente guscio gassoso di Giove, costituito per il 90% da idrogeno, questi “imbuti” continuarono a ruotare a lungo, finché l'atmosfera non ripristinò gradualmente la sua normale circolazione sotto forma di una serie di cinture parallele all'equatore, e il pianeta assunse il consueto aspetto “striato”.
Oggetti di “distanza incommensurabile”
Le comete sono oggetti molto spettacolari, ma meno studiati nel sistema solare. Anche il fatto che si trovino lontano dalla Terra è diventato noto relativamente di recente. Gli antichi greci, ad esempio, credevano che questi oggetti celesti fossero fenomeni nell'atmosfera terrestre. Solo nel 1577 l'astronomo danese Tycho Brahe dimostrò che la distanza delle comete è maggiore di quella della Luna. Tuttavia, erano ancora considerati vagabondi alieni che invadono accidentalmente il sistema solare, lo attraversano e "vagano per sempre a distanze incommensurabili". Prima della scoperta della legge di gravitazione universale da parte di Newton, non esisteva alcuna spiegazione del motivo per cui le comete appaiono e scompaiono nel cielo terrestre. Halley dimostrò che si muovono lungo orbite ellittiche chiuse e allungate e ritornano ripetutamente verso il Sole. Non ce ne sono così tanti: nel corso dei secoli sono state registrate solo circa mille osservazioni. 172 sono di breve periodo, nel senso che volano vicino al Sole almeno una volta ogni 200 anni, ma la maggior parte delle comete effettua un passaggio ravvicinato ogni 3-9 anni. Il loro percorso attraverso il sistema solare è solitamente limitato all'orbita del pianeta più lontano, Plutone, cioè supera la distanza dalla Terra al Sole di non più di 40 volte. Tali comete sono state osservate dalla Terra molte volte. La maggior parte delle comete si muovono lungo orbite molto allungate che le portano ben oltre il sistema solare. Tali comete di lungo periodo vengono osservate solo una volta, dopo di che scompaiono dal campo visivo dei terrestri per diverse migliaia di anni. Le comete prendono il nome dal nome dello scopritore (cometa di Chernykh, cometa di Kopf) e se ce ne sono due o anche tre, vengono tutte elencate (cometa Hale-Bopp, cometa Churyumov-Gerasimenko). Quando una persona scopre più comete, viene aggiunto un numero dopo il nome (Comet Wild-1, Comet Wild-2).
Cosa è esploso sopra Tunguska?
Un tempo, una sorpresa scientifica furono i risultati dei calcoli della densità del meteorite Tunguska, effettuati 30 anni fa, nel 1975, da specialisti nel campo dell'aerodinamica e della balistica, l'accademico Georgy Ivanovich Petrov, il direttore fondatore dell'Istituto di ricerca spaziale e dottore in scienze fisiche e matematiche Vladimir Petrovich Stulov. Molti consideravano il valore ottenuto semplicemente irrealistico - dopotutto, dai calcoli di questi matematici ne seguì che un corpo celeste esplose sulla Siberia nel 1908, la cui densità era 100 volte inferiore a quella dell'acqua - non superò i 10 mg /cm3. Pertanto, il "meteorite" di Tunguska era 7 volte più sciolto della neve appena caduta. Il suo diametro, secondo i calcoli, raggiungeva i 300 M. Era impossibile immaginare che una palla così soffice potesse mantenere la sua integrità durante una lunga permanenza nello spazio e produrre un effetto così grandioso nell'atmosfera terrestre. Ha volato per diverse migliaia di chilometri, brillando intensamente, e poi è esploso, abbattendo una foresta su un'area di oltre 2.000 km 2 (questo è 2 volte il territorio di Mosca). I risultati di questi calcoli rimasero dubbi per molto tempo, fino a quando 97 anni dopo l'esplosione di Tunguska, si verificò un'altra esplosione cosmica che attirò altrettanto attenzione: la collisione di un blocco della stazione Deep Impact con il nucleo della cometa Tempel-1.
Cosa è successo quasi un secolo fa nella taiga siberiana?
Quando nella maggior parte dei paesi del mondo era già il 30 giugno 1908, e in Impero russo, che viveva secondo il calendario "vecchio stile" - solo il 17 giugno, il cielo sopra le distese della taiga siberiana ha tracciato una scia infuocata, che è stata osservata da diverse centinaia di persone in diverse città e villaggi a ovest del Lago Baikal. Nella zona del fiume Podkamennaya Tunguska erano le 7:15 del mattino quando un forte ruggito echeggiò su luoghi quasi deserti. Un vento caldo bruciò i volti degli Evenki, che pascolavano un branco di cervi a circa 30 km dal luogo dell'esplosione, e una forte onda d'urto fece cadere a terra larici giganti, come se fossero fili d'erba attraverso i quali un'enorme falce aveva attraversato passato. Anche a 70 chilometri di distanza, nel villaggio di Vanavara, più vicino al luogo dell'esplosione, sulle rive del Podkamennaya Tunguska, le case hanno tremato e i vetri delle finestre sono scoppiati. Successivamente furono registrate le storie di diverse centinaia di testimoni oculari. Molti di loro hanno definito il fenomeno che ha preceduto l'esplosione una “scopa infuocata” che volava nel cielo dalla direzione del Lago Baikal, cioè da est a ovest. Ripetute spedizioni nell'area dell'esplosione, effettuate dal 1927, non hanno trovato tracce di materiale meteoritico, ma hanno rivelato un'immagine interessante di una foresta caduta. Si è scoperto che gli alberi sradicati erano posizionati radialmente dal punto dell'esplosione sotto forma di due macchie ovali, che ricordano le ali di una farfalla gigante con un'apertura di 80 km. Questa immagine indicava che il corpo che esplodeva si muoveva ad angolo rispetto alla superficie terrestre e non cadeva su di essa verticalmente.
Se questa collisione fosse avvenuta 5-6 ore dopo, l'esplosione sarebbe avvenuta su una delle capitali del nord: San Pietroburgo, Helsinki, Stoccolma o Oslo. Tutte si trovano all'incirca alla stessa latitudine del luogo della caduta del meteorite nella taiga siberiana, quindi la rotazione quotidiana della Terra potrebbe portare una di queste città a trovarsi quel giorno sul percorso del corpo celeste. L'esplosione, che ha abbattuto un bosco su un'area di 40x80 km, se fosse avvenuta sopra la città, avrebbe colpito il centro, la periferia e le zone circostanti. Nel 1949 si concluse che il meteorite di Tunguska si trasformò completamente in gas durante la sua esplosione, poiché non era un meteorite nel senso classico, cioè pietra o ferro, ma era il nucleo di una piccola cometa e consisteva principalmente di ghiaccio misto con polvere. Uno studio della traiettoria di volo di questo corpo cosmico ha mostrato che si muoveva nella stessa orbita dello sciame meteoritico Beta Tauride, generato dalla disintegrazione della cometa Encke. Il meteorite di Tunguska era probabilmente un piccolo frammento della cometa Encke. Dopotutto, è noto che numerosi piccoli corpi cosmici - meteoriti e palle di fuoco - formano i cosiddetti sciami di meteoriti, che si muovono lungo orbite cometarie e appaiono nel cielo terrestre rigorosamente in un certo periodo dell'anno, quando il nostro pianeta interseca la loro traiettoria. Quando la cometa Encke fu scoperta nel 1786, era abbastanza luminosa, visibile ad occhio nudo. Ma ben presto si disintegrò e ora ha perso l’85% della sua massa originaria. Ora il diametro del suo nucleo è di circa due chilometri. È il più “agile” e si avvicina al Sole ogni 3,3 anni. Questa è la seconda cometa di cui è stata scoperta la periodicità. È possibile che il prossimo avvicinamento al Sole nel 2007 sarà quello finale della sua storia, poiché la sua piccolissima riserva di ghiaccio si esaurirà, smetterà di emettere una coda di gas e si trasformerà in un piccolo asteroide. Ovviamente, nel 1908, letteralmente davanti agli occhi della gente, ci fu una collisione con una cometa, anche se piuttosto piccola, e le vittime furono evitate solo perché, per fortuna, l'alieno celeste esplose su un'area deserta della taiga.
Falene spaziali
Un “fornitore di comete” del tutto inaspettato è stato il satellite SOHO, lanciato nel 1995, il cui nome significa “Osservatorio solare ed eliosferico”. SOHO fotografa regolarmente la regione attorno al Sole, dove le piccole comete diventano facilmente visibili. Nell'agosto 2005, il numero di comete rilevate nelle immagini SOHO ha raggiunto quota 1000. La maggior parte di esse sono di dimensioni microscopiche e difficili da osservare con i normali telescopi dalla Terra. Le prime comete nelle immagini di SOHO sono state identificate da specialisti della NASA e dell'Agenzia spaziale europea (SOHO è il loro progetto congiunto). Ma poi, dopo essere state pubblicate sul sito web del progetto SOHO, centinaia di immagini sono diventate disponibili al grande pubblico. Il primo giorno, un astronomo dilettante australiano ha scoperto due comete contemporaneamente. In seguito, decine di persone, senza uscire di casa, hanno iniziato a scoprire minuscole comete, cercandole sullo schermo del proprio computer. Tutti questi oggetti sono frammenti delle tre comete più luminose osservate nell'ultimo e nel secolo precedente, che si avvicinarono troppo al Sole e si disintegrarono sotto l'influenza del suo potente campo gravitazionale. Molte di queste “briciole” scompariranno, evaporando durante il prossimo passaggio ravvicinato del Sole. Tali eventi sono già stati osservati nelle fotografie ottenute dal satellite SOHO. Le piccole comete muoiono non solo a causa del Sole, ma anche per il contatto con l'atmosfera terrestre. Quando i satelliti artificiali presero la Terra sotto costante osservazione, si scoprì che esisteva un'intera classe di oggetti spaziali precedentemente sconosciuti che erano costantemente in contatto con il nostro pianeta. Piccole comete ghiacciate di dimensioni variabili da 1 a 20-30 m, entrando negli strati superiori e molto rarefatti dell'atmosfera, si trasformano in minuscole nuvole di vapore acqueo, distese in strisce strette come la scia di un aereo a reazione.
Getta l'ancora nel nucleo
Lo studio più impressionante promette di essere la missione dell'Agenzia spaziale europea sulla cometa Churyumov-Gerasimenko, scoperta nel 1969 dal dipendente dell'Università di Kiev Klim Ivanovich Churyumov e dalla studentessa laureata Svetlana Ivanovna Gerasimenko, conducendo osservazioni presso l'osservatorio dell'Istituto astrofisico V. Fesenkov sulle montagne vicino ad Almaty. Questa fase completamente nuova nello studio delle comete è iniziata nel 2004 con il lancio della stazione automatica Rosetta. Si prevede inoltre di ottenere informazioni su due asteroidi vicino ai quali passerà la traiettoria di volo. Finora le stazioni spaziali sono rimaste vicine alle comete per un periodo piuttosto breve. Le informazioni che hanno ricevuto possono essere paragonate a un'istantanea della vita di questo oggetto spaziale. Per creare un'immagine dettagliata, una sorta di film con una cometa nel ruolo del protagonista, è necessario starle vicino per un lungo periodo di tempo. Si prevede che la stazione Rosetta diventerà per la prima volta un satellite artificiale della cometa e si sposterà con essa per circa due anni, registrando informazioni su come, man mano che si avvicina al Sole, la superficie del nucleo cometario si riscalda, espellendo materia da cui sorgerà e crescerà una coda di gas e polvere.
Forse, anche nei loro sogni più sfrenati, gli scopritori della cometa non potevano immaginare che tra 35 anni una stazione spaziale sarebbe stata inviata sul “loro” oggetto. Ciò nonostante ciò accadde e nel marzo 2004 il professore dell'Università di Kiev Churyumov e ricercatore presso l'Istituto di Astrofisica dell'Accademia delle Scienze del Tagikistan Gerasimenko si ritrovarono in Sud America allo spazioporto di Kourou (Guiana francese) come ospiti d'onore al lancio della stazione Rosetta.
La navicella impiegherà circa 10 anni per raggiungere il punto d'incontro con la cometa. Durante questo periodo, la sua traiettoria cambierà più volte sotto l'influenza dell'influenza gravitazionale della Terra e di Marte. Prima, nel marzo 2005, Rosetta passerà vicino alla Terra, poi nel febbraio 2007 - vicino a Marte, nel novembre dello stesso anno e nel novembre 2009 - altre due volte vicino alla Terra. Dopo ciascuno di questi avvicinamenti, il percorso della stazione diventerà diverso, deviando proprio nella direzione precalcolata che dovrebbe portarla all’incontro con la cometa nel maggio 2014. La stazione si avvicinerà ad esso lontano dal Sole, in una regione fredda dove la cometa non ha ancora la coda. Poi accadrà l'evento più insolito dell'intero volo: il piccolo lander Philae si separerà dalla stazione e atterrerà per la prima volta su un nucleo di cometa. Questo modulo prende il nome dall'isola di Philae sulla prima cataratta del Nilo, dove nel 1815 fu scoperto un obelisco di granito rosso con un'iscrizione in due lingue - greco ed egiziano antico - che, come la Stele di Rosetta, contribuì a decifrare la scrittura simbolica. Il processo di atterraggio su una cometa sarà più simile all'attracco di un veicolo spaziale, piuttosto che a un atterraggio. La velocità del modulo di atterraggio diminuirà a 0,7 m/s (2,5 km/h), che è inferiore alla velocità di un pedone e per gli standard cosmici è del tutto insignificante. Dopotutto, la forza di gravità su un nucleo cometario, il cui diametro è di 5 km, è molto piccola e il dispositivo può semplicemente rimbalzare dalla superficie nello spazio se si muove troppo velocemente. Dopo il contatto con la cometa, il lander deve essere agganciato con un'"ancora terrestre" simile ad un arpione. In futuro, l'“ancora” la manterrà sulla cometa quando questa inizierà a perforare la sua superficie con una piattaforma di perforazione in miniatura. Il campione risultante della sostanza verrà analizzato da un mini-laboratorio situato all'interno di Philae. Una telecamera installata all'esterno mostrerà il paesaggio del nucleo cometario e cosa succede su di esso quando i getti di gas vengono espulsi dalle profondità. Struttura interna il nucleo verrà “esaminato” utilizzando onde radio e sonore. COSÌ informazioni dettagliate lo farà per la prima volta e spiegherà come è strutturato il nucleo cometario e in cosa consiste. Questa insolita formazione può essere considerata una sostanza antica, materiale “conservato” dai tempi della formazione del sistema solare, come si presume ora, o le comete sono qualcos'altro che non solo la scienza, ma anche l'immaginazione non è riuscita a raggiungere?
> > Vilda
81P/Vilda– cometa del Sistema Solare tra Marte e Giove: descrizione e caratteristiche con foto, forma appiattita, ricerca, scoperta e nome.
81Р/Vilda è una piccola cometa dalla forma appiattita. Parametri: 1,65 x 2 x 2,75 km. Ci vogliono 6,5 anni per completare un volo orbitale. L’ultima volta che si è rivolta a noi è stato nel 2016.
Ruota tra Marte e Giove, ma questo non è il percorso orbitale originale. In precedenza, il punto era tra Urano e Giove. Ma nel 1974 Giove influenzò la gravità e il suo percorso si spostò più vicino a noi.
È classificata come una “nuova” cometa e non si è mai avvicinata al Sole prima. Pertanto, lo spostamento ci consente di tracciare l'aspetto degli antichi oggetti del sistema. Qui sotto potete vedere una foto della cometa 81P/Wilda.
UN immagine simulata di una cometa
La NASA ha utilizzato la cometa nel 2004 nella missione Stardust per raccogliere particelle di polvere oltre i confini lunari. I campioni sono stati collocati in un collettore di aerogel mentre il veicolo volava a 236 km dalla cometa. Sono stati portati sulla Terra nel 2006 a bordo di una capsula. L'analisi ha evidenziato la presenza di glicina – fondamentale elemento costitutivo per la vita.
Scoperta della cometa 81P/Wilda
Nome della cometa 81P/Wilda
Secondo la tradizione, le comete prendono il nome dai loro scopritori. La lettera "P" indica la sua natura periodica. Tali oggetti trascorrono meno di 200 anni su un percorso orbitale.
Le particelle di materia cometaria con un diametro di centesimi di millimetro si sono rivelate lontane dalla composizione cometaria. Questi minuscoli granelli di polvere superavano tutti gli argomenti precedenti a favore delle teorie generalmente accettate sulla formazione delle comete e allo stesso tempo raccontavano molte cose sorprendenti sull'infanzia del sistema solare.
Un team di ricercatori provenienti da diverse istituzioni, guidato dalla fisica Hope Ishii del Lawrence Livermore National Laboratory, ha eseguito un'analisi dettagliata delle particelle cometarie trasportate da Stardust sulla Terra. Ciò che è stato scoperto ha costretto gli scienziati a riflettere: sorpresa dopo sorpresa, e tutte le teorie sull'evoluzione delle comete, a quanto pare, necessitano di essere riviste.
La cometa Wild 2, larga cinque chilometri, nell'immagine della sonda Stardust e la topografia di questo corpo celeste (foto NASA).
Ma prima è necessario spendere qualche parola sulla storia della missione e sui suoi precedenti risultati scientifici.
Ricordiamo che la navicella spaziale Stardust ha raccolto materiale dalla cometa Wild 2 all'inizio del 2004. Un paio di anni dopo, una capsula con campioni di polvere di cometa tornò sulla Terra. Dopo aver aperto il contenitore con , gli scienziati si sono convinti che il dispositivo avesse compiuto perfettamente la sua missione.
Già i primi risultati dell'analisi di questo materiale cometario hanno sorpreso molto gli specialisti. La composizione dei minerali indicava la nascita di una cometa nel fuoco, vicino al Sole, ad una temperatura di migliaia di gradi Celsius, e non nelle regioni fredde e lontane del nostro sistema, come si credeva in precedenza.
Wild 2 con Giove e il Sole sullo sfondo. Il periodo orbitale di questa cometa è poco meno di sei anni e mezzo (illustrazione della NASA).
E questa non è stata la prima sorpresa di Wild 2. In precedenza, l'apparizione di questo corpo celeste era una sorpresa: Stardust ha filmato la cometa da distanza ravvicinata. Così furono scoperte gole, pozzi, montagne tavolate e guglie aguzze alte fino a 100 metri con pareti verticali.
Inoltre, su Wild 2 sono stati trovati idrocarburi complessi, sollevando nuovamente la questione dell'origine extraterrestre della vita.
E adesso? Si è scoperto che Wild 2, sebbene abbia un'orbita caratteristica delle comete, è molto più simile nella composizione a un asteroide. Ma sembra solo così.
Si è scoperto che una delle minuscole particelle della cometa intrappolate in un aerogel aveva la forma di un cuore, cosa che le ha portato "fama" fuori dal laboratorio (foto della NASA).
L'analisi chimica dei campioni di Stardust ha mostrato che i granelli di polvere raccolti somigliavano alla composizione di oggetti del sistema solare interno, come spiega Ishii, si tratta di materiali "provenienti dalla cintura degli asteroidi", invece di materiali antichi che si prevedeva fossero congelati nel profondo del pianeta Kuiper. cintura. Inoltre, due punti contemporaneamente causano sorpresa. "La prima sorpresa è che abbiamo trovato materiali provenienti dal Sistema Solare interno, la seconda è che non abbiamo trovato materiali provenienti dal Sistema Solare esterno", afferma il ricercatore.
In un certo senso, questo è un sollievo per quegli scienziati che lo avevano previsto (e dimostrato con modelli computerizzati). fase iniziale Durante la formazione del Sistema Solare, il materiale subì una rapida miscelazione e dispersione in ampiezza e distanza. Tale comportamento instabile (la colpa è dei disturbi gravitazionali dei giovani pianeti?) e turbolento del materiale che ha formato il sistema ha da tempo sollevato dubbi e domande tra i teorici.
Ma cosa possiamo dire delle comete! Anche i pianeti del nostro sistema (al tempo della sua giovinezza) spesso si muovevano, si scontravano e si scambiavano orbite.
Hope Ishii esamina al microscopio la traccia lasciata da un granello di polvere cometaria in un aerogel (foto Reuters).
Ma cosa? Wild 2, a quanto pare, non è affatto una cometa?
Lo scienziato capo del progetto Stardust, Donald Brownlee dell'Università di Washington, afferma: questa è senza dubbio una cometa. E chiarisce: “Wild 2 proviene ancora dal sistema solare esterno, nonostante la sua strana composizione”. Lo scopo centrale della missione era proprio quello di "prendere la coda" di una tipica cometa. E qui gli scienziati, secondo Brownlee, non si sbagliavano.
"Se Wild 2 fosse sempre vissuto nel sistema solare interno, ormai avrebbe perso così tanta polvere e ghiaccio che non ne sarebbe rimasto nulla", aggiunge Donald.
Qui è necessario chiarire che questa cometa è stata scoperta dall'astronomo svizzero Paul Wild nel 1978. Inoltre, Wild riteneva che per gran parte della vita del Sistema Solare questa cometa avesse un'orbita circolare situata a grande distanza dalla nostra stella (il suo periodo orbitale era di 40 anni). Ma nel 1974 passò vicino a Giove, che “lanciò” la cometa verso il Sole.
Ora corre lungo un'orbita molto allungata, avvicinandosi alla stella diurna più vicino dell'orbita di Marte e allontanandosi un po' più lontano dell'orbita di Giove.
Brownlee e un modello della navicella spaziale Stardust (foto NASA).
Ishii e i suoi colleghi, che hanno pubblicato un nuovo studio sull'incredibile Wild 2 su Science, lo descrivono come un corpo intermedio tra le comete e gli asteroidi. Inoltre, se immaginiamo una certa scala, a un'estremità della quale ci sarà un tipico asteroide e, dall'altra, una tipica cometa, Wild 2, secondo Hope, si troverà più vicino al bordo dell'asteroide di questa linea.
Lo studio della maggior parte delle comete è di natura occasionale. Questo non è strano: sono disponibili per l'osservazione per un periodo limitato. Non è necessario parlare di sonde - in scenario migliore accompagnano la cometa per qualche tempo e poi la lasciano con un bagaglio di dati scientifici. Pertanto, tra i suoi "" spicca la cometa 81P/Wilda (o Wilda-2) - grazie alle particelle catturate dalla coda della cometa, il suo studio continua ancora oggi.
La cometa Wild-2 è diventata la prima cometa al mondo, la cui sostanza è stata consegnata a - e uno dei pochi corpi cosmici i cui scienziati materialisti sono stati in grado di studiare con le proprie mani. Il trofeo catturato dall'apparato Stardust era multiforme: oltre alla polvere della coda di Wild-2, la sonda ha trasmesso 72 fotografie della sua superficie dalla cometa. Grazie a ciò, gli astronomi hanno ricevuto un'immagine tridimensionale delle caratteristiche della cometa, vale a dire:
La sonda Stardust insegue la cometa Wild-2 (rappresentazione artistica)
- La parte polverosa e non ghiacciata di Comet Wild 2 è costituita principalmente da minerali contenenti silicio. Tra questi ci sono l'olivina, un componente di molte sabbie di grado S e verdi nelle isole Hawaii, nonché piccoli granelli di vetro. Lo strato superficiale della cometa Wild-2, che è molto più resistente della crosta di altre comete, merita un'attenzione particolare. Oltre all'acqua e alla roccia, è ricoperto da monossido di carbonio solidificato, noto anche come monossido di carbonio.
- Vilda-2 non è sempre stata una cometa di breve periodo: ha iniziato ad avvicinarsi, e spesso, solo nel 1974, quando è stata scoperta. Il gigante l'ha attirata nella sua famiglia: dopo aver superato solo 1 milione di chilometri dalla sua superficie, la cometa Wild-2 si è trovata in una trappola gravitazionale. Il suo periodo di rivoluzione attorno al Sole è diminuito da 40 anni a 6,2 anni. E l'afelio, il punto di massima distanza dal Sole, si avvicinava al luminare da 1,8 miliardi a 795 milioni di chilometri.
Grazie ad un cambio “forzato” di orbita, la cometa Wild-2 ha attirato l'attenzione degli astronomi. Ma Giove cambia spesso le orbite delle comete: perché Vilda-2 è diventata così importante?
Il punto è che prima dell'intervento di Giove, l'orbita della cometa si trovava tra esso e. A quel tempo, Vilda-2 somigliava più a un asteroide che a una cometa, poiché non si avvicinava al Sole abbastanza da iniziare a degassare e formare una coda. Di conseguenza, la sua superficie è rimasta nella sua forma originale - lo stesso erano le altre comete quando nacquero insieme 4,5 miliardi di anni fa. E poiché Vilda-2 non ha avuto il tempo di decomporsi in 30 anni, la sua composizione e aspetto hanno letteralmente un valore archeologico per gli astronomi.
Storia dello studio della cometa Wild-2
Fase primaria
La cometa fu scoperta dal famoso astronomo svizzero Paul Wild nel 1978: riuscì a catturarla durante il primo ciclo in una nuova orbita attorno al Sole. Wild ha contribuito molto all'astronomia moderna: ha scoperto 94 asteroidi, 4 comete e 41 supernovae. Nel suo lavoro ha utilizzato i sistemi di Schmidt. In esso, l'elemento fotosensibile si trova al centro tra le lenti e lo specchio: questo espande l'angolo di visione del telescopio, rendendolo uno strumento ideale per l'astrografia.
Il britannico Brian Marsden ha continuato il suo studio: le fotografie di Wild gli hanno permesso di calcolare l'orbita della cometa appena scoperta. La cometa Wild 2 viene osservata ogni anno dal 1983. La sua luminosità massima nel cielo stellato della Terra ha raggiunto la magnitudine +9: è al di sotto della soglia di percezione dell'occhio umano, ma abbastanza per un telescopio amatoriale.
Sonda per polvere di stelle
Ma l’evento principale nello studio della cometa Wilda-2 è stata la visita della navicella spaziale Stardust il 20 gennaio 2004. Il nome della sonda in inglese significa "polvere di stelle", che riflette perfettamente l'essenza della missione: Stardust avrebbe dovuto catturare la più piccola coda luminosa di una cometa e poi riportarla a casa sulla Terra. Tuttavia, l'intera coda lunga (fino a diversi milioni di chilometri) della cometa occupa solo un milionesimo della sua massa. Come è riuscita allora la sonda a catturare queste minuscole particelle?
Gli scienziati hanno fatto affidamento sulle trappole di aerogel. Questo materiale è incredibilmente leggero e sciolto, uno metro cubo pesa solo 1 chilogrammo (per confronto, 1 m 3 della schiuma più ariosa pesa 40 chilogrammi). Inoltre, l'aerogel è resistente al calore, un candidato ideale per lavorare in spazi senz'aria. Le proprietà della sostanza hanno permesso di catturare le particelle di polvere dalla coda della cometa in condizioni ideali: sarebbero rimaste intrappolate nel gel senza surriscaldarsi o collassare. Anche le sostanze organiche potrebbero essere catturate in questo modo.
Nel 2006, i campioni catturati furono riportati con successo sulla Terra. Pertanto, Stardust ha volato per una distanza record per una sonda di ritorno: 4,5 miliardi di chilometri. Oltre alla missione principale, la sonda ha completato anche missioni secondarie. Così, nel 2002, si avvicinò a un piccolo asteroide e nel 2011 a una cometa "sparata".
Scoperte fatte sulla cometa Wild-2
La prima cosa che gli astronomi scoprirono fu la superficie della cometa. Nel processo di cattura delle particelle della coda, Stardust è arrivata a 240 chilometri da Comet Wild 2, più vicino di quanto sia mai stata realizzata qualsiasi mappa della Terra.
Poiché la cometa Wild-2 ha iniziato solo di recente l’attività cometaria, gli scienziati si aspettavano di vedere il suo aspetto incontaminato, non levigato da centinaia di anni di degassamento vicino al Sole. Tuttavia, nessuno si aspettava di vedere un terreno così complesso: la cometa aveva grandi massi, rocce alte, crateri dovuti all'impatto di meteoriti e molti buchi rotondi profondi! C'erano anche formazioni piuttosto esotiche, simili a crateri, il cui fondo era punteggiato da stalagmiti ghiacciate lunghe decine di metri.
Un'altra sorpresa è stata il meccanismo di distribuzione delle microparticelle nella coda della cometa. Sulla base di osservazioni remote, gli scienziati si aspettavano un flusso di polvere più o meno uniforme. Ma durante l'avvicinamento, Stardust è stata colpita più volte da interi sciami di frammenti del nucleo della cometa - e tra loro c'era pace e tranquillità.
Tuttavia, la vera scoperta è stata la presenza nella cometa di tali silicati e composti metallici che possono formarsi solo in presenza di alte temperature- da 50 a 90 gradi Celsius. Poiché la cometa è costituita principalmente da ghiaccio, ciò significa che un tempo era liquida. Ciò non rientra del tutto nel concetto moderno di dispersione delle comete.
