Телескоп «Хаббл» рассмотрел внутреннюю кому кометы Виртанена

Солнечная система > Система Нептун > Планета Нептун > Орбита Нептуна

Сравнение орбиты Нептуна и Плутона

Орбита Нептуна – вращение восьмой планеты вокруг Солнца: радиус, большая полуось в Солнечной системе с фото, длительность года, скорость, резонанс с Плутоном.

Мы привыкли, что год на Земле длится 365.25 дней. За это время планета выполняет орбитальный проход и переживает смену сезонов. На это влияет длительность пути, удаленность от звезды и наклон оси. Но если речь идет о других мирах, то там все отличается.

Нептун расположен восьмым по расстоянию от Солнца, поэтому ему приходится пройти большую дистанцию при маленьком ускорении. В итоге его год достигает практически 165 лет!

Примечания

1. База данных JPL НАСА по малым телам Солнечной системы (46P/Wirtanen) (англ.)
2. First Results from TESS Observations of Comet 46P/Wirtanen
3. Самые яркие известные кометы ближайших лет (неопр.)
   (недоступная ссылка). Дата обращения 2 октября 2020. Архивировано 11 февраля 2020 года.
4. Комета 46P/Виртанен — изумруд года на северном небе (2018)
5. Телескоп «Хаббл» рассмотрел внутреннюю кому кометы Виртанена
6. Обсерватория Аресибо выполнила радарную съёмку кометы Виртанена

Орбитальный резонанс Нептуна

Из-за своей позиции планета гравитационно воздействует на тела в поясе Койпера. Этот участок напоминает астероидный пояс между Марсом и Юпитером, но наполнен небольшими ледяными объектами.

Это влияние привело к тому, что в поясе появились пустоты, где объекты поддерживают с Нептуном резонансы 1:2, 2:3 или 3:4. Есть также больше 200 тел, пребывающих в соотношении 2:3.

С Плутоном у Нептуна установлен резонанс 2:3. Карликовая планета вмешивается в орбитальный путь, но им не суждено столкнуться. Иногда гравитация Нептуна также выталкивает ледяные объекты с пояса, направляя их в сторону внутренней системы. Именно так мы получаем некоторые кометы с длительными орбитальными периодами.

Есть мнение, что Тритон (крупнейшая луна Нептуна) ранее был объектом из пояса Койпера. На это намекает ретроградное движение. Есть и троянские объекты в точках L4 и L5 (1:1).

Исследование кометы Виртанена учеными

Астрономы получат возможность исследовать ее при помощи оптической и радиолокационной аппаратуры. Большой интерес для исследований представляет исходящий от нее газа, получающийся в результате реакции метана и углерода, содержащегося в огромном количестве на ее поверхности. Для наблюдения будут задействованы три телескопа NASA, в том числе и знаменитый «Хаббл».

Наблюдение за кометой Виртанена поможет раскрыть вопросы касающиеся и образование Солнечной системы. Как появилась сама комета до сих пор не известно. Предполагается, что ранее она была частью облака Оорта, и образовалась после того, как откололась от какого-то крупного объекта.

Зато это позволит наблюдать ее невооруженным глазом. Внимательно посмотрев на небосвод в течение 10 минут можно будет даже понаблюдать за ее смещением относительно первоначального расположения. Телескоп же еще больше усилит эффект. Для наблюдения за ней рядовому жителю Земли, потребуются специальные условия.

Комета, к которой не полетела Rosetta

Когда Европейское космическое агентство (ESA) выбирало комету для детальных исследований с помощью межпланетного аппарата, в качестве возможных кандидатов рассматривались исключительно объекты, относящиеся к семейству Юпитера, то есть имеющие периоды обращения менее 10 лет и удаляющиеся от Солнца не больше чем на 6 астрономических единиц (900 млн км).Кроме того, орбита исследуемой кометы должна была быть максимально близкой к плоскости эклиптики. Только при таких орбитальных характеристиках существующие технологии позволяют автоматическому посланцу Земли сблизится с ней и уравнять скорость движения, чтобы потом длительное время исследовать кометное ядро или даже совершить на него посадку.

А дальше вступали в действия обычные соображения небесной механики — объект исследований должен был в нужное время располагаться в такой точке своей орбиты, чтобы космический аппарат, запущенный в определенный момент, с минимальными затратами топлива и всеми доступными гравитационными маневрами смог в то же самое время оказаться в близкой к нему области пространства. Как известно, зонд Rosetta стартовал 2 марта 2004 г. и отправился к комете Чурюмова-Герасименко (67P/Churyumov-Gerasimenko). Однако на самом деле она значилась в списке «вторичных» целей и была выбрана из-за того, что запуск аппарата состоялся с задержкой. Исходной же целью миссии являлась комета Виртанена (46P/Wirtanen).

Американский астроном Карл Виртанен больше известен своими открытиями астероидов (хотя большую часть своей научной карьеры он занимался наблюдениями далеких галактик). Один из них — 2044 Wirt — даже назвали его обсерваторским «псевдонимом», несмотря на то, что это не совсем соответствует принципам номенклатуры, утвержденным Международным астрономическим союзом. Свою самую известную комету ученый открыл 17 января 1948 г., когда на фотопластинке, отснятой на полуметровом астрографе Карнеги (Ликская обсерватория, Калифорния, США), заметил слабое продолговатое пятнышко.[1] Вытянутость свидетельствовала о том, что сфотографированный объект за время экспозиции сдвинулся на фоне далеких звезд, а значит, он должен принадлежать Солнечной системе. Позже у него удалось заметить кому и даже небольшой хвост. Новооткрытая комета имела блеск порядка 16-й звездной величины и довольно быстро слабела, удаляясь от Солнца и Земли.

Несмотря на ограниченное число точных позиционных наблюдений, орбиту нового небесного тела смогли вычислить с весьма неплохой точностью, что позволило самому Виртанену успешно переоткрыть его уже при следующем возвращении к Солнцу (это случилось 8 сентября 1954 г.). С тех пор эта комета наблюдалась во всех появлениях, кроме особо неблагоприятного в 1980 г.

Эволюция орбитальных элементов кометы Виртанена весьма интересна и определяется достаточно частыми сближениями с Юпитером, мощная гравитация которого существенно «корректирует» ее орбиту. Первое такое сближение (с момента открытия) состоялось в апреле 1972 г., когда 46P/Wirtanen прошла в 0,276 а.е. от газового гиганта. В результате ее период обращения уменьшился с 6,65 до 5,87 лет, а перигелий — с 1,6 до 1,26 а.е. Еще один подобный «гравитационный маневр» комета совершила 26 февраля 1984 г. (тогда минимальное расстояние между ней и Юпитером достигло 0,467 а.е.). После него траектория этого небесного тела приобрела вид, близкий к современному — с перигелием 1,085 а.е., то есть уже сравнительно недалеко от земной орбиты. Однако сближаться с нашей планетой «хвостатая звезда» не спешила. Ее наиболее удачным появлением в XX веке стало возвращение 1991 года, когда в сентябре она «разминулась» с Землей на довольно солидном расстоянии в 1,35 а.е.[2] Тем не менее, ее максимальный видимый блеск в это время превысил 10-ю величину.

Еще более интересным оказалось возвращение 46P/Wirtanen в начале 2008 г., когда она прошла перигелий 2 февраля, а двумя неделями позже пролетела в 0,92 а.е. от нашей планеты. На протяжении почти всего периода наблюдений блеск кометы был на 2-3 звездных величины выше предсказанного. Похоже на то, что, получив возможность регулярно подходить достаточно близко к Солнцу, кометное ядро «пробудилось» и начало активнее выделять летучие компоненты, ответственные за формирование комы и хвоста. Если первоначально его размер оценивался в 1,2 км, то сейчас астрономы склонны пересмотреть эту оценку в сторону увеличения.

Но настоящим подарком для наблюдателей станет появление кометы Виртанена в текущем году. В этот раз она пройдет перигелий 12 декабря, а через 4 дня сблизится с Землей до 0,0774 а.е. (11,6 млн км), что всего в 30 раз больше среднего радиуса лунной орбиты. Ожидается, что ее видимый блеск в это время превысит 4-ю величину, и она станет самой яркой «хвостатой звездой», появившейся на ночном небе за последние 5 лет.

3 ноября 2020 г., двигаясь по южному созвездию Печи, 46P/Wirtanen прошла точку минимального склонения (около -33°). Для наблюдателей на широте Киева она при этом не поднималась более чем на 7° над горизонтом, а ее интегральная яркость составила порядка 8m. Далее условия ее видимости начали быстро улучшатся. 27 ноября комета перешла в созвездие Кита, и к этому дню ее блеск возрос примерно до 6-й величины, то есть на темном незасвеченном небе ее можно попытаться увидеть невооруженным глазом. С 4 по 9 декабря «хвостатая гостья» (у которой к тому времени уже, скорее всего, действительно появится заметный хвост) будет находиться в созвездии Эридана, в ночь с 6 на 7 декабря она пройдет всего в 10′ от его звезды η. Потом комета снова ненадолго вернется в созвездие Кита, где пересечет небесный экватор, переместившись в северное полушарие небесной сферы.

12 декабря комета Виртанена пересечет условную границу созвездия Тельца, а в ночь на 13 декабря окажется в перигелии — на расстоянии 1,055 а.е. (158 млн км) от Солнца. Еще через три дня, как уже было сказано, она сблизится с нашей планетой до минимального расстояния и пройдет восходящий узел своей орбиты. В это время комета будет находиться на небе в 3° юго-восточнее Плеяд — второго по яркости рассеянного звездного скопления небесной сферы. Ее скорость относительно звезд достигнет максимума (почти 11′ в час), а интегральный блеск может превысить 4-ю величину. После этого она начнет удаляться от Солнца и Земли, снижая свою яркость и видимый размер, с 18 по 20 декабря «навестит» юго-восточную часть Персея, а на следующий день перейдет в созвездие Возничего и станет незаходящим объектом для широты Киева.

Вечером 23 декабря 46P/Wirtanen пройдет менее чем в градусе от Капеллы — третьей по яркости звезды северного полушария небесной сферы. Новый 2019-й год комета встретит в созвездии Рыси. К этому времени она удалится от Земли на 18 млн км, а ее блеск снизится примерно до 5-й величины. После 12 января ее можно будет наблюдать в созвездии Большой Медведицы. Небольшим любительским телескопам она останется доступной до конца февраля.[3]

К сожалению, этот визит кометы Виртанена станет ее последним при жизни нашего и многих следующих поколений тесным сближением с Землей. В ноябре 2042 г. она пройдет в 0,56 а.е. от Юпитера и снова сильно изменит свою орбиту — ее период обращения вырастет до 5,78 лет, а перигелий будет располагаться в 1,22 а.е. от Солнца, то есть даже максимально приблизившись к светилу, она не сможет «подобраться» к нашей планете ближе чем на 30 млн км. Но на этом ее эпопея не закончится: 19 ноября 2054 г. комета снова посетит окрестности «царя планет», на этот раз пролетев от него всего в 0,117 а.е. В результате ее перигелийное расстояние вырастет почти до 2 а.е. Тем не менее, она все равно останется довольно удобной целью для космических аппаратов, и не исключено, что однажды мы все же увидим снимки ее ядра с близкого расстояния. Несмотря на то, что в 2012 г. NASA отказалась от организации миссии Comet Hopper, предусматривавшей детальные исследования этого небесного тела, в пользу марсианского зонда InSight, 46P/Wirtanen постоянно находится в списках потенциальных целей различных космических агентств.

Теоретически все кометы, орбиты которых проходят недалеко от земной, должны иметь «собственные» метеорные потоки, состоящие из пылевых частиц, выброшенных кометными ядрами. Согласно расчетам, поток, связанный с 46P/Wirtanen, имеет радиант в созвездии Рыб и активен с 10 по 14 декабря (что почти совпадает с максимумом мощнейшего ежегодного метеорного роя земного неба — Геминид). Отдельные сообщения о регистрации таких метеоров в указанный период действительно поступали, однако для их уверенной идентификации необходимы более тщательные наблюдения.

[1] Всего за время своей работы на Ликской обсерватории Виртанен обнаружил пять комет.

[2] В ноябре 1967 г. комета подошла к Земле вдвое ближе (до 0,657 а.е.), однако ее интегральная яркость в то время не превысила 13m.

[3] Любители астрономии могут принять участие в международной кампании по наблюдениям кометы Виртанена, организуемой Университетом штата Мэриленд, посетив сайт wirtanen.astro.umd.edu
Поделиться