Kodėl kometos turi uodegas?
Trumpas atsakymas: Kometos uodegas išaugina, kai Saulė įkaitina jų ledinį branduolį ir dalį ledo paverčia dujomis. Saulės šviesa ir saulės vėjas nustumia tas dujas ir dulkes, suformuodami ryškias uodegas, nukreiptas tolyn nuo Saulės.
Kas iš tikrųjų vyksta?
Kometa yra mažas ledinis kūnas, skriejantis aplink Saulę. Kai ji priartėja prie Saulės, jos paviršiaus ledas sušyla ir tiesiogiai virsta dujomis. Tos dujos nuneša dulkes ir aplink branduolį sudaro miglotą debesį, vadinamą koma.
Įkrautos Saulės dalelės (saulės vėjas) stumia jonizuotas dujas į tiesią, dažnai mėlyną, jonų uodegą. Saulės šviesa taip pat stumia dulkių daleles, sukurdama platesnę, dažniausiai išlenktą, dulkių uodegą. Kadangi stūma kyla iš Saulės, abi uodegos yra nukreiptos nuo jos, o ne visada už kometos.
Uodegos gali nusidriekti milijonus kilometrų ir švytėti, nes jonizuotos jos išsklaido saulės šviesą arba skleidžia šviesą.
Kaip tai veikia moksliškai
Įvardyti dėsniai / principai: sublimacija, radiacijos slėgis ir Saulės vėjas.
Kai kometa artėja prie Saulės, šiluma sukelia sublimaciją: kietas ledas tiesiogiai virsta dujomis. Išsiveržiančios dujos nutempia dulkių daleles nuo branduolio ir sudaro komą. Saulės ultravioletinė šviesa gali atmušti elektronus nuo tų dujų molekulių, paversdama jas jonais.
Saulės vėjas, įkrautų dalelių srautas iš Saulės, tada nubloškia šiuos jonus į siaurą, dažnai mėlyną, jonų uodegą. Tuo tarpu saulės šviesa daro radiacijos slėgį dulkėms; didesni dulkių grūdeliai palieka išlenktą, platesnę dulkių uodegą, kuri seka kometos orbitos trajektoriją. Skirtingos jėgos ir dalelių dydžiai paaiškina, kodėl kometos dažnai turi dvi skirtingas uodegas ir kodėl uodegos nukreiptos nuo Saulės.
Kaip mes tai žinome: Teleskopai matuoja uodegų šviesą ir spektrus, rodydami dujas ir jonus. Erdvėlaiviai skrido šalia kometų ir tiesiogiai ėmė dujų bei dulkių mėginius, patvirtindami šiuos procesus .
Kur tai pastebėsi
- Halley kometa: garsi periodinė kometa su ryškia uodega, matoma iš Žemės.
- Hale-Bopp kometa: 1997 m. iš jos išlindo įspūdingos dulkių ir dujų uodegos.
- NEOWISE kometa: ryški dulkių uodega, kurią 2020 m. galėjo matyti daugelis žmonių.
- 67P/Čiuriumovo-Gerasimenkos kometa: ją aplankė erdvėlaivis, tyręs jos komą ir uodegas .
Eksperimentas
Popierinė kometa ir vėduoklė
Sauga: Laikykite pirštus atokiau nuo ventiliatoriaus menčių ir naudokite suaugusiųjų priežiūrą.
Priemonės
- mažas aliuminio folijos
- vatos arba servetėlės kamuoliukas
- virvelė
- vėduoklė
- žibintuvėlis
Žingsniai
- Apvyniokite folijos kamuoliuką vata arba servetėle, kad susidarytų „branduolys“, ir suriškite trumpą virvelę, kad jį pakabintumėte.
- Pakabinkite kometos modelį taip, kad jis galėtų laisvai judėti priešais ventiliatorių.
- Įjunkite ventiliatorių, kad jis pavaizduotų saulės vėją, ir nukreipkite žibintuvėlį iš vienos pusės, kad jis pavaizduotų Saulę.
- Stebėkite, kaip vata skrieja nuo ventiliatoriaus ir sudaro uodegą, nukreiptą tolyn nuo ventiliatoriaus (Saulės). Ką tai rodo: Nuolatinis dalelių srautas (vėduoklė) stumia medžiagą tolyn nuo branduolio ir sudaro uodegą, nukreiptą tolyn nuo šaltinio.
Naudingi terminai
- Sublimacija: kai kieta medžiaga (pvz., ledas) tiesiogiai virsta dujomis, netapdama skysčiu.
- Saulės vėjas: iš Saulės tekanti įkrautų dalelių (daugiausia elektronų ir protonų) srovė.
- Spinduliuotės slėgis: nedidelis saulės šviesos stūmimas dulkėms ir mažiems objektams.
- Jonų uodega: kometos uodegos dalis, sudaryta iš jonizuotų dujų, kurią tiesiai išstumia saulės vėjas.
Vaikai klausia
Ar kometų uodegos visada slenka už kometos?
Ne. Uodegos nukreiptos nuo Saulės, nes saulės šviesa ir saulės vėjas stumia dujas ir dulkes į išorę.
Kodėl uodegos kartais atrodo mėlynos arba baltos?
Jonų uodegos gali atrodyti mėlynos, nes švytintys jonai skleidžia mėlyną šviesą; dulkių uodegos atrodo baltos arba geltonos, nes atspindi saulės šviesą.
Ar kometos uodega gali atsitrenkti į Žemę?
Uodega yra labai išsklaidyta (plona), todėl paprastai ji nepadaro žalos; kartais Žemė prasiskverbia pro likusias dulkes ir mes matome meteorų lietų.
Ar visos kometos turi uodegas?
Daugumai kometų uodegos išauga, kai jos priartėja pakankamai arti Saulės, kad jų ledas galėtų sublimuotis.