Preskočiť na obsah Preskočiť na pätu (NCP VaT)
VEDA NA DOSAH – váš zdroj informácií o slovenskej vede

Kométy sú známe vďaka svojim chvostom. Niektoré dosahujú ohromujúcu dĺžku

Ján Svoreň

Dlhé chvosty komét sú však zriedkavé. Ich viditeľnosť zhoršuje všadeprítomné svetelné znečistenie, preto sú vzdialené časti neviditeľné.

Kométa C/1995 Y1 Hyakutake s najdlhším plazmovým chvostom v modernej ére. Foto: NASA – R. Scott a J. Orman.

Kométa C/1995 Y1 Hyakutake s najdlhším plazmovým chvostom v modernej ére. Foto: NASA – R. Scott a J. Orman.

Prečítajte si viac o vedcovi

Chvost dlhoperiodickej kométy C/2021 A1 Leonard spôsobil na jar roku 2022 astronómom na južnej pologuli „problémy“. Bol totiž taký dlhý, že sa im nezmestil do zorných polí kamier. Nie je to však rekord ani v modernej dobe a už vôbec nie v historických pozorovaniach komét.

Dlhoperiodická kométa C/2021 A1 Leonard sa 12. decembra 2021 priblížila k Zemi na vzdialenosť 34,9 milióna km. Zo Slovenska bola pozorovateľná do polovice decembra, potom prešla na južnú oblohu. Na prelome rokov 2021/2022 dosiahla jasnosť na hranici viditeľnosti voľným okom. Na južnej oblohe však začala robiť „problémy“. Jej chvost bol totiž taký dlhý, že sa astronómom nezmestil do zorných polí kamier. Na snímkach získaných dostatočne širokouhlými objektívmi dosahoval dĺžku až 60 stupňov. Samozrejme, na to, aby ste taký dlhý chvost videli a aby ste ho mohli zaznamenať, musíte byť na mieste, kde nie je žiadne umelé svetlo, a v čase, keď na oblohe nie je Mesiac. Tak ako autor priloženého obrázka Daniele Gasparri, ktorý kométu vyfotil v čilskej púšti Atacama.

Kométa

Chvost kométy Leonard mal 29. decembra 2021 dĺžku až 60 stupňov. Foto: D.Gasparri

Takéto dlhé chvosty komét sú zriedkavé. Moderný rekord drží kométa C/1995 Y1 Hyakutake z roku 1996 s viditeľným chvostom dlhým 100 stupňov. Viditeľnosť kometárnych chvostov veľmi zhoršuje všadeprítomné svetelné znečistenie, preto sú vzdialené časti neviditeľné. Kométa Leonard bola vzácnou výnimkou. Bola to nezvyčajne aktívna kométa s dlhým plazmovým chvostom.

Hoci je kometárny chvost považovaný za charakteristický jav komét, významnejší chvost sa vyskytuje len v prípade malého počtu komét. Plošná jasnosť chvostov je malá, hustota látky vo chvoste je na úrovni laboratórne vytvoreného vákua.

Kometárne chvosty delíme na: plazmové, prachové, sodíkové a protichvosty. Kým plazmové chvosty sú úzke a mieria preč od Slnka v predĺžení sprievodiča Slnko – kométa, prachové chvosty sú zakrivené. V mohutnejších prachových chvostoch môžeme sledovať vnútorné štruktúry – syndynamy a synchróny. Syndynama je krivka predstavujúca geometrické miesto častíc, ktoré v rôznych časových okamihoch unikli z jadra pod vplyvom rovnakého odpudivého zrýchlenia (tlaku žiarenia). Synchróna je krivka, ktorá predstavuje geometrické miesto častíc, ktoré unikli z jadra v jednom čase, ale pod vplyvom rôzneho odpudivého zrýchlenia.

Vznik syndynám a synchrón v prachovom chvoste kométy

Vznik syndynám a synchrón v prachovom chvoste kométy

 

Prvá tzv. mechanická teória kometárnych chvostov (známa tiež ako fontánová teória) bola vytvorená nemeckým astronómom F. W. Besselom na základe pozorovania Halleyho kométy pri prechode perihéliom už v roku 1835 a platí s určitými korekciami aj v súčasnosti. Podľa tejto teórie sú čiastočky uvoľňované z kometárneho jadra na strane jadra privrátenej k Slnku. Tlak žiarenia zo Slnka tento pohyb smerom k Slnku po čase zastaví a čiastočky sa začnú pohybovať v smere od Slnka. Keďže tlak žiarenia pôsobí ako odpudivá sila, výsledok si môžeme predstaviť ako pôsobenie menej hmotného telesa. Namiesto hmotnosti Slnka (= 1) zaviedol Bessel hypotetickú hmotnosť 1 – R, kde R  je hmotnosť telesa, ktoré by pôsobilo na čiastočky vo chvoste rovnako ako tlak žiarenia.

Kometárne chvosty predstavujú veľmi riedke prostredie. Priemerné hustoty v kometárnych chvostoch sú uvedené v tabuľke:

druh chvosta vzdialenosť od komy počet častíc, resp. hustota
plazmový 0 km 106 – 108 iónov CO+/m3
5.105 km    ⁓ 2.106 iónov CO+/m3
106 km    ⁓ 2.105 iónov CO+/m3
prachový 5.105 km        ⁓ 6.10-16 kg/mp. č.
2.106 km        ⁓ 2.10-17 kg/mp. č.
                  p. č. – prachová častica s polomerom  10-5 m

Na farebnej fotografii ľahko odlíšime plazmové a prachové chvosty. Kým plazmové chvosty sú modrasté, prachové chvosty sú biele až žlté.

Kométa

Chvost kométy C/1969 Y1 Bennett na snímke zo Skalnatého Plesa. Foto: M. Antal, AsÚ SAV.

Pri pozorovaní kometárnych chvostov bola historickým medzníkom kométa C/1995 O1 Hale-Bopp, jedna z najjasnejších komét 20. storočia. Okrem zvyčajných chvostov – plazmového a prachového – sa objavil aj doteraz nevídaný sodíkový chvost. Objavenie sodíkového chvosta bolo obrovským prekvapením, a to i napriek tomu, že sodík v kométach až taký vzácny nie je. Atóm sodíka je jedným z najefektívnejšie interagujúcich so slnečnými fotónmi. V prípade jasných komét, ako je napríklad Mrkos 1957 V, Bennett alebo West, bola pozorovaná dvojitá sodíková čiara v 589,0 nanometroch a 589,6 nanometra.

Sodíkový chvost bol niekedy presne v antislnečnom smere, inokedy bol odchýlený smerom k prachovému chvostu. Všeobecne bol ale stále medzi plazmovým a prachovým chvostom. Podľa zmeranej produkcie vody a sodíka možno odhadnúť, že na vytvorenie sodíkového chvosta sa minulo len 0,1 percenta sodíka obsiahnutého v kométe. Ako najpravdepodobnejšie zatiaľ vychádza, že zdrojom sodíka boli submilimetrové častice z prachového chvosta kométy. V jadre alebo plazmovom chvoste sa nenašiel žiadny dôkaz jeho pôvodu.

Kométa Arend Roland

Kométa C/1956 R1 Arend-Roland s krátkym protichvostom. Foto: Lick Observatory.

Na rozdiel od ostatných druhov chvostov smeruje protichvost alebo anomálny chvost kométy z komy k Slnku. Je tvorený väčšími prachovými časticami, ktoré nie je tlak žiarenia schopný nasmerovať preč od Slnka. V čase, keď Zem prechádza obežnou rovinou kométy, je viditeľný niekoľko dní ako úzky krátky špic smerujúci k Slnku. Výrazný anomálny chvost mala napríklad kométa C/1956 R1 Arend-Roland.

Chvost vzniká v dôsledku interakcie kométy so slnečným vetrom a so žiarením. Niektoré krátkoperiodické kométy, ktoré už veľakrát prešli popri Slnku, neprodukujú dostatok častíc na jeho vytvorenie. Dokonca aj veľké kometárne jadrá nemusia vytvoriť chvost, pokiaľ je perihélium ich dráhy (najbližší bod dráhy k Slnku) ďaleko od Slnka a dopadajúce slnečné žiarenie je slabé.

Plazmový chvost

Plazmový chvost kométy C/1908 R1 (Morehouse). Foto: Yerkes Observatory.

Chvosty komét môžu dosahovať ohromujúce dĺžky, najmä keď kométa prechádza veľmi blízko popri Slnku. Významnú úlohu hrá tiež vzájomná geometria medzi Slnkom, Zemou a kométou, teda uhol, pod ktorým sa na chvost pozeráme. Najstarší písomný záznam o chvoste kométy pochádza z Číny z roku 1059 pred naším letopočtom z obdobia vlády dynastie Zhou. Historicky bol veľmi dôležitým chvost neperiodickej kométy C/1908 R1 Morehouse. V jej plazmovom chvoste boli viditeľné rôzne nepravidelnosti v tvare deformovaných vĺn, ktoré sa ukázali ako dôsledok interakcie nabitých častíc vo chvoste s medziplanetárnym magnetickým poľom.

Kométa

Kométa C/1995 Y1 Hyakutake s najdlhším plazmovým chvostom v modernej ére. Foto: NASA – R. Scott a J. Orman.

10 najdlhších chvostov komét zaznamenaných v histórii:

kométa dĺžka chvosta

v miliónoch km

   1 C/1995 Y1  Hyakutake 570
   2 C/1680 V1  Kirsch 300
   3 C/2006 P1   McNaught 260
   4 C/1843 D1 250
   5 C/1963 R1   Pereyra 180
   6 C/1880 C1 150
   7 C/1965 S1   Ikeya-Seki 120
   8 C/1893 U1  Brooks 120
   9 C/1961 O1  Wilson–Hubbard 120
 10 C/1743 X1 120

(RR)

O autorovi

Ján Svoreň

Ján Svoreň | externý autor

doc. RNDr. Ján Svoreň, DrSc.

  • V rokoch 1967 až 1972 vyštudoval astronómiu a geofyziku na Prírodovedeckej fakulte Univerzity Komenského v Bratislave.
  • Od roku 1981 je vedeckým pracovníkom Astronomického ústavu Slovenskej akadémie vied v Tatranskej Lomnici. Venuje sa výskumu medziplanetárnej hmoty, predovšetkým komét a meteorov.
  • V roku 2016 získal Cenu ministra školstva, vedy, výskumu a športu SR za vedu a techniku v kategórii Popularizátor vedy.
  • V roku 2002 pomenovala Medzinárodná astronomická únia asteroid 1999 TE6 jeho menom – Svoreň.
  • Doposiaľ publikoval vyše 280 vedeckých a odborných publikácií.
  • Od roku 2002 je predsedom Vedeckého kolégia Slovenskej akadémie vied pre vedy o Zemi a vesmíre.
  • Je členom Medzinárodnej astronomickej únie aj Slovenskej astronomickej spoločnosti pri SAV.

CENTRUM VEDECKO-TECHNICKÝCH INFORMÁCIÍ SR Ministerstvo školstva, výskumu, vývoja a mládeže Slovenskej republiky

Mediálni partneri

ÁMOS vision FonTech Startitup