Najznámejšia zo všetkých komét: Halleyho kométa

21. máj. 2020 • Fyzikálne vedy

Najznámejšia zo všetkých komét: Halleyho kométa

Halleyho kométa má obežnú dobu 74 - 79 rokov, v blízkosti perihélia (bod dráhy najbližší k Slnku) je viditeľná voľným okom. Je to krátkoperiodická kométa s retrográdnym pohybom (opačným smerom ako pohyb planét okolo Slnka), so sklonom roviny dráhy k rovine ekliptiky 162,2 stupňa a vzdialenosťou perihélia 0,59 astronomickej jednotky. Jej jadro má nepravidelný tvar s rozmermi 16,6 x 8,0 x 7,5 km.

Kométa má meno po anglickom astronómovi Edmundovi Halleym (1656 – 1742), ktorý si prvý všimol, že sa objavuje v pravidelných intervaloch. Astronóm sa v roku 1705 rozhodol pomocou Newtonovho gravitačného zákona vypočítať dráhy 24 komét, ktoré boli pozorované v rokoch 1337 - 1698. Zistil, že jasné kométy, ktoré ľudia pozorovali v rokoch 1531, 1607 a 1682, sa pohybujú po veľmi podobných dráhach. Usúdil tak, že ide o opakované návraty jedného telesa a predpovedal jeho návrat na rok 1758.

Halley zomrel v roku 1742, avšak nemecký amatér Johann Georg Palitzsch 25. decembra 1758 kométu naozaj opäť pozoroval. Dostala meno 1P/Halley, čo znamená, že je to prvá známa periodická kométa. Je možné, že Halley nebol prvý, kto zistil periodicitu kométy. Židovskí astronómovia už v 1. storočí n. l. v Talmude opisujú „hviezdu, ktorá sa ukazuje každých 70 rokov“.

Po získaní dráhy Halleyho kométy pri návrate v rokoch 1758 – 1759 sa astronómovia pokúsili zistiť, ktoré pozorovania pred rokom 1531 patria Halleyho kométe. Identifikovali až 23 predchádzajúcich návratov, najskorším bol záznam z Číny z roku 240 pred n. l. Kométa bola pozorovaná pri všetkých návratoch od roku 240 pred n. l.

Edmund Halley, Zdroj: istockphoto.com Edmund Halley, Zdroj: istockphoto.com 

Súčasné poznatky   

Obdobie súčasného ohromného rozmachu kometárnej astronómie sa začalo okolo roku 1983, keď sa vedci pripravovali na ďalší návrat Halleyho kométy. Vytvorili celosvetový program jej výskumu pod názvom International Halley Watch.  Program mal koordinovať zber údajov, ich spracovanie i archiváciu. Výsledky prekonali všetky očakávania – dovtedajšie vedomosti o kométach sa zdvojnásobili. Úspešné boli nielen pozemské programy zamerané na astrometriu, fotometriu a polarimetriu, skúmanie blízkojadrových a veľkoškálových javov, ale tiež skúmanie meteorického prúdu Halleyhovej kométy, ktorý pretína zemskú dráhu 2-krát. Môžeme ho pozorovať ako májové η Akvaridy a októbrové Orionidy. Okrem pozemských pozorovaní kométu skúmalo 6 sond, pričom mimoriadne úspešná bola západoeurópska sonda GIOTTO, ktorá preletela len 608 km od jadra kométy.

Na rozdiel od ostatných krátkoperiodických komét, ktoré pochádzajú z Edgeworthovho-Kuiperovho pásu, kométy typu Halley majú svoj pôvod pravdepodobne rovnako ako dlhoperiodické kométy v Oortovom oblaku na hraniciach Slnečnej sústavy. Perióda rotácie jadra je 52 hodín. Keď sa Halleyho kométa na svojej dráhe priblíži najbližšie k Slnku, teplota na jej povrchu môže dosiahnuť približne 77 °C. Podľa meraní sond je Halleyho kométa jedným z najtmavších telies v Slnečnej sústave – albedo (pomer odrazeného a dopadajúceho žiarenia) dosahuje hodnotu len 5,5 % (albedo Venuše je 61 %, Zeme 37 %, Mesiaca 7 %, lávy 4 %).

Halleyho kométa na snímke observatória AsÚ SAV na Skalnatom plese z 10.1.1986. Viditeľné rozdelenie chvosta je spôsobené interakciou medziplanetárneho magnetického poľa a nabitých častíc v plazmovom chvoste kométy, Zdroj: AsÚ SAV

Halleyho kométa na snímke observatória AsÚ SAV na Skalnatom plese z 10. 1. 1986. Viditeľné rozdelenie chvosta je spôsobené interakciou medziplanetárneho magnetického poľa a nabitých častíc v plazmovom chvoste kométy, Zdroj: AsÚ SAV

Rozmery jadra Halleyho kométy sú 16,6 x  8,0 x 7,5 km, hustota je 200 kg/m3. Táto mimoriadne nízka hodnota hustoty nemusí znamenať, že kométy vznikali v mimoriadne riedkom prostredí. Môže byť dôsledkom postupného vyprázdňovania vnútra kométy cez sublimáciu ľadu a únik plynov z vnútorných vrstiev prekrytých vonkajšou minerálnou kôrou, ktorá postupne s opakovanými prechodmi popri Slnku pokryje celé kometárne jadro. Povrch jadra je veľmi členitý s vyvýšeninami, kopcami, údoliami i priehlbinami a aspoň jedným kráterom. Počas priblíženia k Slnku uniká z jadra plynná substancia skladajúca sa z 80 % vodnej pary, 10 % CO, 4 % CO2 a malých množstiev ďalších plynov. Za celú veľkú aktivitu Halleyho kométy je zodpovedných len 10 % aktívneho povrchu. Zvyšok je pokrytý plášťom (kôrou) minerálnych látok, ktoré vznikli spečením zrniek prachu. Tie boli príliš veľké na to, aby ich unikajúci plyn strhol do prachovej kómy a potom následne do prachového chvosta.

Výskum z kozmu

Kometárne jadrá sú v čase priblíženia k Slnku zahalené prachovou a plynnou kómou, takže ich priamy výskum zo Zeme je náročný, preto sú priam predurčené na výskum sondami z bezprostrednej blízkosti. Negravitačné efekty spôsobujúce nepredpovedateľné náhle zmeny dráh však robia z vyslania sondy do ich bezprostrednej blízkosti zložitý problém, ktorý sa dá riešiť len monitorovaním pohybu kométy do posledného okamihu, kedy je ešte možné korigovať dráhu sondy. Napriek týmto problémom sa niekoľko úspešných preletov sond v blízkosti kometárnych jadier už podarilo, a tak bol získaný nenahraditeľný materiál.

Významné návraty 

837 - 10. apríla 837 sa kométa priblížila k Zemi na najmenšiu vzdialenosť za celú éru pozorovateľnosti od roku 240 pred n. l. do dnešných čias. Jej vzdialenosť od Zeme bola len 0,0342 astronomických jednotiek, čo je približne 5,1 milióna km. Pozorovateľná bola 40 nocí a maximálna dĺžka chvosta dosiahla 60°.

1066 - Návrat Halleyho kométy v roku 1066 je vyobrazený na známej tapisérii z Bayeux. Kométu bolo vidieť z Anglicka a mnohí sa vtedy domnievali, že je zlým znamením. Zanedlho zomrel kráľ Harold II. v bitke pri Hastings.

1301 - Taliansky maliar Giotto di Bondone vyobrazil Halleyho kométu na obraze Klaňanie troch kráľov v kaplnke Scrovegni v Padove. V dobe, keď sa ľudia komét mimoriadne báli a popisy v stredovekých kronikách boli plné stríg, ohnivých mečov a diabolských tvárí, bola Giottova maľba verným vyobrazením Halleyho kométy. Na jeho počesť dostala meno GIOTTO prvá medziplanetárna sonda Európskej kozmickej agentúry vyslaná v roku 1986 k Halleyho kométe.

1682 -  Kométu pozoroval Edmund Halley a predpovedal jej ďalší návrat na rok 1758 v diele Synopsis of the Astronomy of Comets.

1759 - Uskutočnil sa prvý predpovedaný návrat Halleyho kométy. Halley predpovedal návrat na rok 1758, kométa však prešla perihéliom až v roku 1759. Kométy sa pohybujú v gravitačnom poli Slnka podľa Keplerových zákonov. Gravitačné pôsobenie ďalších veľkých telies v Slnečnej sústave spôsobuje odchýlky od pohybu po ideálnej keplerovskej elipse. Pri priblížení sa k planétam, predovšetkým Jupiteru, sa ich dráhy menia radikálne. Pohyb komét ovplyvňujú aj tzv. negravitačné sily – ide o raketový efekt unikajúcich plynov na kometárne jadro. Napr. vplyvom negravitačných síl sa Halleyho kométa pri návrate v roku 1910 oneskorila oproti čisto gravitačnej dráhe o viac ako 3 dni. V dôsledku raketového efektu, ktorý spôsobuje, že pohyb Halleyho kométy nie je celkom pravidelný, dochádza aj k úniku hmoty. Pri návrate v roku 1986 stratila kométa asi 5 x 1011 kg svojej hmotnosti.

1835 - S týmto návratom Halleyho kométy začína éra fyzikálneho výskumu komét. F. W. Bessel na základe pozorovaní nepravidelného rozloženia svietiacej hmoty v kome Halleyho kométy sformuloval možnosť negravitačných efektov usmerneného úniku hmoty z kometárneho jadra a vytvoril tiež fontánovú teóriu kometárnych chvostov. Teória správne hovorila o úniku častíc z jadra kométy smerom k Slnku a následnom vypudení neznámou silou (dnes vieme, že tlakom žiarenia) do kometárneho chvosta.

V roku 1986 bol rozdiel menší ako 5 hodín, keďže výpočty dráhy už obsahovali aj reaktívnu silu výtryskov. Pri návrate v roku 1910 mala Halleyho kométa chvost dlhý viac ako 100 miliónov km. Prvýkrát ju fotografovali a získali tiež jej prvé spektrá na observatóriách Lick a Mt. Wilson. Nádherné série veľkoškálových snímok nafotografovali v egyptskom Heluáne a argentínskej Córdobe. O 70 rokov neskôr počítačovým spracovaním týchto snímok Larson a Sekanina vytvorili prvú mapu povrchu jadra Halleyho kométy. Vyznačené aktívne body, z ktorých unikal plyn a prach smerom k Slnku, potvrdili aj snímky sond z bezprostrednej blízkosti kométy získané pri návrate v roku 1986.

V roku 1910 pozoroval Halleyho kométu aj slovenský astronóm Milan Rastislav Štefánik. Kométa bola dobre viditeľná z južnej pologule. Štefánik preto spojil svoju cestu do Tasmánie za účelom pozorovania úplného zatmenia Slnka 8. mája 1910 s pozorovaním Halleyho kométy zo svojho vybudovaného observatória na Tahiti. Kométu niekoľkokrát pozoroval. Hlavným cieľom, ktorý si stanovil, bolo pozorovať kométu pred slnečným kotúčom. Tento cieľ sa mu však nepodarilo splniť. Dnes vieme, že si stanovil nereálnu požiadavku. Kometárnu kómu nemožno pozorovať na pozadí Slnka pre jej nízku hustotu a samotné pevné jadro kométy pre jeho malé rozmery.

1986 - Kométa bola objavená 3 a pol roka pred prechodom perihéliom 16. októbra 1982 D. Jewittom a E. Danielsonom pomocou 5,1-m reflektora a CCD kamery na Mt. Palomare. Vzápätí bola nezávisle objavená ďalšími dvomi skupinami pozorovateľov. Jej objav v takej veľkej vzdialenosti od Slnka bol možný len vďaka mimoriadnemu zjasneniu. Podobné zjasnenia boli potom zaznamenané ešte niekoľkokrát na poperihéliovom oblúku dráhy Halleyho kométy. Poslednýkrát bola pozorovaná 1. septembra 2003, keď mala vo vzdialenosti 28 astronomických jednotiek jasnosť 28,2m. Je to najslabšia kométa, aká kedy bola zaznamenaná. Zaujímavé je, že v decembri 2023 v aféliu (v bode dráhy najviac vzdialenom od Slnka) bude len o 2,5 magnitúdy slabšia a pri súčasnom trende vývoja pozorovacej techniky určite detegovateľná. Halleyho kométa sa tak zaradí do skupiny komét pozorovateľných po celom oblúku dráhy.

Vedeli ste, že? 

Socha Marka Twaina v USA, Zdroj: istockphoto.com

Socha Marka Twaina v USA, Zdroj: istockphoto.com

S návratom Halleyho kométy v rokoch 1835 a 1910 je spojená nevšedná zaujímavosť. Americký spisovateľ Mark Twain sa narodil 30. novembra 1835, dva týždne po prechode Halleyho kométy perihéliom. Vo svojom životopise z roku 1909 napísal: „Prišiel som s Halleyho kométou v roku 1835. Budúci rok opäť príde a ja očakávam, že s ňou odídem.” Predpoveď sa mu splnila. Twain zomrel 21. apríla 1910, deň po prechode Halleyho kométy perihéliom.

doc. RNDr. Ján Svoreň, DrSc.
Astronomický ústav SAV, Tatranská Lomnica

Zdroj foto: istockphoto.com, AsÚ SAV

Súvisiace:

Hore
Quark_2020
TVT2020 prihlasovanie
Veda v CENTRE / Vedecká kaviareň 7/2020
TVT2020 súťaže
Vedec roka SR
Vedecká cukráreň video
VC 6/2020 železany
Veda v CENTRE máj
Vedecká cukráreň 5/2020
Aurelium - centrum vedy
Vírusy, vakcíny, imunita
Quark 25 rokov
kúpa časopisov jún 2016
TAG Slovenská veda
banner záhrady
Publikácie Veda v CENTRE
Zaujímavosti vo vede
Aplikácia probiotických prípravkov na báze laktobacilov zvyšuje imunitu zvierat.
Zistite viac