Innehåll
- Det hela började i ett moln av damm
- Kometer är inte asteroider
- Kometfakta: inte alla kommer härifrån
- En fallstudie: Halleys Comet
- Ledtrådar från kometens ursprung
För att verkligen uppskatta komets bana hjälper det att ha förståelse för planetbanor. Även om det inte finns någon brist på tillgängligt utrymme runt solen, begränsar planeterna sig alla till ett ganska tunt band, och ingen av dem, utom Pluto, ströar mer än några grader utanför den.
En komets bana kan å andra sidan ha en stor lutningsvinkel relativt detta band och kan till och med bana vinkelrätt mot den, beroende på var den kommer ifrån. Det är bara en av många intressanta kometfakta.
Enligt Keplers första lag kretsar alla föremål solen på elliptiska banor. Planetens banor, med undantag för Pluto, är nästan cirkulära, och det gäller även asteroider och isiga föremål i Kuiper-bältet, som ligger precis utanför Neptuns omloppsbana. Kometer som har sitt ursprung i Kuiper-bältet kallas kometer med kort period och tenderar att förbli i samma smala band som planeterna.
Kometer med lång tid, som har sitt ursprung i Oort-molnet, som ligger bortom Kuiper-bältet och i solsystemets utkanter, är en annan sak. Deras banor kan vara så elliptiska att kometerna kan försvinna helt under hundratals år. Kometer från bortom Oort-molnet kan till och med ha paraboliska banor, vilket innebär att de får ett enda utseende i solsystemet och aldrig kommer tillbaka igen.
Inget av detta beteende är mystiskt när du förstod hur planeter och kometer kom till att vara där i första hand. Det har allt att göra med solens födelse.
Det hela började i ett moln av damm
Samma process med stjärnfödelse som forskare idag kan observera som händer i Orion Nebula inträffade i vår närhet av universumet för cirka 5 miljarder år sedan. Ett moln av rymdamm, som svävande oundvikligt i den enorma intetheten, började gradvis att samlas under tyngdkraften. Små klumpar bildades och de fastnade ihop och bildade större klumpar som kunde locka till sig ännu mer damm.
Gradvis dominerade en av dessa kluster, och när den fortsatte att locka till sig mer material och växa, fick bevarandet av vinkelmomentet att det snurra, och allt materialet runt det bildades till en skiva som snurrade i samma riktning.
Så småningom blev trycket i kärnan i det dominerande klustret så stort att det antändes, och det utåtriktade trycket som skapades av vätgasfusion förhindrade mer materia från att tillträda. Vår unga sol hade nått sin slutliga massa.
Vad hände med alla mindre kluster som inte hade fångats i den centrala? De fortsatte att locka till sig saken som var tillräckligt nära deras banor, och några av dem växte till planeter.
Andra, mindre kluster, precis på kanten av den snurrande skivan, var tillräckligt långt borta för att undvika att fastna i skivan, även om de fortfarande utsattes för tillräckligt med gravitationskraft för att hålla dem i omloppsbana. Dessa små föremål blev dvärgplaneter och asteroider, och några blev kometer.
Kometer är inte asteroider
Kometernas sammansättning skiljer sig från asteroider. Medan en asteroid mestadels är sten, är en komet i huvudsak en smutsig snöboll fylld med fickor med rymdgas.
Ett stort antal asteroider finns i asteroidbältet mellan banorna Mars och Jupiter, som också är hem till dvärgplaneten Ceres, men de går också i utkanten av solsystemet. Kometer, å andra sidan, tenderar att komma uteslutande från Kuiper-bältet och därefter.
En komet som är långt ifrån solen är praktiskt taget oskiljaktig från en asteroid. När dess bana bringar den nära solen förångas dock värmen isen, och ångan expanderar för att bilda ett moln runt kärnan. Kärnan kan vara bara några kilometer över, men molnet kan vara tusentals gånger större, vilket gör att kometen verkar mycket större än den faktiskt är.
En kometssvans är dess mest avgörande egenskap. Det kan vara tillräckligt länge för att spänna avståndet mellan jorden och solen, och det pekar alltid bort från solen, oavsett vilken riktning kometen rör sig. Det är för att det skapas av solvinden, som blåser gas bort från ångmoln som omger kärnan.
Kometfakta: inte alla kommer härifrån
Kometer med långa perioder kan ha mycket elliptiska banor som kan vara så excentriska att perioden mellan observationer från jorden kan vara mer än en livstid. Keplers andra lag innebär att föremål rör sig långsammare när de är längre från solen än när de är nära den, så kometer tenderar att vara osynliga mycket längre än de är synliga. Men oavsett hur lång tid det tar kommer ett objekt i omloppsbana alltid tillbaka, såvida inte något slår det ur sitt bana.
Vissa objekt kommer dock aldrig tillbaka. De kommer från till synes ingenstans, reser med hastigheter som är typiska för kretsande kroppar, piskar runt solen och skjuter ut i rymden. Dessa objekt har inte sitt ursprung i solsystemet; de kommer från interstellarutrymme. I stället för en elliptisk bana följer de en parabolisk väg.
Den mystiska cigarrformade asteroiden Oumuamua var ett sådant föremål. Det dök upp i solsystemet i januari 2017 och gick ur sikte ett år senare. Kanske var det en UFO, men mer troligt var det ett interstellärt objekt som attraherades av solen men som rörde sig för snabbt för att koxiseras till en bana.
En fallstudie: Halleys Comet
Halleys komet är kanske den mest kända av alla kometer. Det upptäcktes av Edmund Halley, en brittisk astronom som var en vän till Sir Isaac Newton. Han var den första personen som postulerade att komet iakttagelser 1531, 1607 och 1682 hade alla varit av samma komet, och han förutspådde att det skulle återvända 1758.
Han visade sig rätt när kometen gjorde ett spektakulärt utseende på julnatten 1758. Den natten var tyvärr 16 år efter hans död.
Halleys komet har en period mellan 74 och 79 år. Osäkerheten beror på gravitationspåverkan den möter längs sin väg - speciellt planeten Venus - och ett inre framdrivningssystem som alla kometer har. När en komet som Halleys komet närmar sig solen expanderar fickfickorna i kärnan och skjuter genom svaga punkter i kärnan, vilket ger tryck som kan trycka den i valfri riktning och skapa störningar i sin bana.
Astronomer har kartlagt banan från Halleys och fann att den är mycket elliptisk, med en excentricitet på nästan 0,97. (Excentricitet i detta fall betyder hur avlånga eller runda en bana är; ju närmare noll excentriciteten är, desto rundare är banan.)
Med tanke på att jordens omloppsbana har en excentricitet på 0,02, vilket gör det nästan cirkulärt, och att excentriciteten för Plutos omloppsbana bara är 0,25, är excentriciteten för Halleys komet extrem. Vid aphelion är det långt utanför Plutos omloppsbana och vid perihelion är det bara 0,6 AU från solen.
Ledtrådar från kometens ursprung
Banan i Halleys komet är inte bara excentrisk utan den lutas också vid 18 grader med avseende på ekliptikens plan. Detta är bevis på att det inte bildades på samma sätt som planeterna bildades, även om det kan ha sammankallats ungefär samtidigt. Det kunde till och med ha haft sitt ursprung i en annan del av galaxen och helt enkelt fångats av solens tyngdkraft när den passerade.
Halleys komet visar en annan egenskap som skiljer sig från planeterna. Den roterar i en riktning mittemot dess bana. Venus är den enda planeten som gör detta, och Venus kretsar så långsamt att astronomer misstänker att det kolliderade med något tidigare. Det faktum att Halleys komet roterar i den riktning den gör är mer bevis på att den inte bildades på samma sätt som planeterna.