Кометы светятся потому, что Солнце «разогревает» их наружные слои: когда комета приближается к Солнцу, лёд в её ядре начинает испаряться, образуя газ и пыль. Они, в свою очередь, либо отражают солнечный свет, либо сами начинают светиться из‑за процессов под действием солнечного излучения.
Ядро и «старт» свечения: сублимация
Комета — это ядро (лёд + пыль + примеси), обычно очень холодное, в дальнем космосе. Пока комета далеко от Солнца, активность слабая: газа почти нет, комета выглядит тускло.
По мере приближения к Солнцу солнечное излучение разогревает поверхность ядра. Лёд вместо привычного «перехода в жидкость » переходит в газ (сублимация). Появляются:
- молекулы газа
- пылевые частицы, которые вырываются из поверхности вместе с газом.
Именно это превращает комету из » ледяного тела » в объект с яркой атмосферой.
Кома: облако газа и пыли вокруг ядра
Первый крупный результат сублимации — кома: оболочка вокруг ядра, которая может быть намного больше самого ядра.
В составе комы есть два ключевых компонента:
- Газ
- Пыль
Кома и создаёт большую часть видимого «тумана» вокруг кометы.
Отражение солнечного света пылью
Пыль кометы состоит из мельчайших твёрдых частиц. Когда Солнце освещает пылевые частицы, они рассеивают и отражают свет в разные стороны. Поэтому кометы часто выглядят как светящийся объект с хвостом.
Важный нюанс: пыль обычно отражает солнечный свет лучше, чем сам по себе газ, поэтому в некоторых кометах именно пылевой хвост заметно ярче.
Ионизация и «включение» газа
Газ сам по себе не светится. Но под действием солнечного излучения происходит возбуждение молекул и атомов, а затем при возвращении в более устойчивое состояние они испускают свет на характерных длинах волн.
Хвосты: как появляется длинная «стрелка» и почему она светится
У кометы обычно есть хвост(ы), которые могут вытягиваться на миллионы километров.
Пылевой хвост
Когда в ядре выбивается много пыли, частицы начинают разлетаться. Их траектории формируются не только выбросом, но и силами, действующими со стороны Солнца
Пылевой хвост чаще:
выглядит слегка изогнутым,
заметен в оптическом диапазоне,
по сути является светящимся облаком отражающей пыли.
Газовый (ионный) хвост
Если ультрафиолетовое излучение и солнечный ветер ионизируют газ, то ионы и связанные с ними частицы «подхватываются» магнитным полем и начинают двигаться по направлению, связанному с солнечным ветром.
Почему кометы то ярче, то тусклее
Свечение кометы меняется по нескольким причинам:
Расстояние до Солнца
Чем ближе — тем сильнее прогревается ядро и интенсивнее сублимация.
Активные области на поверхности ядра
Комета может быть “включается” не равномерно: отдельные участки нагреваются сильнее, там больше газа и пыли.
Истощение летучих веществ
Со временем ближние к поверхности запасы могут уходить, активность падает.
Размер и свойства пыли
Разные частицы по-разному отражают свет и по-разному образуют хвост.
От чего зависит цвет кометы
Цвет зависит от того, что именно в коме даёт свет и на каких длинах волн.
Пыль обычно даёт серое или слегка желтоватое отражение.
Газовые компоненты могут иметь характерные эмиссионные линии, из‑за чего комета может казаться, например, зелёной, синеватой.
Итог
Комета светится потому что Солнце влияет на комету:
испаряет лёд и создаёт газ и пыль,
пыль отражает солнечный свет,
газ возбуждается и начинает «излучать», а хвосты формируются под действием излучения Солнца и солнечного ветра.