Кометы и астероиды: отличия, особенности строения, угрозы для Земли

Астероиды и кометы - два типа небесных тел, движущихся вокруг Солнца по орбитам. Несмотря на внешнее сходство, они сильно различаются по составу, строению, происхождению. Изучение этих объектов позволяет лучше понять прошлое и будущее Солнечной системы. В статье мы подробно рассмотрим устройство астероидов и комет, выявим их отличия. Также обсудим как они влияют на Землю и почему нужно следить за их движением.

Состав и строение астероидов

Астероиды представляют собой небольшие тела, состоящие в основном из камня и металла. Они образовались еще на заре формирования Солнечной системы, около 4,6 миллиардов лет назад. Ученые выделяют несколько типов астероидов, различающихся по составу:

• Каменные - состоят преимущественно из силикатов
• Железные и железно-каменные - содержат металлы
• Углеродные - богаты углеродом

Строение астероидов также может сильно различаться. Некоторые из них имеют довольно правильную форму и похожи на небольшие планеты. Другие представляют собой лишь рыхлые скопления обломков и пыли размером всего в несколько десятков метров.

Наиболее крупные астероиды, такие как Церера или Веста, дифференцированы - их внутреннее строение напоминает строение планет. У них есть ядро, мантия и кора. Однако мелкие астероиды не дифференцированы и имеют довольно однородный состав по всему объему.

Астероиды представляют собой остатки протопланетного диска, из которого в древности формировались планеты. Изучая их состав и строение, ученые получают ценную информацию о ранней истории Солнечной системы.

Особенности комет и их хвостов

В отличие от астероидов, кометы состоят главным образом изо льда с примесью пыли и незамерзших газов. Их ядро имеет размер от нескольких сотен метров до десятков километров. Приближаясь к Солнцу, кометы начинают испускать газ и пыль, образуя вокруг себя кому - разреженную атмосферу.

У многих комет наблюдаются характерные хвосты, которые тянутся на миллионы километров. Различают два типа хвостов:

• Пылевой хвост - состоит из мелких частиц пыли, отражающих солнечный свет
• Газовый (ионный) хвост - состоит из ионизированных газов, таких как водород, кислород, углерод

Направление пылевого хвоста определяется балансом сил гравитации со стороны Солнца и ядра кометы и давления солнечного ветра. Газовый хвост всегда тянется прямо от Солнца, поскольку в нем доминирует давление солнечного ветра.

Наиболее ярким примером кометы с развитой системой хвостов является комета Хякутакэ. В 1996 году у нее наблюдались сразу шесть хвостов разной природы!

Таким образом, в отличие от твердых астероидов, кометы представляют собой подвижные облака вещества, сильно меняющиеся при приближении к Солнцу. Изучение комет позволяет лучше понять процессы в протопланетном диске и химический состав тел Солнечной системы.

Различия орбит астероидов и комет

Еще одним важным отличием астероидов и комет являются особенности их орбит вокруг Солнца. Большинство астероидов сосредоточены в главном поясе между орбитами Марса и Юпитера. Для них характерны практически круговые орбиты с небольшим эксцентриситетом.

У комет же орбиты сильно вытянуты и имеют значительный эксцентриситет. Некоторые кометы вообще проходят мимо Солнца лишь однажды за все время своего существования. Различают короткопериодические кометы, возвращающиеся к Солнцу через несколько лет или десятилетий, и долгопериодические - с периодом обращения в сотни и тысячи лет.

Такие различия орбит объясняются происхождением астероидов и комет. Астероиды - это фрагменты протопланетного диска, не сложившиеся в планеты. Они сохранили почти круговые орбиты изначально. А кометы прилетают из облака Оорта - сферического облака комет за орбитой Плутона.

Иногда орбиты комет сближаются с орбитами планет и может произойти столкновение. Так в 1994 году в атмосфере Юпитера упали осколки кометы Шумейкеров-Леви. Астероиды тоже сталкиваются с планетами, хотя значительно реже.

Между орбитами астероидов и комет есть также переходные объекты - активные астероиды и едва различимые кометы. Но в целом эти два класса объектов четко различаются особенностями орбит.

Угрозы для Земли и важность наблюдений

И астероиды, и кометы потенциально могут представлять угрозу для Земли в случае столкновения. Размеры некоторых из этих объектов достаточно велики, чтобы вызвать глобальную катастрофу. Так, падение 10-километрового астероида приведет к гибели цивилизации. А в далеком прошлом, возможно, именно падение крупного астероида стало причиной вымирания динозавров в конце мелового периода.

Поэтому постоянные наблюдения за околоземным пространством чрезвычайно важны для выявления угрожающих человечеству объектов. Это позволит заблаговременно разработать стратегии по их отклонению от курса или другим способом предотвратить столкновение:

• Открытие новых астероидов и комет не только несет потенциальную угрозу, но и открывает новые возможности для человечества. Некоторые из них, например астероид Психея, могут быть ценными источниками добычи драгоценных металлов и других полезных ресурсов в будущем.
• К тому же с астероидами и кометами может быть связано появление жизни на нашей планете. Некоторые теории утверждают, что именно кометы в древности занесли воду и органику на еще молодую горячую Землю. Детальное изучение комет позволит проверить эти гипотезы.
• Наконец, понимание процессов формирования и развития комет и астероидов необходимо для создания достоверной картины образования Солнечной системы. А значит - и возникновения нашего дома, планеты Земля.

Теории происхождения астероидов и комет

Несмотря на многочисленные исследования астероидов и комет, до конца не ясно, как именно произошло их формирование. Существует несколько основных теорий:

• Согласно наиболее распространенной гипотезе, астероиды являются «остатками» протопланетного диска, из которого в древности сформировались планеты. Это тела, которым не хватило массы, чтобы стать полноценной планетой. Они сохранили почти круговые орбиты и состав вещества диска.
• Что касается комет, то большинство ученых полагает, что они прилетают к нам из облака Оорта - гигантского скопления миллиардов комет за орбитой Плутона. Иногда гравитация проходящих мимо звезд или галактик выбрасывает отдельные кометы с облака Оорта во внутренние области Солнечной системы.

Однако есть и другие гипотезы. Некоторые ученые считают, что хотя бы часть астероидов могла сформироваться не в поясе астероидов, а гораздо дальше от Солнца, а затем каким-то образом оказаться на нынешних орбитах. Этим можно объяснить наличие льда и органики в составе некоторых астероидов.

Что касается комет, то высказывались и совсем радикальные идеи. Например, что кометы - это выбросы вещества из атмосфер других планет или даже остатки другой звездной системы, захваченные гравитацией Солнца.