Газ и пыль, выделяемые ядром, образуют голову К. Молекулы воды и др. газов, выделяющиеся из ядра под действием солнечного излучения, очень быстро распадаются, порождая наблюдаемые химически активные свободные радикалы. Последние также распадаются под действием излучения Солнца, но гораздо медленнее, вследствие чего успевают распространиться на значительные расстояния от ядра. Изучение спектров К. свидетельствует о том, что К. содержат нейтральные молекулы C3
, C2
, CN, СН, ОН, NH, NH2
, ионизованные молекулы СО+
, N2
+
, СН+
, а также атомы Н, О и Na. В редких случаях в спектрах К., исключительно близко подлетавших к Солнцу, наблюдались линии излучения Fe и др. нелетучих химических элементов. Диаметр головы у ярких К. может достигать миллионов км.
Количество пыли в головах К. различно: у одних К. она отсутствует, у др. её масса может достигать половины массы всего вещества головы. Цвет и поляризация света, отражённого пылевыми частицами, указывает на то, что их размеры в головах К. составляют около 0,25—5 мкм.
Согласно классификации, разработанной во второй половине 19 в. Ф. А. Бредихиным, хвосты К. подразделяются на 3 типа: хвосты 1-го типа направлены прямо от Солнца, хвосты 2-го типа изогнуты и отклоняются назад по отношению к орбитальному движению К., хвосты 3-го типа — почти прямые, но заметно отклоняются назад. При некоторых взаимных положениях Земли, К. и Солнца, отклоненные назад хвосты 2-го и 3-го типа видны с Земли как бы направленными в сторону Солнца (так называемые аномальные хвосты). Физическая интерпретация разделения хвостов на типы, предложенная Бредихиным, в последующие годы значительно развивалась и в 70-х гг. 20 в. получила следующее содержание. Хвосты 1-го типа — плазменные и состоят из ионизованных молекул СО+
, N2
+
, СН+
, которые с большими ускорениями под действием солнечного ветра уносятся в сторону, противоположную направлению на Солнце. Хвосты 2-го типа образуются пылевыми частицами разной величины, непрерывно выделяющимися из ядра, хвосты же 3-го типа появляются в том случае, когда из ядра одновременно выделяется целое облако пылинок. Пылинки разной величины под действием светового давления получают различное ускорение, и облако растягивается в полосу, образующую хвост К., так называемую синхрону. Редко наблюдается прямой натриевый хвост, направленный вдоль плазменного хвоста (1-го типа). Нейтральные молекулы, присутствующие в голове К., приобретают под действием светового давления примерно такое же ускорение, как и пылевые частицы, и поэтому движутся в направлении хвоста 2-го типа. Однако время их жизни до фотодиссоциации (или ионизации) солнечным излучением составляет всего несколько часов. Поэтому они не успевают продвинуться далеко в хвост 2-го типа. Иногда их удается заметить в небольшом количестве только в начальном отрезке хвоста.
Непрерывно выделяющиеся из ядра и движущиеся под действием одинакового ускорения частицы равной величины располагаются в пространстве вдоль искривленной линии — так называемой синдинамы. Хвосты 2-го типа представляют собой веер синдинам, соответствующим пылинкам разных размеров. Видимая форма хвоста 2-го типа определяется при этом распределением пылевых частиц по размерам. Таким образом, видимый хвост 2-го типа представляет собой полосу максимальной яркости в пределах веера.
Наибольшей длины достигают, как правило, хвосты 1-го типа, простираясь на сотни млн. км.
Однако их плотность, по-видимому, не превышает 102
—
103
ионов/см
3
.
Лучшему пониманию природы К. во многом способствуют лабораторные эксперименты по моделированию К. Удалось, в частности, воспроизвести сублимацию запыленных кометных льдов с выбросом метеорных частиц из ядра, образование ионизированных структур, напоминающих хвосты 1-го типа. С помощью геофизических ракет и космических зондов на высотах от нескольких сот до десятков тыс. км
созданы искусственные облака из паров щелочных металлов — так называемые кометы искусственные
,
которые подготовили почву для моделирования К. в открытом космосе. Обсуждается вопрос о посылке космического зонда к той или иной периодической К. при её возвращении к Солнцу для непосредственного изучения состава, магнитных полей и прочих физических особенностей К.
Происхождение и эволюция комет.
Теория, наблюдения и эксперименты свидетельствуют о том, что при возвращениях к Солнцу К. теряет значительную часть своего вещества, так что время ее жизни не может превышать сотни или тысячи оборотов около Солнца; это время чрезвычайно мало с космогонической точки зрения. Поскольку, тем не менее, К. наблюдаются и в современную эпоху, должны существовать те или иные источники пополнения их количества. Согласно одной гипотезе, разрабатываемой советским астрономом С. К. Всехсвятским, К. являются результатами мощных вулканических извержений на больших планетах и их спутниках. По другой гипотезе, предложенной голландским астрономом Я. Оортом, ныне наблюдаемые К. приходят в окрестности Солнца из гигантского кометного облака, окружающего Солнечную систему и простирающегося до расстояний в 150 тыс. астрономических единиц, которое образовалось в эпоху формирования планет-гигантов. Под воздействием возмущений от притяжения звёзд некоторые К. этого облака могут переходить на орбиты с малыми перигелийными расстояниями и становиться таким образом наблюдаемыми.
Лит.:
Бредихин Ф. А., О хвостах комет, М. — Л., 1934; Орлов С. В., О природе комет, М., 1958; Всехсвятский С. К., Физические характеристики комет, М., 1958; Добровольский О. В., Кометы, М., 1966; Фесенков В. Г., Солнечное кометное облако и межзвёздное пространство, «Земля и Вселенная», 1965, № 4; Richter N. В., Statistik und Physik der Kometen, Lpz., 1954 (English translation: The Nature of Comets, L., 1963); The Moon, Meteorites and Comets, ed B. М. Middle-hurst and G. P. Kuiper, Chi. — L., 1963, ch. 15—20; Nature et originc des cometes, Liege, 1966.
О. В. Добровольский.
Комета Икея 1963 I: слегка турбулизированный хвост 1-го типа.
Комета Аренда — Ролана 1957 III: хвост 2-го типа и копьевидный псевдоаномальный хвост.
Комета Мркоса 1957 V: широкий изогнутый хвост 2-го типа с поперечными полосами и узкий прямой хвост 1-го типа.
Комета Икея — Секи 1965 VIII: веретенообразная структура в хвосте 2-го типа.
Комета Донати 1858 VI: оболочки в голове (зарисовка).
