Cometa LoverBoy (fotografiată de pe Stația Spațială Internațională)
Unul dintre cele mai contraintuitive aspecte, dat fiind că intră în contradicție cu experiențele noastre cotidiene, este următorul: viteza este relativă în univers. Adică un obiect are o viteză anume doar în raport cu un alt obiect. Este imposibil de spus altfel dacă un obiect are viteză sau se află în repaus. Particulele fără masă, precum fotonii, au alt regim.
Cometele reprezintă rămășite ale procesului de formare a sistemului solar, fiind formate din gheață, praf cosmic și o cantitate mică de material organic. Mărimea unui nucleu de cometă nu depășește 15-20 km, în cele mai multe cazuri, conform observaților astronomice, acestea având între 2 și 3 km. Agenția Spațială Europeană a plasat un robot pe o cometa Ciurimov-Gherasimenko în urmă cu doar câțiva ani și a colectat date în mod nemijlocit despre aceasta.
Ce legătură are relativitatea vitezei cu coada cometelor? Deși suntem obișnuiți să ne imaginăm cometele ca obiecte cosmice care călătoresc în mare viteză prin sistemul nostru solar, acestea pot fi înțelese și ca obiecte aflate în repaus. Cum spuneam mai sus și am detaliat în acest articol, este imposibil de spus dacă un obiect este în stare de repaus ori în mișcare uniformă, dacă nu raportăm obiectul la alt obiect (dacă nu-l plasăm într-un sistem de referință). Dacă o cometă poate fi privită și ca un obiect în repaus, de ce s-ar forma o coadă în „spate”? Față, spate - nu au niciun sens, atâta vreme cât nu plasezi obiectul într-un context.
Cei mai mulți își imaginează, probabil, că faimoasele cozi ale cometelor se formează după același model după care se formează o coadă în urma unui meteor care intră în atmosfera terestră. Dar diferența esențială este următoarea: meteorul suferă un proces de interacțiune (frecare) cu moleculele din atmosfera terestră, pe când cometele se deplasează în spațiul gol, fără frecare; se întâmplă ceva și în cazul cometelor, cum veți vedea imediat, dar de altă natură.
Așadar, coada cometei nu se formează după modelul meteorilor. Atunci cum?
Primul pas spre înțelegere este, cum spuneam, să ne imaginăm cometa ca fiind un obiect static în sistemul nostru solar. În această situație ne vom imagina că Soarele și restul obiectelor cosmice din sistemul solar se mișcă în raport cu aceasta. Cum nu există mișcare absolută în univers (din nou, cu excepția particulelor fără masă), supoziția noastră este cât se poate de rezonabilă. Dacă ne-am plasa în spațiu, paralel cu o cometă, ar fi ca și cum aceasta ar fi statică. Aceasta nu accelerează, deci se mișcă inerțial prin univers, cu o viteză constantă, influențată doar gravitațional (în principal de Soare).
Cum se formează coada? Ca urmare a interacțiunii cu fluxul continuu de lumină solară (fotoni) și particule expulzate constant de Soare, în special electroni și protoni (vântul solar), care se deplasează cu circa 350 km / secundă (raporta la Soare).
Cometele nu au coadă la mare depărtare de Soare, ci doar când se apropie de acesta (mai puțin de 450 milioane km). Pe măsură ce este mai aproape, cometa începe să se încălzească, iar gheața se topește.
În jurul nucleului se formează ceea ce se numește „coma”, o zonă sferică formată din gaz și praf cosmic. Coma poate ajunge la dimensiuni enorme, de sute de mii de kilometri.
Coada de care vorbeam se formează din această coma, ca urmare a interacțiunii cu „emisiile solare”. În fapt, vorbim de două tipuri de coadă, o coadă de praf (numită și de tip II, care se formează când cometa este la mai puțin de 200 milioane de kilometri de Soare) și o coadă ionică (numită și de tip I, formată din gaze, precum vapori de apă, dioxid de carbon, monoxid de carbon, hidroxid, hidrogen, oxigen și altele).
Cozile de praf sunt late și adesea curbate, dat fiind faptul că particulele din care sunt alcătuite, odată desprinse de cometă, se vor deplasa în spațiul curbat de Soare pe orbite proprii; acestea „resimt” interacțiunea (coliziunea) cu lumina solară (care este semnificativă).
Lumina în registrul ultraviolet de la Soare ionizează gazul din jurul cometei, iar vântul solar „împinge” gazul ionizat, formând coada ionică. Fotonii solari exercită, de asemenea, o „presiune” asupra particulelor de praf cosmic (ca urmare a impulsului fotonilor), pe care le împinge în direcția opusă Soarelui.
Coada de praf și coada ionică a unei comete
Mișcarea particulelor desprinse de corpul cometei este, în esență, rezultatul efectelor a două „forțe”: cea exercitată de fluxul de particule solare și cea a gravitației (deși gravitația nu este, în fapt, o forță, conform teorie relativității generale).
Ca urmare a faptului că aceste cozi se formează ca efect al „frecării” cu particulele emise de Soare, indiferent de direcția de deplasare a cometei, în raport cu Soarele, cozile vor fi în direcția opusă Soarelui (căci particulele din coma sunt împinse de particulele energetice solare în direcția opusă Soarelui). Așadar, din perspectiva noastră terestră, atunci când cometele se depărtează de Soare, coada cometei va fi în fața acesteia!
Dacă ați ajuns aici, atunci v-ați schimbat părerea despre ce spune o imagine cu o cometă :).
Un articol bun pe subiectul cometelor găsiți pe site-ul Observatorului astronomic din București, aici.
Credit imagini: wikipedia.org
