MAŁE OBIEKTY UKŁADU SŁONECZNEGO (4)

WIZJA ASTRONOMII PLASTYCZNEJ

KOMETY

4.1. SPEKTAKULARNA ASTROGEOLOGIA I RUCH ORBITALNY

Wiele napisano w astronomii o kometach. Są i były one barwnym tematem do rozważań w ludzkiej kulturze i nauce. Tu należy ująć je jako ciała planetoidopodobne (np. chodzi tu o ich działanie potencjalnie impaktoidalne, wyraźny ruch heliocentryczno-orbitalny, fakt, że małe wygasłe komety przypominają planetoidy itd.), interesujący, burzliwy astronomicznie ich charakter, ciekawą ich budowę (problem wody i materii organicznej (problem hipotetycznej panspermii?)), ekscentryzm orbit itd.

4.2. PROBLEM RÓŻNYCH STANÓW SKUPIENIA WODY

Jednym ze specyficznych problemów obrzeży Układu Słonecznego, tu głównie dotyczących księżyców planet zewnętrznych (w których widmie zaobserwowano lód – śnieg) jest problem wody w różnych stanach skupienia. Chodzi tu również o problem wody ciekłej i hipotezę endohydrosferyczną – tu zagadnienie będzie obejmowało występowanie większych podpowierzchniowych zbiorników wody, np. na księżycu Jowisza, Europie, czy, jak niektórzy astronomowie przypuszczają – na kilku większych lodowych księżycach Układu Słonecznego. I tu nasuwa się problem komet. Czy i tu wystąpić może woda ciekła, a nawet zbiorniki wody czy wręcz małe lokalne podpowierzchniowe jej skupiska? Przecież komety określa się jako brudne kule śniegowe (model i teoria Whipple’a) – woda tu różnie może jak i cała kometa przeobrażać się – parować, sublimować, zamarzać (topić się?), jako kometa i jej masa – rozpadać na meteoroidy, ulegając rozdrobnieniu na tzw. roje meteorów (wdzięczny temat do obserwacji) – wszystko w relacji i w zależności od miejsca, oddalenia i odległości odsłonecznej.

4.3. ZNACZENIE DLA POZNANIA I BADANIA UKŁADU SŁONECZNEGO

Komety, ich badania mają duże znaczenie dla astronomii, np. Układu Słonecznego. Ma to wiele aspektów, np. kosmogoniczny, astrometryczny, impaktologiczny, bioastronomiczny, pragmatyczno-gospodarczy itd.

A więc komety jako ciała pierwotne, często nie przetworzone przez procesy kosmiczno-planetarne i jako swoiste „skamieniałości” kosmiczne są materiałem odsłaniającym tajemnice zjawisk planetologicznych i procesów powstawania naszego systemu planetarnego. Stanowią one materiał bardziej lotny niż skład np. planet wewnętrznych. Oddziaływanie tu Słońca i jego promieniowania spowodowały transport tego typu składników na zewnętrzne obszary układu. Cięższe pierwiastki i związki pozostały bliżej Słońca. Badania komet pod tym kątem tu związanym z ich budową może wiele powiedzieć o warunkach i procesach zachodzących w dysku planetarnym, zwłaszcza w początkach jego powstawania, z już istniejącym Słońcem lub formującym się. Może to stworzyć model w ogóle astroplanetogenezy oraz egzoplanetogenezy.

Komety poruszają się na orbitach, jak się przypuszcza, heliocentrycznych, po torach elipsoidalnych, paraboidalnych i być może hiperboidalnych i są składową naszego układu planetarnego. Nie znamy komet spoza niego. Komety zajmują głównie przestrzeń i orbity od zewnętrznych sfer planet wielkich przez Pas Kuipera i Obłok Oorta – główne zgrupowanie komet. Orbity komet mogą być czasem nachylone pod różnym, często dużym kątem do ekliptyki. Wyróżniamy komety krótkookresowe, długookresowe i jednopojawieniowe. Na ich tory mają wpływ np. Słońce i planety wielkie. Dlatego komety mogą należeć do tzw. rodzin komet, związanych z daną planetą i jej oddziaływaniem grawitacyjnym (np. są grupy kometarne Saturna, Urana czy Neptuna). Szczególnie płodny pod kątem badania początkowego komet i ich astrometrii był wiek XVII-XVIII, kiedy to powstawał w miarę już naukowy model komet (dawniej traktowano je jako wytwór atmosfery ziemskiej - dopiero astronomowie w tym okresie (m. in. Tycho Brahe) udowodnili, że ich orbity znajdują się poza orbitą Księżyca). I właśnie badanie ich torów pozwolić może poznać niektóre parametry orbit różnych ciał niebieskich w naszym układzie planetarnym, np. związane z układem planeta-kometa czy określających bliżej tzw. paralaksę heliocentryczną.

Trzeci aspekt znaczenia komet, impaktologia, to nauka o zderzaniu się małego ciała, np. planetoidy czy komety z dużą planetą lub księżycem. Jest to przedmiot badania zwłaszcza ostatnich lat; duże zasługi ma tu np. astrogeolog Eugene Shoemaker. Ta tendencja więc była taka, aby niektóre formacje geologiczne, np. kratery (np. na Księżycu) traktować jako efekt uderzenia planetoid i komet bardziej niż procesów wulkanicznych. Stworzono nawet koncepcję tzw. wieku obiektu na podstawie częstotliwości uderzeń małych ciał. W rejonach zewnętrznych Układu Słonecznego, gdzie rzadziej uderzają planetoidy z pasa głównego planetoid, a bardziej komety, można wiele na tej podstawie dowiedzieć się o danym, np. dużym obiekcie. Uważa się też, że komety są przyczyną występowania wody (lodu) na wielu planetach i księżycach, np. na Ziemi, Księżycu, Merkurym itd. Bliższa analiza tych zjawisk może wzbogacić naszą wiedzę o budowie, cechach i warunkach tych globów. Impakt można potraktować jako szczególny przypadek erozji kosmicznej, czym już zajmuje się astrogeologia planetarna. Analiza struktur poimpaktoidalnych, np. na Marsie, pozwoli poznać historię i budowę tej planety.

Podstawowe wewnętrzne części komety składają się z wody (lodu) i związków organicznych, często złożonych, oraz zestalonego dwutlenku węgla. Astronomowie Svante Arrhenius w 1906 r., potem Fred Hoyle i Chandra Wickramasinghe w latach 70. stworzyli teorię tzw. panspermii, zgodnie z którą komety, przenosząc związki organiczne, pierwociny życia, mogły, rozsiewając je na planetach podczas impaktów, zasiać je w kosmosie (i na Ziemi). Zgodnie z przeprowadzonymi doświadczeniami, np. laboratoryjnymi, formy biologiczne, np. bakterie mogą wiele znieść i przetrwać, np. krańcowe przyspieszenie, temperatury, próżnię itd. Stąd między innymi koncepcja o możliwości przetrwania życia w kosmosie. Poznanie ich pierwocin i podstaw na kometach może pozwolić dotrzeć do tajemnicy życia w ogóle. Zbadanie prebiotycznego etapu tych procesów może wnieść pewną wiedzę do bioastronomii.

Badanie komet, ich budowy (jądro, koma, zajmujący wizualnie nawet kilkadziesiąt stopni warkocz (pyłowy i gazowy)) może mieć znaczenie gospodarcze. Przy okazji eksploatacji, penetracji, holowania i eksploracji komet bliżej dowiemy się o planetach, księżycach, planetoidach i materii międzyplanetarnej w Układzie Słonecznym (też istnieje tu problem promieniowania słonecznego). Podobny problem wystąpi i już wystąpił przy eksploracji niektórych komet (np. misje Giotto, Wega itp.). W trakcie przygotowań do nich i w ich przebiegu trzeba było rozwiązywać wiele problemów związanych z kosmosem, np. obserwacyjnych, orbitalnych, geofizycznych, heliofizycznych czy astronautycznych. To również, niejako wraz z głównym badaniem komety Halleya i drugoplanowo wzbogaciło wiedzę na temat istnienia, „egzystowania” komet na tle procesów zachodzących w Układzie Słonecznym.

Powyższe rysunki autora przedstawiają komety – ich powierzchnię i przyszłą eksplorację.

Astrometria komety

Kometa – droga ku rubieżom układu

Bibliografia:

D.K. Yeomans, „Komety. Od starożytności do współczesności, w mitach, legendach i nauce”, Prószyński i S-ka, Warszawa 1999.

Tagi: komety, bioastronomia, astronomia plastyczna