Próbniki kometarne

Waldemar Zwierzchlejski

Próbniki kometarne

Po ponad dziesięciu latach samotnego lotu przez międzyplanetarną pustkę, kilkakrotnie tylko przetykanego krótkimi spotkaniami z innymi ciałami niebieskimi, w najbliższych dniach dojdzie do bezprecedensowych w historii astronautyki wydarzeń. Po raz pierwszy sonda kosmiczna wejdzie na orbitę wokół jądra komety, a trzy miesiące później niesiony na jej pokładzie lądownik podejmie próbę łagodnego wylądowania na jego powierzchni. Powierzchni jednego z licznych w Układzie Słonecznym ciał niebieskich, o których nasza wiedza jest nadal fragmentaryczna, a których znaczenie dla powstania życia na Ziemi wydaje się być bardzo istotne, jeżeli nawet nie kluczowe.

Czym są komety?
Czytelnikom należy się wyjaśnienie, czym właściwie są komety oraz sprecyzowanie kilku pojęć, używanych w dalszej części artykułu. Otóż kometami nazywamy małe ciała niebieskie poruszające się w Układzie Słonecznym, które na krótko pojawiają się w pobliżu Słońca. Ciepło gwiazdy powoduje, że wokół jądra komety (średnica od kilkuset metrów do nawet 30 kilometrów) powstaje koma (w polskiej nomenklaturze astronomicznej używa się też określenia głowa), czyli gazowa otoczka o średnicy 50-250 tysięcy km. Słowo kometa pochodzi od łacińskiego cometes, które z kolei zostało zaczerpnięte od greckiego kome, oznaczającego włosy na głowie. Jako pierwszy określenia kometes użył Arystoteles, opisując je jako gwiazdy z włosami. W przestrzeń kosmiczną jądro komety wyrzuca materię, tworzącą dwa warkocze kometarne – gazowy i pyłowy, skierowane pod różnymi kątami do kierunku ruchu komety. Gazowy warkocz jest zwrócony zawsze w kierunku przeciwnym do Słońca, co jest spowodowane oddziaływaniem wiatru słonecznego. Natomiast warkocz pyłowy składa się z drobin zbyt masywnych, by wiatr słoneczny mógł znacząco zmienić kierunek ich ruchu i w zasadzie podąża śladem jądra komety.

Ich długość może sięgać nawet setek milionów kilometrów, pamiętać jednak należy, że są one niezwykle rozrzedzone. Komety wykazują aktywność jedynie gdy przebywają w pobliżu Słońca (zazwyczaj w odległościach mniejszych od 3-4 jednostek astronomicznych, to jest 450-600 milionów km. Jądro komety jest zbudowane z mieszaniny pyłów i drobnych odłamków różnorodnych minerałów, lodu wodnego (istnieje hipoteza, że komety są głównym, jeśli nie jedynym źródłem zasobów wody na naszej planecie), zestalonego dwutlenku węgla, amoniaku i metanu. Skąd pochodzą komety? Prawdopodobnie powstały z obłoków małych ciał, pyłów i gazów, otaczających gwiazdy posiadające układy planetarne, takich jak Pas Kuipera, czy Obłok Oorta, będący pozostałością po procesie formowania się Układu Słonecznego. Jest to najbardziej zewnętrzna część naszego układu, rozciągająca się wiele setek miliardów kilometrów i dalej wokół Słońca. Korzystając z zakłóceń powodowanych przez obiekty Obłoku, a także wielkie planety Układu, od czasu do czasu zostają wytrącone ze swego leniwego biegu w lodowatej otchłani. Podążają wówczas w kierunku Słońca – po hiperboli bądź paraboli, by przejść w jego pobliżu (czasem te spotkania są zbyt bliskie i kometa po prostu spada na Słońce, czy raczej odparowuje w jego fotosferze) i ponownie, tym razem już na zawsze, zniknąć w mrokach kosmosu. Jednak niewielka część z nich podczas krótkiego pobytu w centrum Układu Słonecznego zbliża się na tyle do którejś z wielkich planet, by jej orbita została zmieniona na eliptyczną. Taka kometa, w przeciwieństwie do swych jednopojawieniowych sióstr, staje się okresowa, przynajmniej do czasu kolejnego bliskiego pasażu w rejonie planety-giganta. Dziś wiemy, że niektóre z komet (a znamy ich ponad pięć tysięcy, ilość całkowita jest szacowana na setki milionów) pozostają w centrum przez setki i tysiące lat, a ich okresy obiegu wynoszą od kilku do nawet ponad tysiąca lat (znane są też komety o czasie obiegu kilku milionów lat, lecz ich orbity są tak bliskie paraboli, że najmniejsze zakłócenie może spowodować, że nigdy już nie powrócą do wnętrza Układu Słonecznego). Pierwszym, który w 1705 r. wskazał na możliwość okresowości komet był angielski uczony Edmond Halley. Na podstawie danych historycznych obliczył on tory kilkudziesięciu komet i zauważył, że komety z lat 1531, 1607 i 1682 mają niemal identyczne orbity. Uznał, że to jedna i ta sama kometa i zapowiedział jej powrót na 1759 r. Gdy tak się stało, pośmiertnie została ona nazwana jego nazwiskiem. Kometa ta była też pierwszą, która została sfotografowana w 1986 r. przez sondy kosmiczne. Los komet okresowych nie jest godny pozazdroszczenia – jeśli nie spadną na Słońce lub jedną z planet (jak np. kometa Shoemaker-Levy 9 w 1994 r.), zazwyczaj „wypalają” się w trakcie bliskich Słońcu pasaży i zmieniają się w nieaktywną planetoidę, niekiedy też rozpadają się na wiele części. Tak płacą za piękne widowisko, które nam od czasu do czasu urządzają. Pozostają po nich roje meteoroidów, których tory niekiedy przecinają orbitę Ziemi (czy innych planet) i kończą swe istnienie w postaci odparowujących w atmosferze meteorów.

Pełna wersja artykułu w magazynie Lotnictwo 8/2014