Strona głównaPytania → Los komety

Los komety

Pytanie

Pyta katarzyna

Po czym można poznać, czy obserwowana z Ziemi kometa jest okresowa i po pewnym czasie pojawi się ponownie w pobliżu Słońca, czy pojawiła się tylko raz w Układzie Słonecznym i nie wróci ponownie?

Odpowiedź

Odpowiada Leszek Czechowski

Gdyby nie było planet, to odpowiedź byłaby prosta: wystarczy obliczyć całkowitą energię komety, czyli energię kinetyczną plus energię potencjalną. Jeżeli całkowita energia jest ujemna, to kometa jest na orbicie eliptycznej, czyli będzie się regularnie zbliżała do Słońca. Gdy energia jest większa od zera to kometa porusza się po orbicie hiperbolicznej, czyli nie wróci w pobliże Słońca. Całkowita energia zerowa oznacza orbitę paraboliczną, czyli też kometa nie wróci. Energię potencjalną liczymy ze wzoru:

$$ E_{pot}=-\frac{GMm}{r},$$

gdzie $G$ to stała grawitacji, $M$ masa Słońca, $m$ masa komety, $r$ odległość komety od Słońca. Zakładamy więc, że w bardzo dużej odległości (w „nieskończoności”) $E_{pot} =0$, a im bliżej jest kometa do Słońca, tym jej energia bardziej ujemna.  Energię kinetyczną liczymy ze znanego wzoru:

$$E_{kin}=\frac{1}{2}mv^2,$$

gdzie $v$ to prędkość komety względem Słońca.

W praktyce sprawa nie jest taka prosta, bo każde zbliżenie komety do planety powoduje zaburzenie jej orbity i może nastąpić zmiana energii komety: np. kometa z orbity eliptycznej może znaleźć się na orbicie hiperbolicznej i w konsekwencji oddalić poza Układ Słoneczny. Prawdopodobnie większość komet w Obłoku Oorta to planetezymale wyrzucone tam wskutek zbliżenia do Jowisza lub Saturna.  Wiele komet zbliżających się z Obłoku Oorta ma energię bardzo bliską zeru, i nawet niewielkie zaburzenie może sprawić jej zasadniczą zmianę.

Oprócz zaburzeń orbity spowodowanej polem grawitacyjnym planet, kometa doznaje sił wskutek strumieni materii wypływającej z komety wskutek zbliżenia do Słońca. Strumienie te działają jak silnik rakietowy, zmieniając ruch.

Kometa może także spaść na Słońce lub planetę, kończąc swoją podróż.

Dlatego, dla niektórych komet, przyszły ich los może być trudny do określenia. Ogólnie jednak uważa się, że większość komet to komety pochodzące z Układu Słonecznego.