Вероника Голубь
ноябрь 2016.
906

Почему хвост кометы всегда направлен от Солнца?

Ответить
Ответить
Комментировать
1
Подписаться
1
1 ответ
Поделиться

Там этих хвостов несколько.

Есть хвост I типа - это мелкие пылевые частицы, которые выбиваются в основном за счёт рассеяния солнечных фотонов. Взаимодействие довольно слабое, поэтому этот хвост получается изогнутым: начальная скорость частиц довольно маленькая. 

Хвост II типа - это плазма, которая состоит из ионизированного солнечными фотонами (в основном ультрафиолетовыми) газа. Так как это плазма, она легко взаимодействует с солнечным ветром и уносится с огромной скоростью. Из-за большой скорости, этот хвост получается очень вытянутым и направленным прямо противоположно Солнцу в направлении солнечного ветра.

Есть ещё пылевой след, который состоит из невзаимодействующих ни с чем частиц пыли, просто "парящих" на протяжении всей траектории кометы. 

Там всё на самом деле сложнее, у кометы формируется своеобразная магнитосфера, которая как-то сложно взаимодействует с солнечным ветром и т.д. 

4
-1

<<мелкие пылевые частицы, которые выбиваются в основном за счёт рассеяния солнечных фотонов. ...>>  У солнечного фотона нет столько энергии, чтобы выбить частичку пыли. Пыль выбивается механически газами, вырывающимися из ядра кометы, и испарений газов с самой поверхности кометы. А триггером этих процессов является тепловое излучение солнца. 

<<Так как это плазма, она легко взаимодействует с солнечным ветром и уносится с огромной скоростью. ...>>  Если это было бы так, то газовый хвост не был бы виден, так как скорость солнечного ветра более чем 300-400 км/с. Да и газ бы давно кончился из-за многократного пролета кометы рядом с Солнцем.  Плазменный газовый хвост действительно выстраиваться радиально от Солнца радиационным давлением Солнца, но при этом, высокая электропроводность плазмы создает собственную магнитосферу, противодействующую солнечному ветру, и удерживающую в равновесии газовое давление плазмы с магнитным полем в хвосте кометы. Похожий эффект наблюдается и во взаимодействии Солнечного ветра с магнитным полем Земли, удерживающим нашу атмосферу. Кстати, после облета Солнца, большинство газа и пыли скорее всего падает назад на комету.

0
Ответить

(1) Ну это просто водяной пар, который нагревается до тепловых скоростей больше 2й космической и улетает, унося за собой частицы пыли, да.

(2) Про это я подробно никогда не считал. Если есть ссылки на работы, бы очень рад. Мне немного неясно, как плазма может сама собой удерживаться, при том, что ни гравитационной связности, ни внешнего магнитного поля нет. У Земли есть собственное магнитное поле, которое позволяет удерживать магнитосферу, с кометой мне не до конца ясно.

0
Ответить

Вкратце и ключевыми словами это выглядит так и да простят меня эксперты по физике плазмы за слишком вольную интерпретирую поведения плазмы.  Не всяк ионизированный газ обзывают плазмой. Но если уже обзывают, значит этот газ должен удовлетворять условиям существования плазмы, главные из которых это высокая электропроводность и коллективные взаимодействия с окружающей средой. Межпланетное пространство заполнено регулярным магнитным полем (~10 mkG) с нерегулярной компонентой из-за Коронарных Выбросов и Вспышек на Солнце. Плазма, с высокой электропроводностью (хвост кометы), проходя через межпланетное магнитное поле, генерирует электрические токи индуцирующие собственное магнитное поле, противодействующее изменению потока магнитного поля через плазму. Это приводит к результирующему магнитному давлению на плазму и система плазма-магнитное поле начинает колебаться вокруг текущего равновесного состояния, зависящего от расстояния до Солнца. В области головы кометы, по направлению движения, возникает при этом ударная волна от набегающего межпланетного магнитного поля и противодействующего ему индуцированного плазмой магнитного поля. В результате  увеличивается давление, плотность и температура плазмы на фронте ударной волны, что разогревает комету (голова кометы начинает ярко светиться) и заполняет магнитосферу кометы дополнительным ионизированным газом, компенсируя естественные потери газа из области хвоста. Таким образом, взаимодействие плазмы с межпланетным магнитным полем приводит к тому, что межпланетное магнитное поле огибает (обтекает) комету создавая достаточное давление для удержания плазменного хвоста кометы.

+1
Ответить
Ещё 4 комментария

Ну мне всё ещё не до конца ясно, почему плазма не улетает. Если вы просто возьмёте блоб плазмы и пустите на него солнечный ветер (в т.ч. вмороженное поле), то ветер унесёт блоб и размажет. Значит нужно какое-то взаимодействие кометы с этой плазмой. Вариант с гравитацией не прокатит, нужно собственное магнитное поле кометы тогда.

0
Ответить

Собственное поле кометы это и есть поле образованное электрическим током текущим в плазме для индуцированного магнитного противодействия "размазыванию". Или другими словами, используя Вашу терминологию вмороженного поля: движущаяся поперёк магнитного поля плазма с бесконечной электрической проводимостью тянет за собой силовые линии магнитного поля, которые и вмороживаются в кометный хвост в процессе её движения.

0
Ответить

Нет, стоп. Я может не так детально знаю кометную науку, но более-менее понимаю плазму. 

Во-первых, там не может быть бесконечной проводимости. При такой маленькой ионизации как там, у вас поле не будет вморожено, и будет диссипация, из-за чего вы просто рано или поздно потеряете любую магнитосферу.

Даже если допустить, что там возникает поперечное движение, у вас полоидальное электрическое поле и продольное магнитное будут рождать ExB дрейф в радиальном направлении, и у вас частицы просто будут дрейфовать наружу. 

Ну либо я чего-то не понимаю. Нет ли какой-нибудь классической работы, обзора на тему электродинамики магнитосферы комет?

0
Ответить

Я не встречал детальных расчетов или результатов измерений, к сожалению. Но не исключаю что они есть. Вы молоды, вам и карты в руки. Удачи.

0
Ответить
Прокомментировать
Ответить