Týdeník věnovaný aktualitám a novinkám z fyziky a astronomie. Vydavatel: AGA (Aldebaran Group for Astrophysics) Číslo 9 – vyšlo 6. března, ročník 4 (2006) © Copyright Aldebaran Group for Astrophysics Publikování nebo šíření obsahu je zakázáno. ISSN: 1214-1674, Email: bulletin@aldebaran.cz

9/2006

Blízká setkání s kometou Halley

Jana Sainerová

Halleyova kometa je asi nejznámější kometouKometa – těleso malých rozměrů obíhající kolem Slunce většinou po protažené eliptické dráze s periodou od několika let po tisíce roků. Při přiblížení ke Slunci se vypařuje část materiálu jádra a kometa vytváří komu a eventuálně ohon. Jde o pozůstatky materiálu z doby tvorby sluneční soustavy. Dnes se nacházejí v Oortově oblaku za hranicemi sluneční soustavy, ve vzdálenosti 20 000÷100 000 au. Některé komety pocházejí i z bližšího Kuiperova pásu. vůbec. Své jméno získala na počest Edmonda Halleye, anglického astronoma působícího v osmnáctém století. Halley, který se zabýval výpočty drah komet, zjistil nápadnou podobnost mezi drahami komet z let 1531, 1607 a 1682 a usoudil, že se pravděpodobně jedná o jedno těleso, které se podobně jako planety pohybuje po uzavřené dráze kolem SlunceSlunce – nám nejbližší hvězda, tzv. hvězda hlavní posloupnosti, která se nachází ve vzdálenosti 149,6×10⁶ km od Země. Jde o žhavou plazmatickou kouli s průměrem 1,392×10⁶ km, teplotou na povrchu 5 780 K, teplotou v centru přibližně 15×10⁶ K a zářivým výkonem 3,846×10²⁶ W. Zdrojem energie je jaderná syntéza, při které se za každou sekundu sloučí v jádru Slunce 700 milionů tun vodíku na hélium. s periodou oběhu 76 let. Příští návrat komety předpověděl na rok 1758. Bohužel zemřel o šestnáct let dříve, již v roce 1742, a nedožil se tak potvrzení správnosti Newtonovy gravitační teorie. Kometu pak jako první pozoroval 25. prosince 1758 Němec Johann Palitzsch a 1P/Halley je tak jednou z mála komet, která nenese jméno svého objevitele.

Kometa – těleso malých rozměrů obíhající kolem Slunce většinou po protažené eliptické dráze s periodou od několika let po tisíce roků. Při přiblížení ke Slunci se vypařuje část materiálu jádra a kometa vytváří komu a eventuálně ohon. Jde o pozůstatky materiálu z doby tvorby sluneční soustavy. Dnes se nacházejí v Oortově oblaku za hranicemi sluneční soustavy, ve vzdálenosti 20 000÷100 000 au. Některé komety pocházejí i z bližšího Kuiperova pásu. Oortův oblak – také Oortovo-Öpikovo mračno. Jedná se o jakousi zásobárnu kometárních jader, která se nachází ve vzdálenosti zhruba 20 000 až 100 000 astronomických jednotek od Slunce. Obsahuje velké množství nepravidelných těles s drahami o sklonech v rozmezí 0 až 90°. Jedná se většinou o slepence zmrzlých plynů, vodního ledu a úlomků hornin, které se dostávají do blízkosti Slunce vlivem gravitačních poruch. Jejich počet se odhaduje na jeden bilión při celkové hmotnosti do 10 Zemí. také Oortovo-Öpikovo mračno. Jedná se o jakousi zásobárnu kometárních jader, která se nachází ve vzdálenosti zhruba 20 000÷100 000 AU od Slunce. Obsahuje velké množství nepravidelných těles s drahami o sklonech v rozmezí 0°÷90°. Jedná se většinou o slepence zmrzlých plynů, vodního ledu a úlomků hornin, které se dostávají do blízkosti Slunce vlivem gravitačních poruch. Jejich počet se odhaduje na jeden bilión při celkové hmotnosti do 10 MZ. TNO (Trans Neptunian Objects) – tělesa nacházející se za oběžnou drahou Neptunu, jiný název objektů Kuiperova pásu. Historicky se dělila na plutina, objekty s oběžnou drahou podobnou Plutu a Charonu, která rezonuje s drahou Neptunu 2:3; klasické objekty Kuiperova pásu s drahou za drahou Pluta a rozptýlené objekty Kuiperova pásu. Novými TNO objekty jsou od roku 2006 trpasličí planety, mezi které patří velká TNO tělesa, například Pluto, Charon a Xena. Kuiperův pás – oblast malých těles za drahou Neptunu. Vnitřní okraj pásu se nachází ve vzdálenosti asi 30 a vnější asi ve vzdálenosti 500 astronomických jednotek od Slunce. Je „položen“; do roviny ekliptiky. Dnes známe tisíce objektů Kupierova pásu a předpokládá se, že existuje přes 100 000 objektů s velikostí větší než 100 kilometrů. Průměry těles nepřesahují (až na ojedinělé výjimky) 400 km. Celková hmotnost všech těles se odhaduje na 0,1 hmotnosti Země. Nejznámějším tělesem Kuiperova pásu je Pluto.

Kometa 1P/Halley fotografovaná během svého třicátého návratu v roce 1986.

Kometa 1P/Halley je krátkoperiodická, ke Slunci se vrací přibližně jednou za 76 let. Její návrat není možné předpovědět s absolutní přesností kvůli poruchám dráhy způsobovaným velkými planetami sluneční soustavy. První záznamy o pozorování Halleyovy komety pocházejí z Číny z roku 239 před Kristem, příští návrat je předpovězen na rok 2061.

Podobně jako jiné komety je i 1P/Halley zodpovědná za aktivitu dvou meteorických rojůMeteorický roj – proud meteoroidů obíhajících kolem Slunce po eliptické dráze, která protíná dráhu Země. V době, kdy Země prochází průsečíkem těchto drah, vlétávají meteoroidy do zemské atmosféry. Dráhy meteoroidů v roji jsou při vstupu do atmosféry prakticky rovnoběžné a vlivem perspektivy se zdá, že meteory roje vyletují z jednoho místa na hvězdné obloze (z tzv. radiantu roje). Roje jsou pojmenovány podle souhvězdí, kde leží radiant. Zpravidla vznikají rozpadem mateřské komety, která s rojem souvisí., konkrétně za Eta Akvaridy (pozorovatelné v květnu) a Orionidy (aktivní v říjnu).

Parametry komety 1P/Halley
rozměry jádra	16 × 8 × 8 km
albedoAlbedo – míra odrazivosti povrchu tělesa. Jde o poměr dopadajícího a odraženého elektromagnetického záření vyjádřený zpravidla v procentech nebo desetinných číslech. Pokud není specifikováno jinak, jde o viditelné světlo a kolmý dopad. Například albedo sněhu je 90 % (0,9), albedo oceánů maximálně 10 % (0,1), Země má celkové albedo 31 % (0,31) a Měsíc 12 % (0,12).	0,03
vzdálenost v periheliuPerihelium – přísluní, bod na eliptické dráze kolem Slunce, který je Slunci nejblíže. Obdobně perigeum je stejný bod na orbitě kolem Země a periluna na orbitě kolem Měsíce.	0,587 AUAU – astronomická jednotka (Astronomical Unit), původně střední vzdálenost Země od Slunce, v roce 2012 ji IAU definovala jako 149 597 870 700 m přesně a změnila zkratku z AU na au. Astronomická jednotka se používá především pro určování vzdáleností ve sluneční soustavě, pro přibližné odhady postačí hodnota 150 milionů kilometrů.
sklon dráhy	162,24°
výstřednost	0,967
hustota	0,1 g cm−3

International Halley Watch

Organizace Mezinárodní sledování Halleyovy komety (IHW) bylo založeno v roce 1979, kdy Louis Friedman z Jet Propulsion LaboratoryNASA JPL (NASA Jet Propulsion Laboratory) – oddělení NASA zabývající se konstrukcí raketových pohonů. přesvědčil NASANASA – National Aeronautics and Space Administration, americký Národní úřad pro letectví a kosmonautiku, byl založen prezidentem Eisenhowerem 29. července 1958. Jde o instituci zodpovědnou za kosmický program USA a dlouhodobý civilní i vojenský výzkum vesmíru. K nejznámějším projektům patří mise Apollo, která v roce 1969 vyvrcholila přistáním člověka na Měsíci, mise Pioneer, Voyager, Mars Global Surveyor a dlouhá řada dalších., že by měla být vyvinuta mezinárodní snaha, aby během následujícího (30. pozorovaného) návratu Halleyovy komety bylo získáno maximum vědeckých údajů z pozemských i vesmírných pozorování. Cílem bylo co nejvíce podpořit jakékoli vědecké způsoby výzkumu komety ze zemského povrchu i z vesmíru. Hnutí koordinovalo obrovské pozorovací úsilí, zahrnující vizuální pozorování, fotografování a studium oblasti kolem jádra, které vyvrcholilo vysláním pěti kosmických sond ke kometě. Návratu Halleyovy komety v roce 1986 tak byla věnována pravděpodobně větší pozornost, než jakémukoli jinému kosmickému úkazu.

Kometa byla poprvé zachycena více než 40 měsíců před průchodem přísluním na snímcích z pětimetrového Haleova dalekohledu na Mt. palomarské hvězdárně, 16. října 1982. Zpočátku se ale pozorování soustředila na zpřesnění předpovězené dráhy kvůli správnému navedení sond ke kometě.

Byla to především evropská sonda GiottoGiotto – sonda ESA, která startovala 2. července 1985, mise úspěšně skončila 23. července 1992. Zkoumala komety Halley a Grigg-Skjellerup. Přinesla první fotografie kometárního jádra zblízka., která se dostala až do vzdálenosti cca 600 km, a na Zemi odeslala překvapivé snímky protáhlého jádra, které je tmavší, než se očekávalo. Odráží pouze 3 % dopadajícího světla, a je tak jedním z nejtmavších těles ve sluneční soustavě.

Snímek jádra Halleyovy komety ze sondy Giotto

Kometa byla sledována i po průletu přísluním. Překvapila, když se v roce 1991 neočekávaně mnohonásobně zjasnila a prachová koma, která se vytvořila kolem jádra, byla pozorována přes tři měsíce, příčina zjasnění ale není příliš jasná.

Zatím poslední snímky pořídily dalekohledy Very Large TelescopeVLT – Very Large Telescope, čtveřice dalekohledů ESO postavená v Chile na Cerro Paranal (2635 m). Dalekohledy mají celistvá zrcadla o průměru 8,2 metru (Antú – 1998; Kueyen – 1999; Melipal – 2000; Yepun – 2001). Názvy zrcadel znamenají v Mapušštině Slunce, Měsíc, Jižní Kříž a Venuši. Sběrná plocha každého z velkých přístrojů je 53 metrů čtverečních. Dalekohledy jsou vybaveny systémem adaptivní a aktivní optiky. Další menší pomocné dalekohledy tvoří s hlavní čtveřicí výkonný interferometr o základně 200 m, jehož srdcem je od roku 2015 přístroj Gravity – interferometr druhé generace. Evropské jižní observatoře počátkem března 2003, kdy byla kometa od Slunce vzdálena 28 AU.

International Cometary Explorer (ICE)

Americká sonda ICE byla prvním průkopníkem průzkumu komet automatickými sondami. Původně byla vypuštěna pod označením ISEE-3 (International Sun-Earth Explorer) 1. září 1978, aby se věnovala studiu interakce plazmatu se slunečním větrem v okolí Země. Po skončení původní plánované mise byla přesměrována a 11. září 1985 proletěla kolem ne příliš aktivní komety 21P/Giacobini-Zinner (oběžná doba 7 let). Ze vzdálenosti necelých 8 000 km se zaměřila na studium částic a polí v okolí kometárního jádra. 28. března 1986 pak proletěla zhruba ve vzdálenosti 30 milionů km od komety 1P/Halley. Sonda byla vypnuta v květnu 1997 a do blízkosti Země se znovu dostane v roce 2014.

International Comet Explorer (ICE), dříve ISEE 3.

Vega 1 a 2 (Venera-Galej)

Sondy sovětské provenience byly vypuštěny v prosinci roku 1984 (Vega 1 dne 15. 12., Vega 2 dne 21. 12.). Nejprve zamířily k planetě VenušiVenuše – nejbližší planeta vzhledem k Zemi. Hustá atmosféra zabraňuje přímému pozorování povrchu. Díky skleníkovému efektu je na povrchu vysoká teplota, nejvyšší dosud naměřená hodnota činí 480 °C. Venuše obíhá kolem Slunce takřka po kruhové dráze ve vzdálenosti 108 milionů kilometrů s periodou 225 dní. Otočení kolem vlastní osy (proti oběhu, tzv. retrográdní rotace) trvá 243 pozemských dnů. To znamená, že na Venuši Slunce vychází a zapadá jen dvakrát za jeden oblet Slunce. Oblaka Venuše dobře odrážejí sluneční svit a proto je tato planeta po Slunci a Měsíci nejjasnějším tělesem na obloze. Na večerní obloze jí můžeme spatřit jako Večernici a na ranní obloze jako Jitřenku., kde vypustily sestupné moduly určené k průzkumu Venušiny atmosféry. Tyto byly vybaveny také speciálními aerostaty, které se oddělily během sestupu a téměř dva pozemské dny se vznášely v atmosféře v průměrné výšce 54 kilometrů.

Orbitální části využily gravitačního působení planety k navedení ke kometě. Setkání proběhla 6. a 9. března 1986 ve vzdálenostech 8 900 km a 8 200 km. Na Zemi sondy odeslaly kromě velkého množství spektrometrických dat a údajů o prachu, plazmatu a zachyceném záření také přibližně 1 500 snímků komety.

Sonda Vega

Sakigake

Jméno sondy v japonštině znaměná „průkopník“. Jednalo se totiž o první japonskou misi do vzdálenějších končin sluneční soustavy. Sakigake odstartovala 8. ledna 1985. Tato sonda byla konstrukčně identická se sondou Suisei, nesla ale odlišné přístrojové vybavení. Byla určena pro studium slunečního větruSluneční vítr – proud nabitých částic ze Slunce, které zaplavují celou Sluneční soustavu. Zejména jde o protony, elektrony a alfa částice (jádra hélia). Typická rychlost částic u Země je kolem 500 km/s (rychlost zvuku v tomto prostředí je 50 km/s), teplota 3 eV (30 000 K) a koncentrace několik protonů v cm³. Částice vylétávající podél otevřených siločar mají vyšší rychlost (přibližně 750 km/s) a nazýváme je rychlý sluneční vítr. Sluneční vítr objevil anglický astronom Richard Carrington v roce 1859, kdy bylo za půl dne po slunečním vzplanutí narušeno magnetické pole Země. Pojmenování sluneční vítr pochází od amerického astronoma Eugena Parkera. a magnetických polí. K maximálnímu přiblížení k Halleyově kometě došlo 11. března 1986 na vzdálenost sedm milionů kilometrů.

Japonsko se podobně jako Evropská kosmická agentura (sonda GiottoGiotto – sonda ESA, která startovala 2. července 1985, mise úspěšně skončila 23. července 1992. Zkoumala komety Halley a Grigg-Skjellerup. Přinesla první fotografie kometárního jádra zblízka.) rozhodlo sondu po splnění primárního úkolu přesměrovat k dalšímu cíli. V letech 1992-1995 bylo využito zemské gravitace k přesměrování Sakigake k novému cíli, kometě 45P/Honda-Mrkos-Pajdušáková. Kolem této krátkoperiodické komety (perioda 5,2 roku) proletěla 3. února 1996 ve vzdálenosti přibližně 10 000 km.

Japonská sonda Sakigake

Suisei

Sesterská sonda „pionýra“ Sakigake startovala 18. srpna 1985. Přibližně měsíc před a po průletu kolem 1P/Halley (8. března 1986 ve vzdálenosti přibližně 150 000 km) sonda pořizovala až šest fotografií komety v ultrafialovém záření denně. I Suisei měla být odkloněna k dalšímu cíli, kometě 21P/Giacobini-Zinner (průlet plánován na listopad 1998) a proletět ve vzdálenosti několika milionů kilometrů od komety 55P/Tempel-Tuttle (průlet plánován na únor 1998), pro dokončení mise ale sondě nezbylo dostatečné množství paliva.

Giotto

Sonda Evropské kosmické agentury byla vypuštěna 2. července 1985. Kometu 1P/Halley minula 14. března 1986 ve vzdálenosti pouhých 596 km a pořídila tak první fotografie kometárního jádra zblízka. V roce 1990 prolétla kolem Země a provedla druhé úspěšné kometární setkání, s kometou 26P/Grigg-Skjellerup, ke které se 10. července 1992 přiblížila dokonce na 125 km. O čtrnáct dní později byla uložena k věčnému spánku, neboť pro další korektury dráhy neměla dostatek paliva.

Giotto jako jediná sonda nese jméno umělce. Pojmenována byla podle italského malíře Giotta di Bondone, který Halleyovu kometu vyobrazil jako betlémskou hvězdu na fresce Klanění tří králů v roce 1301.

Giotto di Bondone: Freska s vyobrazením Halleyovy komety

Sonda Giotto Evropské kosmické agentury

Spartan 203

Série sond Spartan byla americký program levných a jednoduchých sond určených k vypuštění z raketoplánu a opětovnému zachycení po několika dnech. Spartan 203 byl sestrojen v rekordních čtrnácti měsících, aby provedl ultrafialová pozorování komety 1P/Halley. Bohužel byl ale ztracen při nehodě raketoplánu Challenger v lednu 1986.

Ostatní mise zaměřené na studium komet

Po úspěchu sondy Deep Impact v roce 2005 nyní nastane dlouhé období čekání na přílet Rosetty ke kometě 67 P/Churyumov–Gerasimenko v roce 2014. Sledování kometárního jádra po dobu delší než pouze během průletu by mohlo přinést další zajímavá odhalení.

Klip týdne: Halleyova kometa

Na dnešním klipu vidíte záběry slavné Halleyovy komety při přibližování sondy Giotto. Sonda Giotto je sondou Evropské kosmické agentury, která se ke kometě přiblížila v roce 1986 na vzdálenost pouhých 596 km. Dobře patrné je nepravidelné jádro komety, jehož delší rozměr je 16 km. Sonda byla pojmenována podle italského malíře Giotta di Bondone, který Halleyovu kometu nakreslil na jedné ze svých fresek. (mpg, 1 MB)

Odkazy