Вопросы по теории кометной астрономии

[Сергей Шмальц]

1) Не могу найти никакой литературы или статей об орбитальной прецесии комет, неужели ничего нет? Хотя бы даже статистические данные по каким-либо кометам были бы интересны для ознакомления.

2) В работе Зденека Секанина (Non-gravitational effects in comet motions and a model of an arbitrarily rotating comet nucleus, 1967), прочитал утверждение, что влияние негравитационных сил проявляется в изменении значений наклонения и долготы восходящего узла кометной орбиты. Почему только эти параметры подвержены изменению?

3) Как известно, кометы по соотношению газа-пыли и размеру пылевых частиц в их атмосферах подразделяют на два типа – газовые и пылевые; при этом пылевые обладают более сильным инфракрасным излучением и выглядят соответственно ярче в этом диапазоне. Также известно, что наземные наблюдения в инфракрасном диапазоне осложнены атмосферой Земли, тем не менее существую-таки наземные инфракрасные телескопы и интерферометры. Каковы минимальные требования для такого телескопа, чтобы его можно было использовать в обнаружении комет именно в инфракрасных лучах, опережая тем самым их обнаружение в обычную оптику? Правда, я скорее сомневаюсь в возможности такого опережения.

4) Вопрос историческо-литературного характера: может есть в электронном виде переводы работ Тихо Браге, наподобие переводов работ Ньютона? Меня интересует его доказательство параллактическими наблюдениями, что комета 1557 года была дальше от Земли, чем Луна.

5) В книге Хулио Фернандеса (Comets, 2005) читаю:

The measured magnitude will depend on the instrument employed. Thus, a telescope of small aperture will bring within the field of view the central condensation of the comet plus the extended coma, while a telescope of large aperture will only bring the central condensation. In the latter case the comet will thus look fainter than in the former case.

Верно ли следующее умозаключение: для определения интегрального блеска кометы лучше использовать малую апертуру, а для определения степени конденсации – большую апертуру.

6) В работе "The evolution of striae in the dust tail of the comet Hale-Bopp" (Ryan et al, 1999) в таблице на стр.3 приводится колонка с термином "orbital plane tilt", а под таблицей пояснение к этому термину. Я так и не нашёл других примеров этому термину и не совсем пойму его определение и, что самое главное, его применение/значение.

[Darth Sirius]

Каковы минимальные требования для такого телескопа, чтобы его можно было использовать в обнаружении комет именно в инфракрасных лучах, опережая тем самым их обнаружение в обычную оптику?

Есть вариант использовать прибор ночного видения. Вроде бы окуляры со встроенным ЭОП стоят от нескольких килобаксов.

[Сергей Шмальц]

7) Мне попадалось упоминание вскользь, что пылепроизводительность комет находится в зависимости от гелиоцентрического расстояния примерно как r^-3. Это справедливо для всех типов комет?

8) Очень, очень и ещё раз очень хочется найти книгу "Formulae and Directions for Computing the Orbits of Minor Planets and Comets, by Y. Väisälä and L. Oterma. 1951." Её нигде не достать. Единственный вариант – отсканировать. Может есть у кого? Попутно интересуют любые другие публикации на эту же тему.

[Сергей Шмальц]

9) Начиная с какого расстояния (в а.е.) от Солнца аморфный лёд кометы начинает превращаться в кубический кристаллический? И с какого расстояния последний начинает преобразовываться в гексагональный? (Вопрос можно переформулировать: На каких расстояниях от Солнца в Солнечной системе наличествуются температуры, являющиеся границами переходов Ia --> Ic --> Ih?)

10) Переходит ли кристаллический лёд кометы, образовавшийся в период приближения кометы к Солнцу, при последующем отдалении кометы от Солнца после прохождения перигелия снова в аморфную форму? Если да, то на тех же расстояниях, что и в вопросе 9?

11) Есть ли предел глубины, на которую аморфный лёд может преобразовываться в кристаллический? Очевидно, что это должно зависеть от гелиоцентрического расстояния кометы – какой формулой она выражается?

[LeonidOS]

7) Мне попадалось упоминание вскользь, что пылепроизводительность комет находится в зависимости от гелиоцентрического расстояния примерно как r-3. Это справедливо для всех типов комет?

Нет, по этому параметру они очень сильно разнятся. Обычно считается что пылепроизводительность выше у "новых" или долгопериодических комет, пока как я понимаю рекорд у C/1995 O1. Но, в то же время комета C/2010 X1 облада аномально низкой пылепроизводительностью, меньший показатель был только у кометы Энке (надо поднять циркуляры с наблюдениями C/2010 X1 на субмиллиметровом телескопе). Хотя C/2010 X1 это типичный представитель динамически новых комет, которые обычно "пыльные".

[Сергей Шмальц]

Обычно считается что пылепроизводительность выше у "новых" или долгопериодических комет

Не, это другое – классификация комет по пылепроизводительности. Мой же вопрос об изменении пылепроизводительности какой-то конкретной, отдельно взятой кометы любого типа по мере изменения её гелиоцентрического расстояния – будет ли это изменение для любого типа кометы обратно пропорционально кубу r? То есть, например, возьмём Энке с её рекордно низкой пылепроизводительностью вообще, на расстоянии r1 у неё некая пылепроизводительность p1(Encke), теперь возьмём C/1995 O1 с её рекордно высокой п-тью вообще, на том же расстоянии r1 у неё некая п-ость p1(C/1995 O1), теперь расположим обе кометы на другом гелиоцентрическом расстоянии r2, получим п-ти p2(Encke) и p2(C/1995 O1) соответственно; вопрос – изменятся ли значения п-ти у этих обеих комет разного (количественного) типа пылепроизводительности по закону обратного куба расстояния?

[LeonidOS]

Я думаю что реально этот степенной закон использовать не нужно, реальное значение можно получить только из измерений по конкретной комете. Если нужна лишь грубая апроксимация... но все равно ответить можно ли его использовать для всех комет не могу. Думаю что нельзя.

[Interstellar comet]

Верно ли следующее умозаключение: для определения интегрального блеска кометы лучше использовать малую апертуру, а для определения степени конденсации – большую апертуру.

Привет Сережа....
Именно, так ... или почти так....  При наблюдении комет, оценке их  интегрального блеска, используется один и тот же инструмент. Но если ты оцениваешь конденсацию с большим инструментом, то  в примечании при отправке наблюдений  указываешь параметры этого самого инструмента. Ты затрагиваешь интересные вопросы. Я поддержу тебя в этом обсуждении.....

[Artom]

Верно ли следующее умозаключение: для определения интегрального блеска кометы лучше использовать малую апертуру, а для определения степени конденсации – большую апертуру.

Нет, не так.

Если говорить о наблюдениях по ПЗС-снимкам, то дело скорее в масштабе, который должен быть по возможности меньшим. Чем мельче масштаб снимка, тем более звездообразна комета и, следовательно, тем точнее можно выполнить оценку интегрального блеска.

По степени конденсации да, разрешение уже важно. Чтобы было хорошо видно то, что оценивается.

[Interstellar comet]

Артем, прочти внимательно рекомендации ICQ. И мы не говорим о ПЗС оценках пока  и  очень слабых кометах... Мы пока обсуждаем визуальные кометы...
Вот выдержки из работы Грина:
 1. Если желается оценивать яркость довольно яркой кометы (скажем ярче 11m) с весьма большой комой (скажем, размером > 3') по большому счету захочется использовать наименьшую апертуру необходимую для того, чтобы проще видеть комету – наряду с меньшими увеличениями, что в общем предполагает использование короткофокусного инструмента (предпочтительно меньшего, чем f/8).
2.]. То что комета выглядит слабее при больших апертурах  (и больших увеличениях) – наблюдение известное в течение сотен лет [напр., см. наблюдения кометы 12Р/Понс-Брукс H. C. Wilson’ом 1884]. С другой стороны, более слабые кометы могут быть легко видными при больших увеличениях, где эффективная яркость фона неба понижена [Morris 1986]. Таким образом, поскольку апертура объективной линзы / зеркала является наиболее значительным элементом телескопа,  потому, что она определяет количество света собираемое для наблюдателя, большая апертура и большее увеличение не всегда лучше в отношении наблюдения комет; увеличение необходимо выбирать применительно к обстоятельствам и тому, что измеряется.

[Artom]

Артем, прочти внимательно рекомендации ICQ. И мы не говорим о ПЗС оценках пока  и  очень слабых кометах... Мы пока обсуждаем визуальные кометы...

Хорошо, без проблем прокомментирую и относительно визуальных наблюдений.

Вообще, первое и общее правило - комету правильнее оценивать не в большую или маленькую апертуру, а в ту апертуру, в которую она видна! А вот если она видна и в большую и в маленькую, тогда уже возникают нюансы.

Во-первых, чтобы оценка была качественной, необходимо, чтобы комета была видна хорошо. Это нужно учитывать при уменьшении апертуры.

Уменьшение оправдано в том случае, когда при этом значительно увеличивается поле зрения (возможность применить малые увеличения). Тогда комета уменьшается и (как и в случае ПЗС-снимков, как я писал ранее), её блеск адекватно оценить проще из-за элементарных меньших видимых размеров.

Касательно степени конденсации - никаких таких закономерностей нет. Но важно, чтобы комета была уверенно видна.

[Interstellar comet]

 Проблема оценки DC.
Из всех параметров, измеряемых визуальными наблюдателями, степень конденсации единственный, который не имеет независимой ссылки или масштаба сравнения. Оценки величины делаются, используя звезды сравнения для ссылки. Диаметры комы получаются с помощью синхронизации или прямым измерением относительно звездных пар. Напротив, DC имел только нясно определенную шкалу от 0 до 9, при отсутствии чего бы то ни было для допущения прямого сравнения. За пределами соглашения, что 0 = полностью диффузно и 9 = звездообразно (или звездно в центре), остально было делом наблюдателя (или, в некоторых случаях, группы наблюдателей) интерпретировать детали шкалы DC. К сожалению, различные группы и наблюдатели достигли различных интерпретаций масштаба DC. Некоторые из этих разногласий в DC незаметны, но (как отмечено выше) они могут быть очень драматическими.
Полноценность оценок DC рассмотривалась начиная с появления 1P/Галлей. Следуя указанию ICQ, международная программа наблюдения кометы Галлея (IHW) включала DC в свое руководство по наблюдению [Edberg 1983], по форме отчета, и в архиве IHW. К сожалению, DC результаты по 1P/Галлей были менее чем однородными; эти плохие результаты произошли несмотря на (как думали) ясное  описание, с рисунками различных уровней DC, включенных в Руководство для Наблюдателей IHW. 1P/Галлей была не самым плохим случаем. Для некоторых комет, когда оценки DC многих наблюдателей сравнивмы между собой, такие оценки охватывают 0-9 по большинству всем или появлениям комет, без ясной тенденции или заметных усреднений. В отличие от разброса в визуальных оценках величины, которые могут быть значительно уменьшены,  применяя соответствующие критерии отбора (например, опыт наблюдателя), разброс в DC,  драматично не улучшается,  применяя эти методы отбора.
И к чему тогда нам, визуальщикам, беспокоиться? На паре примеров, профессиональные астрономы использовали результаты DC как доказательство, что любому наблюдению визуальным наблюдателем нельзя было бы доверить, и точка. В конце концов, если наблюдатель не может определить, является ли комета звездообразной (DC = 9) по виду или диффузной (DC = 0), как Вы можете доверять более точным наблюдениям? Должно быть отмечено, что много профессиональных астрономов ценят вклад, который визуальные наблюдатели вносят в некоторых областях астрономии, включая визуальное наблюдение комет. Однако, при условии, что представляемые результаты DC, главным образом, довольно бесполезны при сравнении данных, получаемых различными наблюдателями, нужно задать два важных вопроса. Имеется ли хорошая причина оценивать DC? Если так, можем ли мы оценивать ее достаточно точно, чтобы это было полезным? Мы полагаем, что  ответ на первый вопрос - "Да". Ответ на второй вопрос является в настоящее время "Нет", но возможно с более ясным определением DC, будет обеспечен способ для улучшения полноценности этого параметра.

[Artom]

Цитата имеет весьма косвенное отношение к рассматриваемому вопросу. Тем не менее, Сергей, прошу тебя выслать мне это руководство полностью на адрес электронной почты, буду очень благодарен.

***

И, всё-таки... Действительно, одна и та же комета при меньшем масштабе изображения (увеличении) вполне может казаться более конденсированной... Например, наблюдая комету в бинокль с 7-кратным увеличением и телескоп с 50-кратным наблюдатель может объективно задокументировать разное DC. Параметр субъективен, что и говорить... Но определённый прок от него всё же есть.

[Interstellar comet]

И как это не странно, но мой опыт говорит о том, что комета , достаточно яркая, при оценке с разными  увеличениями и инструментами,  имеет не такое уж и большое различие в DC, как правило 1-2 степени, что и понятно....   У глаза свой предел, как впрочем  и у слабого инструмента..... И если мы не видим чего-то... - это не есть объективная оценка  ядерной активности, параметра DC. Объективна только интегральная величина...  А если привязаться  еще к звездному стандарту, который рекомендован о обстоятельно изучен и признан профи, то это вообще жутко полезная вещь - эта самая интегральная величина.  Покажи мне  хоть одно наблюдение ПЗС или  визуальное, где бы значение DC было бы диаметрально противоположное или жутко разнилось? Всегда где-то рядом... Все те же 1-2 степени....
Вероятно в недалеком будущем мы обуздаем  и  поймем, как правильно оценивать DC.  Скорее всего нужно определить визуальный предел наблюдаемых комет  и исходить из него... И вероятно , применение малой апертуры пригодно только  для оценки интегрального блеска достаточно  ярких комет и отчасти стой самой DC, а вот правильный и стабильный  DC - это удел больших апертур... Она, DC, становится для них досягаемой и реальной..... И  поэтому в визуальных наблюдениях есть своя граница, свои рубиконы, свои подходы..... свои полезные моменты и "чуток" науки. Тема эта бесконечная... и интересная..   

[Interstellar comet]

Сережа Шмальц писал :
3) Как известно, кометы по соотношению газа-пыли и размеру пылевых частиц в их атмосферах подразделяют на два типа – газовые и пылевые; при этом пылевые обладают более сильным инфракрасным излучением и выглядят соответственно ярче в этом диапазоне. Также известно, что наземные наблюдения в инфракрасном диапазоне осложнены атмосферой Земли, тем не менее существую-таки наземные инфракрасные телескопы и интерферометры. Каковы минимальные требования для такого телескопа, чтобы его можно было использовать в обнаружении комет именно в инфракрасных лучах, опережая тем самым их обнаружение в обычную оптику? Правда, я скорее сомневаюсь в возможности такого опережения.

Сережа.... Вот мой ответ тебе:
Проблема подобного обнаружения комет есть и скрыта она в том, что инфракрасное  излучение от кометы слабо, ибо кометы  - это видимое ничто.... Их максимумы излучения в инфракрасном диапазоне  приходятся на области близко расположенные к Солнцу за редким исключением, если речь идет о гигантских кометах...  Я думаю и понимаю, что такое обнаружение для слабых и средних комет не  реально с существующими наземными методами исследований... и применимо только для ярких комет..... в окрестностях Солнца. Звезды - это иные объекты... Они всегда светят ... стабильно.... Кометы - вестники из кромешной тьмы... Они как призраки и ожидать что они проявят некую серьезную  инфракрасную активность на дальнем подлете, дело не реальное...   Дело за внеатмосферными обсерваториями.... тогда шансы повышаются....  SWAN прекрасный пример.... Последнее открытие кометы из семейства  Крейца , Владимиром Безуглым  из Украины, тому пример и подтверждение...

[Сергей Шмальц]

12) У каждой планеты есть своё магнитное поле, которое силой Лоренца действует на заряжённые частицы. Насколько сильно влияние силы Лоренца на ионные хвосты комет и насколько это влияние зависит от расстояния кометы до планеты?

13) Солнечный ветер определяет направление/форму ионного хвоста кометы, а если комета будет находиться в "тени" магнитного поля планеты (т.е. на линии Солнце-планета-комета), вокруг которого солнечный ветер "обтекает", будучи отводимым той же силой Лоренца, то как поведёт себя ионный хвост кометы вне среды прямого влияния солнечного ветра?

[Interstellar comet]

Привет Сережа!
Ответ на твой 12 вопрос:
Солнце выбрасывает в пространство плазму, которое увлекает за собою и его магнитное поле..... Оно как бы "впаяно" в эту плазму..... Физики точнее могут передать это состояние.... И важно то, что на всех расстояниях то Солнца проводились исследования состояния магнитного поля нашего светила и оказалось, что магнитное поле его, Солнца на два порядка сильнее магнитного поля планет, поэтому магнитным полем планет , если так можно выразиться, можно пренебречь....  И только на далекие части солнечной короны это правило  не распространяется... и ослабевает....Но там уже и магнитные поля не такие могучие.... Планеты имеют там уже не такие ядра, как планеты земной группы...
Спешу .... Чуть погодя дам ответ на другой вопрос.... С уважением я.

[boch]

Ответ на 12. Предположим Комета проходит перед Землей на линии С-К-З. Причем хвост такой длины, что тянется за земную орбиту, а голова далеко за пределами земной магнитосферы. В тот момент, когда комета хвостом будет ласкать Землю... хвост "разделится по свойствам" на две части... та часть, которая находится в области, где напряженность поля Земли сравнима с напряженностью межпланетного поля, никакого земного влияния не испытает - форма хвоста будет определяться Солнцем. Ближняя часть хвоста в области преобладания земного магнитного поля начнет образно говоря размываться по силовым линиям, причем чем ближе к Земле, тем размывание по силовым линиям будет сильнее, а в области радиационных поясов с хвостом вообще будет такая свистопляска, что мало какой ион сможет прорваться к поверхности Земли.

Ответ на 13. Во время нахожления в тени несколько ослабнет действие солнечного ветра, только и всего. Это будет продолжаться короткое время, а потом все по-прежнему.

[Interstellar comet]

Привет Саш!
Все правильно. .... Как некая модель, чисто физическая....   Тогда возможна та модель о которой ты пишешь, как мне думается....  Пока еще подобного не наблюдали. Да и комет таких не так много, чтобы провести более детальное, научное  исследование.  Комета Шумейкер - Леви  упавшая на Юпитер в 1994 году  подобного не показала.... хотя магнитосфера Юпитера намного мощнее земной...... и комета падала недалеко от южного полюса планеты....  И хвост как был направлен прочь от Солнца, так и остался в направлении от Солнца, но никак не изменил своей ... формы  и направления.... Возможно длина хвоста была не той, не показательной?     Но так или  иначе хвост каким был, таким и остался... Пылевая составляющая была определяющей, правда.... Комета раскололась....Может и это нарушило чистоту эксперимента ...  ибо ионный хвост подобающих (требующихся) размеров  не присутствовал ....

Но!  Вспоминается  другая комета  - 1P/Галлея,  хвост ее  в свое время   пересек орбиту  Земли...  и Земля погрузилась в хвост кометы..... Но подобного не наблюдали (о тех эффектах о которых мы  говорим)... разве что свечение неба чуть усилилось....  Затронутый вопрос конечно интересный - это точно.... Может я ошибаюсь... Допускаю, что касается поведения хвоста в магнитосфере........  Кометная теория  - вещь сложная.... На эту тему мне не встречались публикации  и конечно хотелось бы выслушать мнение физика теоретика по этой теме... С превеликим уважением ко все  участникам, обсуждающих эту интересную тему...

[boch]

По комете Галлея. Земля прошла через хвост, но эффекты не были отмечены? Так их никто и не искал по простой причине:
- чем ближе хвост к Земле (локальная область хвоста), тем расстояние среднее между соседними ионами масштабируется... и по линиии визирования хотя яркость и остается прежней... но по тангенциальному направлению яркость падает, то есть вблизи Земли хвост наблюдать проблематично... поверхностная яркость падает ниже уровня обнаружимости.
- эти эффекты никто и не искал, так как не знали о радиационных поясах, не было аппаратуры, не ставилась задача.

Вообще, если Земля оказывается в хвосте, то визуально хвост становится "состоящим" из трех частей - хвост внутри земной орбиты виден, хвост вне земной орбиты виден, хвост в области примыкающей к Земле НЕ ВИДЕН.

Расстояние отсечки видимости как вне так и внутри орбиты Земли определяется границе, на которой поверхностная яркость обусловленная ослаблением по тангенциальному направлению становится доступной для регистрации.

То есть, если взглянуть вне орбиты Земли на хвост, то хвоста не увидим, а увидим "некое противосияние", которое при приближении к Земле размывается до уровня яркости "яркости неба" и хвост на этом удалении "исчезает".
Визуально хвост будет виден в виде диска с максимумом яркости в центре и с монотонным ослаблением яркости к периферии диска... а на "ободе диска" он сравняется с яркостью неба. Вот это расстояние, где виден обод... и есть расстояние до поверхности "черной дыры".

Поэтому эффекты прохождения планеты через хвост невозможно увидеть визуально... так как Земля в это время создает с точки зрения видимости "черную дыру вокруг себя" в которой хвоста НЕТ. Именно с точки зрения видимости хвоста. Потому в 1910 году так ничего и не заметили...