Причины их возникновения до конца не ясны, но уже понятно, что они возникают при взаимодействии комет с солнечным ветром - потоком заряженных частиц (в основном протонов и электронов), вытекающим из Солнца со скоростью 350-400 км/с, а также с силовыми линиями межпланетного электромагнитного поля.
Хвосты могут иметь разную форму, которая зависит от природы частиц, его составляющих: на частицы действует сила гравитационного притяжения, зависящая от массы частицы, и сила давления света, зависящая от площади поперечного сечения частиц
Маленькие частицы будут легче уноситься светом прочь от Солнца, а большие будут охотнее к нему притягиваться. Соотношение двух сил и определяет степень изогнутости кометного хвоста. Газовые хвосты будут направлены прочь от Солнца, а корпускулярные, пылевые, будут отклоняться от этого направления. У кометы может быть даже несколько хвостов, состоящих из частиц разного рода. Бывают и совсем аномальные случаи, когда хвост вообще направлен не от Солнца, а прямо к нему. Видимо, такие хвосты состоят из довольно тяжелых и больших пылевых частиц. Плотность кометного хвоста, простирающимся иногда на десятки и даже сотни миллионов километров, ничтожна, так как состоит он только из разреженного светящегося газа и пыли. При сближении кометы с Солнцем хвост может разделиться, приобретая сложную структуру. Голова же кометы увеличивается до максимального размера на расстояниях 1,6-0,9 а.е., а затем уменьшается.
Практически вся масса вещества кометы заключена в ее ядре. Массы ядер комет, вероятно, находятся в пределах от нескольких тонн (мини-кометы) до 1011-1012 т.
В отличие от планет и абсолютного большинства астероидов, движущихся по стабильным эллиптическим траекториям и поэтому вполне предсказуемых при своих появлениях (для надежного расчета орбиты каждого из этих тел достаточно измерить его координаты всего в трех точках траектории движения), с кометами дело обстоит намного сложнее. На основе накопленных наблюдательных данных установлено, что абсолютное большинство комет также обращается вокруг Солнца по вытянутым эллиптическим орбитам. Но на самом деле, ни одна комета, пересекающая планетные орбиты, не может двигаться по идеальным коническим сечениям, поскольку гравитационные воздействия планет постоянно искажают ее "правильную" траекторию (по которой она бы двигалась в поле тяготения одного Солнца. Реальный путь кометы в межпланетном пространстве извилист и методы небесной механики (науки о движении небесных тел) позволяют вычислить только среднюю орбиту, которая совпадает с истинной не во всех точках.
Кометы делят на два основных класса в зависимости от периода их обращения вокруг Солнца.
Короткопериодическими называют кометы с периодами обращения менее 200 лет, а долгопериодическими - с периодами более 200 лет. Наклоны орбит долгопериодических комет по отношению к плоскости эклиптики распределены случайным образом
Короткопериодических комет сейчас известно более 200. Как правило, их орбиты расположены очень близко к плоскости эклиптики. Все короткопериодические кометы являются членами разных кометно-планетных семейств.
Считается, что все эти короткопериодические кометы вначале были долгопериодическими, но в результате длительного гравитационного влияния на них больших планет они постепенно перешли на орбиты, связанные с соответствующими планетами и стали членами их кометных семейств
В конце концов, кометы разрушаются, некоторые из них порождают рой метеорных тел - ледяных и пылевых частиц, вращающихся по прежней орбите, и называемые метеорными потоками. В частности, считается, что "матерью" самого известного потока Персеид является комета Свифта-Туттля. Другой нашумевший в 1999-м и 1998-м годах - поток Леонид - порожден кометой Темпеля-Туттля.
При прохождении Земли через кометные хвосты не было замечено никаких, даже самых незначительных эффектов. Опасность для Земли могут представлять только кометные ядра.
Большинство комет появляется только один раз и затем навсегда исчезает в глубинах Солнечной системы, там, откуда они пришли. Но есть и исключения - периодические кометы.
У всех комет при их движении в области, занятой планетами, орбиты изменяются под действием притяжения планет. При этом среди комет, пришедших с периферии облака Оорта, около половины приобретает гиперболические орбиты и теряется в межзвездном пространстве. У других, наоборот, размеры орбит уменьшаются, и они начинают чаще возвращаться к Солнцу. Изменения орбит бывают особенно велики при тесных сближениях комет с планетами-гигантами. Известно около 100 короткопериодических комет, которые приближаются к Солнцу через несколько лет или десятков лет и поэтому сравнительно быстро растрачивают вещество своего ядра.
Орбиты комет скрещиваются с орбитами планет, поэтому изредка должны происходить столкновения комет с планетами. Часть кратеров на Луне, Меркурии, Марсе и других телах образовались в результате ударов ядер комет
В наше время иногда среди населения высказываются опасения, что Земля столкнется с кометой. Столкновение Земли с ядром кометы крайне маловероятное событие. Возможно, такое столкновение наблюдалось в 1908 г. как падение Тунгусского метеорита. При этом на высоте нескольких километров произошел мощный взрыв, воздушная волна которого повалила лес на огромной площади.
3. Способы защиты от метеоритов и комет
Исследователи занимающиеся изучением задач, связанных с защитой Земли от космогенных катастроф, сталкиваются с двумя фундаментальными проблемами, без решения которых разработка активных средств противодействия невозможна в принципе. Первая проблема связана с отсутствием твердых данных по физико-химическим и механическим свойствам околоземных объектов (ОЗО), несущих Земле потенциальную угрозу. В свою очередь решение первой проблемы невозможно без решения еще более фундаментальной проблемы – происхождения малых тел Солнечной системы. На сегодня неизвестно представляют ли ОЗО груду щебня или слабосвязанных обломков, сложены ли они твердыми скальными, осадочными или пористыми породами, являются ли ОЗО загрязненным льдом или замороженным комом грязи и т.д. Положение еще более усугубляется, если принять во внимание, что часть ОЗО, возможно, если не все, являются не астероидами, а представляют собой “спящие” или “выгоревшие кометные ядра”, т.е. потерявшие летучие компоненты (лед, смерзшиеся газы), “маскирующиеся” по внешним признакам под астероиды. Короче говоря, налицо полная неясность последствий применения к таким телам активных средств противодействия.
Причина такого положения кроется в недооценке наукой важности проведения космических исследований малых тел Солнечной системы. Все усилия космонавтики с самого ее рождения были направлены на изучение околоземного пространства, Луны, планет и их спутников, межпланетной среды, Солнца, звезд и галактик. И вот в результате такой научной политики мы сегодня оказались совершенно беззащитными перед лицом грозной опасности, исходящей из Космоса, несмотря на впечатляющие достижения космонавтики и наличия целого Монблана ракетно-ядерного оружия.
Однако, ученые в последнее время, по-видимому, прозрели. Если проанализировать программы НАСА и ЕКА по исследованию Солнечной системы, то явно наблюдается тенденция по наращиванию темпа изучения малых тел.
Неясность с природой комет, приведшая к полному параличу разработок средств активного воздействия на опасные кометы, еще ранее породила ряд проблем, над которыми давно и пока безуспешно ломают головы ученые[7]. Так какое же отношение все эти исследования имеют к защите Земли от космогенных катастроф? Самое, что ни на есть непосредственное и даже можно сказать - определяющее. Результаты исследования кометного вещества, дают возможность совершенно с иных позиций рассмотреть некоторые события в истории и Земли и проблему защиты Земли от космогенных катастроф.
Последняя глобальная космогенная катастрофа в истории Земли.
Теперь, на основе развиваемой концепции, результатов исследований последствий падения на Землю космических тел, проведенных Вычислительным Центром (ВЦ) РАН и некоторых данных по Тунгусской катастрофе, вырисовывается наиболее вероятный сценарий космогенной катастрофы среднего масштаба, с которой рано или поздно обязательно столкнется цивилизация.
Первые три ночи после падения Тунгусского метеорита в Европе и западной части Азии были на редкость светлыми, можно было даже читать газету. Предложенные гипотезы, объясняющие этот феномен, так или иначе, видят первопричину в кометной пыли, выпавшей на атмосферу. Частицы пыли стали центрами конденсации паров в высотных слоях атмосферы, а образовавшиеся капли переотражали лучи Солнца, находящегося в эти дни неглубоко за горизонтом. Было также зафиксировано, что в последующие месяцы погода в Европе была дождливая и средняя температура понизилась на 0,3 градуса.