Мир Знаний

Комета C/2007 N3 (Lulin) (стр. 2 из 2)

КОМЕТА C/2007 N3 (Lulin)

Общие сведения о комете

Любители астрономии хорошо помнят неожиданную вспышку кометы Холмса, всего за сутки превратившую эту комету из телескопического объекта в объект, видимый невооруженным глазом. Но прошло чуть более года, как Природа уготовила нам новый сюрприз. Конечно, не такой яркий, но не менее загадочный.

КометаC/2007 N3 (Lulin), проще говоря – комета Лулина, была открыта сравнительно недавно - в июле 2007 года двумя астрономами Цюань Чжи Е (Quanzhi Ye) и Чи Шэн Линь (Chi Sheng Lin). Свое интересное название она получила в честь тайваньской обсерватории Лулин, где работал один из первооткрывателей.

Комета Lulin представляет собой очень интересный и необычный объект, который движется по своей орбите в противоположную всем планетам сторону. При этом угол наклона орбиты кометы к плоскости эклиптики очень мал – всего 1,6° (или 178, 380). Комета движется по параболической траектории и, вероятно, это ее первый визит к Солнцу. Орбита кометы пересекает пути всех планет-гигантов Солнечной системы (перигелий кометы - между орбитами Земли и Марса), но ни одна из них на нее не оказала заметного влияния.

Еще в начале июля 2008 года блеск кометы Lulin был около 11m, но уже к октябрю увеличился до 9,5m. В конце декабря ее блеск оценивался в 7,6m. Максимального сближения с Землей комета достигла 24 февраля 2009 года, когда геоцентрическое расстояние составило 61 миллион километров. Ее блеск составил 5m, при этом скорость перемещения кометы по небесной сфере составила примерно 5° в сутки. Это объясняют ее «обратным» движением.

В период наилучшей видимости в феврале 2009 года комета двигалась по созвездиям Весов, Девы, Льва и Рака. Комета прошла близ ярких звезд Спики и Регула. При наблюдении на неё через бинокль или телескоп, наблюдали видимое движение кометы на фоне звёзд. 14 января комета находилась на ближайшем расстоянии от Солнца. А в ночь с 23 на 24 февраля комета Lulin прошла всего в 2° южнее Сатурна. Именно в эту ночь были относительно неплохие погодные условия, и нам удалось запечатлеть на пленку это прохождение.

Ко всему прочему, комета Lulin, подобно комете 17PHolmes, имела необычный зеленоватый оттенок ( >> ). Характерный цвет комете Лулин придали входящие в состав ее ядра молекулы углерода и ядовитого газа дициан, которые под воздействием солнечных лучей и в условиях безвоздушного пространства создают зеленоватое свечение.


И, пожалуй, главной особенностью этой замечательной кометы был "сброс" кометой Лулин своего нормального хвоста ( >> ). Аномальный хвост кометы, или "антихвост", при этом не изменился.

Природа феномена, как и очень многое в природе комет вообще, далека от понимания. Эффект сброса хвоста наблюдался при столкновении в 2007 году кометы Энке с облаком солнечного вещества, выброшенного протуберанцем. Однако можно ли в данном случае говорить о выбросе солнечного ветра, неясно.

На представленных астрономами снимках сгусток, отделившийся, от ядра, отстоит от него примерно на полградуса - диаметр полной Луны. К тому же Солнце находится не просто в абсолютном минимуме своей активности, но и в минимуме, по необъяснимым причинам необыкновенно затянувшемся.

Расчет элементов орбиты кометы Lulin

Как я уже упоминал, комета Lulin, к несчастью, пролетела в самый дождливый период, не дав ее толком сфотографировать. К тому же, мешала яркая Луна. Но, я не отчаялся и решил узнать, почему комета имела довольно большую скорость на звездном небе, рассчитав ее орбиту.

Для нахождения элементов эллиптической орбиты достаточно знать два гелиоцентрических положения небесного тела на два момента времени. При наблюдении с Земли надо иметь для этого три положения на небесной сфере. На тот момент времени у меня имелось 4 фотографии кометы, сделанные ночью 24 февраля и один снимок с ночи 19 февраля, т. е. два основных положения кометы. Я постарался, как можно точнее вычислить эфемериды кометы в этих положениях. Получились такие результаты:

На 19.02.09 в 5ч. 20м.

α = 12h 30΄ 36΄΄

δ = -2º 54΄47΄΄

На 24.02.09 в 2ч. 00м.

α = 11h 1΄ 7΄΄

δ = +6º 18΄

Эфемериды третьего положения мне пришлось взять в готовом виде в Интернете:

На 10.03.09. в 0ч. 00м.

α = 7h 54΄ 18΄΄

δ = +20º 13΄ 11΄΄

Для начала, выполнив необходимые вычисления, я перевел экваториальные координаты (α, δ) этих трех положений в эклиптикальные (X, Y, Z).

За единицу времени принял средние солнечные сутки, за единицу расстояния – астрономическую единицу.

1. Находим для всех трех моментов величины:

Далее находим:

2. Находим величины:

,

где k = 0,017 202 1;

3. Решаем систему двух уравнений с двумя неизвестными x2 и r2:

Применяя так называемый метод последовательных приближений, выбираем произвольно некоторое начальное значение x2 = (x2)0, после чего находим (r2)0 и из следующего уравнения вычисляем значение x2 = (x2)1. Если бы начальное значение x2 было выбрано правильно, т.е. удовлетворяло бы уравнениям, то тогда (x2)0 = (x2)1.В противном случае (x2)0(x2)1. Тогда с новым значением (x2)1 вычисляем аналогичным путем следующее приближение (x2)2. Если (x2)1 (x2)2, то вычисляем дальше и так до тех пор, пока два последующих приближения не сойдутся в пределах заданной точности.

4. Далее находим:

Координаты (xj ,yj, zj), j = 1,2,3 – прямоугольные гелиоцентрические экваториальные координаты тела в моменты 1, 2, 3 соответственно. Дальнейшее вычисление элементов орбиты может быть проведено по двум гелиоцентрическим положениям. Обычно выбирают два крайних положения, но я взял два положения, соответствующие моим снимкам 19.02 и 24.02.2009.

5. Вычисляем:

где x, y, z1 – эклиптические координаты кометы 19.02, а x, y, z3 – координаты на 24.02.

6. Находим элементы Ω (долготу узла), i (наклонение) по формулам:


После проведения этих вычислений, у меня получились такие результаты:

Ω ≈ 338,8º

i ≈ 178, 4º, что означает обратное движение кометы по орбите с наклоном самой орбиты к эклиптике на 1,6º.

7. определяем параметр орбиты р:

,

где Y вычисляем с помощью непрерывной дроби:

р ≈ 2,6896 а. е.

Имея в распоряжении параметр орбиты, по очень простой формуле q=p/2 можно высчитать q (перигелийное расстояние) орбиты кометы Lulin.

q = 1,3448 а.е.

Значит, перигелий орбиты, с учетом погрешностей, находится где-то около орбиты Марса.

8. Эксцентриситет орбиты кометы Лулина, по определению равен 1, исходя из ее параболической орбиты. В связи с этим же мы не можем высчитать несуществующую большую полуось. Следовательно, такой элемент, как средняя аномалия М = 0.

9. Последним элементом находим аргумент перигелия ω. Я не нашел формул для его вычисления, поэтому мне пришлось считать аргумент перигелия и момент для прохождения (t0) перигелия с помощью специальной компьютерной программы.

В итоге вышло:

ω ≈ 152,2º

t0 ≈ 18. 01. 2009

Итак, получились такие элементы орбиты кометы С/2007 N3 Lulin:

i ≈ 178, 4º

Ω ≈ 338,8º

q ≈ 1,3448 а.е.

e = 1

M = 0

ω ≈ 152,2º

t0 ≈ 18. 01. 2009

Если сравнить с теми, что даны во Всемирной сети:

Наклон орбиты, гр 178,3704

Долгота восходящего узла, гр 338,4791Перигелийное расстояние, а.е. 1,209265

Эксцентриситет орбиты 0,999581

Аргумент перигелия, гр 136,9164

Дата прохождения перигелия 10. 01.2009

Видно, что погрешность в моих вычислениях не очень большая, даже, можно сказать, приемлемая.
Теперь, зная элементы орбиты кометы Лулина, можно начертить и саму орбиту:

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, мне удалось изучить, немного пронаблюдать и сфотографировать еще одну неординарную комету C/2007 N3 (Lulin), таящую в себе много загадок. В одной из них я смог разобраться – это ее очень быстрое движение на небе среди звезд из-за нестандартного расположения орбиты кометы, но вторая – отделение хвоста – так и остается неразгаданной.

Благодаря этой комете, точнее, благодаря неблагоприятным условиям ее видимости, мне, конечно, не удалось сделать так много ее фотоснимков, как прошлых неординарных комет, но, зато на примере кометы Lulin я смог разобраться и изучить небольшой, однако, довольно непростой раздел астрометрии, такой, как вычисление кеплеровских элементов параболической орбиты, о котором раньше я знал лишь азы.

В дальнейшем я планирую подробней и более глубоко изучить комету Lulin, исходя из имеющихся данных, попытаться рассчитать ее нормальную скорость, позиционный угол хвоста и другие элементы.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Детская энциклопедия «Аванта» Астрономия.

2. Учебник для 11 класса Е. П. Левитан

3. Учебник для 11 класса Б. А. Воронцов-Вельяминов

4. Общий курс астрономии М. Кононович.

5. Интернет-ресурсы:

A. http://www.thinkquest.ru/library/40407/trip05

B. http://www.rian.ru/science/20090203/160863028

C. http://meteoweb.ru/astro/clnd023

D. http://www.astrogalaxy.ru/797