Co jsou to komety?

Komety jsou proslavené hlavně díky těm nejjasnějším z nich, které fascinovaly a děsily lidi už od nepaměti. Byly jim dávány nadpřirozené vlastnosti, působení epidemií, hladomorů, přírodních katastrof.
Pokud vynecháme iracionální strach z komet je tu také fascinace z těchto objektů noční oblohy, zvláště z těch vyjímečných komet jenž dominovaly noční obloze s dlouhým jasným ohonem.

Moderní civilizace si jich už tolik nevšímá, přesvětlené oblohy měst a jejich okolí nenabízejí žádnou podívanou a lidé povětšinou už zapomněli, že existují nějaké hvězdy. Navíc skutečně impozantní komety jsou velice vzácné a mnohé jasnější komety snadno ujdou pozornosti.

[/tab]

Co je to kometa?
Typické komety, které můžeme pozorovat na obloze, se skládají z takzvané komy – hlavy komety a ohonu. Uprostřed komy se nachází jádro komety, vlastní malé temné těleso, které zajišťuje světelnou show. Jádro komety je extrémě malé, obvyklý průměr kometárních jader se pohybuje okolo 1 km nejvíce několik desítek km, ale známe i větší vyjímky.

Působením slunečního tepla se jádra komet zahřívají a odstartuje vypařování zmrzlé vody a plynů, které sebou strhávají i pevnou horninu v jakýchsi gejzírech. Plyn a prach tryskající z jádra vytváří okolo něj obálku, kterou je právě hlava komety. Ta se skládá z několika částí, nejhustší vnitřní komy, kterou můžeme pozorovat jako jasnou „kondenzaci“ uvnitř hlavy a vnější řidší obálky. Velikost komy je exponenciálně větší, než samotného jádra, průměry se pohybují v rádech 10 000 kilometrů.

Pokud kometa produkuje dost plynu a jemného prachu, vytváří se za hlavou komety typické ohony. Plynný ohon vzniká strháváním ionizovaných molekul plynu slunečním větrem, proto je ohon dlouhý, úzký a rovný a září modrým světlem. Oproti tomu velice jemný prach vytváří silnější a zakřivený, mnohdy silně strukturovaný jasný a kratší prachový ohon, ten je tvarován hlavně rotací jádra, jeho gravitací a velikostí prachových zrnek, je také snadněji pozorovatelný. Délka ohonů je až několik set tisíc km!

Hustota všech útvarů okolo jádra je extrémně řídká, dalo by se říct, že jak koma, tak ohony jsou jen o trochu menší vakuum, než je okolní prostor a proto je vidíme. Okolo komet byla objevena ještě mnohem větší obálka, vodíkové halo, které je vidět pouze specielními přístroji pracující na čáře vodíku lyman alfa.

Odkud komety přilétají?
Komety nevydrží v teplých vnitřních oblastech sluneční soustavy dlouhou dobu, sluneční teplo neustále odpařuje plyny a vodu a eroduje povrch jádra. To se tedy postupně zmenšuje, a buď dojde k jeho úplnému rozpadu, nebo na dráze zůstane neaktivní konglomerát prachu, zbavený veškerých těkavých látek. To znamená, že pokud komety stále pozorujeme, musí existovat nějaký mechanismus, který stále doplňuje nové a nové komety.

V populaci komet existují dvě důležité skupiny:

Krátkoperiodické komety, dráhy o malých sklonech k rovině oběžných drah planet a krátké periodě. Zdrojem těchto komet je pás několika set tisíc těles v Kuiperově pásu za drahou Neptunu. Z toho jsou čas od času gravitačními poruchami vychylovány do vnitřnějších oblastí sluneční soustavy. Tam pozorujeme populaci takzvaných Kentaurů, neaktivních kometárních jader. Ty mají poločas stability dráhy v průměru 2,7 miliónů let. Když se „poštěstí“ je jejich dráha planetami pozměněna natolik, že se dostane až do nejvnitřnějších částí a dojde k aktivaci komety, kterou pak můžeme pozorovat ze Země.

Druhou populací jsou dlouhoperiodické komety a komety typu Halley. Tyto skupiny spolu pravděpodobně také souvisí, spojuje je velice výstředná dráha s chaotickými sklony a chaoticky rozmístěnými afely drah (nejvzdálenější bod dráhy od Slunce). Takže místo odkud tyto komety přichází, nebude nijak uspořádané. Teoretické předpovědi ukazují na existencí miliónů komet v rozptýleném obalu všude okolo Slunce, daleko mezi 15 000 – 45 000 AU (AU – astronomická jednotka, vzdálenost Slunce – Země). Čas od času tento roj komet naruší blízká hvězda, která některé z nich definitivně vypudí od Slunce, ale jiné pošle naopak do vnitřních oblastí Sluneční soustavy. Tyto tělesa pak pozorujeme jako dlouhoperiodické komety. Původ komet typu Halley můžeme hledat v tazvaném rozptýleném disku, který se nachází za Kuiperovým pásem.

Z čeho se komety skládají?
Materiál jader komet je původním materiálem, ze kterého se tvořila Sluneční soustava, tedy i planety a asteroidy. Zatímco v ostatních tělesech došlo k diferenciaci (přetavení a rozvrstvení dle hustoty) hmoty, komety byly této fáze ušetřeny. Díky nim můžeme tento původní materiál studovat. Ve hmotě komety byly například objeveny krystalky hmoty vzniklé pravděpodobně ještě před samotným vznikem Sluneční soustavy po výbuchu supernovy.

Jádro komety je málo husté, jeho hustota je menší než hustota kapalné vody na Zemi. Voda tvoří jednu z hlavních složek hmoty komety, nachází se na kometách v podobě tzv. amorfního vodního ledu, je to led, který ze Země neznáme a který nemá typickou krystalickou strukturu, ale je beztvarý, jako sklo. Ten vznikl za velice nízkých teplot rychlým zmrazením vody, takže se nestihla vytvořit krystalická mřížka. Při ohřátí tohoto ledu na 120°K dochází ke krystalizaci a ta je v tomto případě exotermická – uvolňuje se teplo. Tento efekt způsobuje pravděpodobně vzácně pozorovanou výbušnou aktivitu komet ve větších vzdálenostech.

Dalšími složkami mohou být například klatráty – vodní led, v jehož krystalické mřížce jsou uvězněny těkavé plyny. Ty tvoří další součást hmoty komety, jedná se především o oxid uhličitý, metan, amoniak a kyanovodík. Kromě plynných složek se jádra komet skládají také z prachu, který vytváří jakousi houbovitou hmoty, do které jsou vmrzlé ledy a plyny. Prach je tvořen i těžšími horninami, jako je olivín a uhlíkatými sloučeninami, proto je velice tmavý. To způsobuje silnou tmavost jader komet, které jsou černější než černé uhlí a odrážejí sotva 4% světla.

Jaký je původ komet?
Původ komet můžeme datovat do počátku Sluneční soustavy, kdy se vytvořil disk materiálu kolem sluneční protohvězdy a z toho se postupně vytvářely planety, případně asteroidy v místech kde nebylo dost hmoty pro tvorbu planet. Dále od středu bylo díky řidšímu prostředí umožněno vzniknout jen menším úlomkům – kometárním jádrům – které byly postupně vypuzeny planetami z vnitřní oblasti okolo Slunce. Gravitace planet je umístila na vysoce nestabilní dráhy, které prakticky nejsou gravitačně vázány se Sluncem, tak vznikl Oortův oblak. Druhá populace těles v Kuiperově oblaku pravděpodobně přímo nevznikla, byla tam odsunuta působením planet v rané fázi Sluneční soustavy.


Kometa West začátkem Března 1976.
Foto Peter Stättmayer (Munich Public Observatory) a ESO