Jak powstają komety, skąd pochodzą i dlaczego ich orbity się różnią

Komety są często opisywane jako kosmiczne śnieżki: ciała stałe zbudowane ze skały, pyłu i zamarzniętych gazów, które orbitują wokół Słońca, według przeglądu komet NASA. Daleko od Słońca lodowate jądro komety, zwane jądrem (nucleus), jest małe — NASA porównuje go do rozmiarów małego miasta. W miarę zbliżania się komety do Słońca ciepło powoduje parowanie tych zamarzniętych gazów, wytwarzając świecący głowę zwaną komą (coma), która może być większa niż większość planet, plus ogon z pyłu i gazu, który może rozciągać się na miliony mil.

Gdzie rodzą się komety

Według NASA, komety są pozostałościami pozostałymi z czasu powstawania Układu Słonecznego. Zamiast być rozproszonymi losowo w Układzie Słonecznym, większość z nich skoncentrowana jest w dwóch odrębnych zbiornikach: Pasie Kuipera, który zaczyna się za orbitą Neptuna, i znacznie bardziej oddalonych Chmurze Oorta, mówi strona faktów NASA o Pasie Kuipera.

Pas Kuipera to kształt pączka, region lodowatych ciał, który zaczyna się w pobliżu orbity Neptuna, około 30 jednostek astronomicznych (AU) od Słońca, i rozciąga się do około 50 AU w jego głównej części, z bardziej rozproszoną dyskiem sięgającą prawie do 1000 AU, według NASA. Otrzymał nazwę od astronoma Gerarda Kuipera, który opublikował teoretyczne prace na temat obiektów za Neptunem w 1951 roku, chociaż faktyczne odkrycia obiektów Pasu Kuipera zaczęły się dopiero w początkach lat 90. (Pluton, odkryty w 1930 roku, był pierwszym takim odkrytym obiektem, chociaż nie był wówczas rozpoznany jako taki). Ponad 2000 obiektów zostało katalogowanych do tej pory, a naukowcy szacują, że w tym regionie istnieją setki tysięcy ciał większych niż 60 mil (100 kilometrów) szerokości, mówi NASA.

Chmura Oorta leży daleko za Pasem Kuipera, rozciągając się na setki miliardów kilometrów od Słońca, według Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA). Jej ogromna odległość i efekty grawitacyjne przechodzących gwiazd oraz przyciąganie pływowe galaktyki uważa się za to, co nadaje jej kształt sferyczny, w przeciwieństwie do bardziej płaskiego, dyskokształtnego Pasu Kuipera.

Dlaczego orbity się różnią: komety o krótkim i długim okresie

Zbiornik, z którego pochodzi kometa, określa, jak astronomowie klasyfikują jej orbitę. Strona misji Comet Interceptor ESA wyróżnia kilka kategorii na podstawie okresu orbitalnego i kąta, pod którym kometa porusza się względem płaszczyzny planet (ekliptyki).

Komety rodziny Jowisza ukończą orbitę w mniej niż 20 lat i podróżują blisko płaszczyzny planet, w pobliżu orbity Jowisza; ich trajektorie są w znacznym stopniu ukształtowane przez grawitację Jowisza, według ESA. Komety typu Halleya mają okresy od 20 do 200 lat, poruszają się między orbitami Jowisza i Plutona i mogą zbliżać się do Słońca pod dowolnym kątem od 0 do 90 stopni względem płaszczyzny planet — Kometa Halleya, która powraca mniej więcej co 76 lat, jest najsłynniejszym przykładem cytowanym przez ESA.

Zarówno komety rodziny Jowisza, jak i komety typu Halleya są klasyfikowane jako komety o krótkim okresie, a strona NASA o Pasie Kuipera przypisuje większość komet o krótkim okresie rodziny Jowisza zderzeniom w Pasie Kuipera, które wysyłają fragmenty w kierunku Słońca pod wpływem grawitacji Neptuna.

Komety o długim okresie, z drugiej strony, mają okresy orbitalne od 200 lat do ponad miliona lat, mówi ESA. Te komety rzadko wchodzą do wewnętrznego Układu Słonecznego i mają tendencję do przybywania z praktycznie losowych kierunków i kątów, zamiast przylega do płaszczyzny planet — wzór spójny z pochodzeniem z mniej więcej sferycznej Chmury Oorta, a nie z bardziej płaskiego Pasu Kuipera. Ponieważ komety o długim okresie są tak rzadko obserwowane z bliska, misja Comet Interceptor ESA ma na celu być pierwszą, która zbada jedną z bliska.

Inne kategorie orbit

ESA opisuje również komety zanurkowujące, które przechodzą niezwykle blisko Słońca i często rozpadają się lub parują z powodu ciepła, oraz komety nieperiodyczne, które mogą uzyskać wystarczającą prędkość z bliskich spotkań z planetami, aby całkowicie uciec grawitacji Słońca i opuścić Układ Słoneczny. Oddzielnie, obiekty międzygwiezdne, takie jak 1I/'Oumuamua, uważa się za egzokomety, które powstały wokół innych gwiazd, zanim przeszły przez nasz Układ Słoneczny, według ESA.

Z czego zbudowane są komety

NASA opisuje komety jako zbudowane ze skały, pyłu i zamarzniętych gazów. Materiał w Pasie Kuipera w szczególności opisywany jest przez NASA jako lodowe pozostałości zawierające skałę, lód wodny, amoniak i metan, przy czym niektóre ciała przekraczają 600 mil (około 965 kilometrów) szerokości, w tym karłowate planety, takie jak Pluton i Eris, które dzielą ten region. NASA również zauważa, że całkowita szacunkowa masa Pasu Kuipera nie jest większa niż około 10% masy Ziemi.

Podczas powtarzających się przejść w pobliżu Słońca lód komety jest stopniowo wyczerpywany. Strona NASA o Pasie Kuipera zauważa, że takie komety mogą w końcu stać się uśpione, nie wytwarzając już widoczne komę i ogon, które definiują aktywne komety.