Кометная пыль


Кометная пыль — космическая пыль кометного происхождения. Изучение кометной пыли может дать информацию о времени формирования комет, а следовательно, о времени формирования Солнечной системы[1][2]. В частности, долгопериодические кометы большую часть времени находятся далеко от Солнца, где температура среды слишком низкая, чтобы происходило испарение. Лишь приближаясь к Солнцу и теплу, комета высвобождает доступные для наблюдений и исследований газ и пыль. Кометные пылинки становятся видимыми благодаря рассеянию ими солнечного излучения. Также некоторая часть солнечной энергии поглощается и излучается в инфракрасном диапазоне[3]. Яркость отражающей поверхности (каковой является пылинка) пропорциональна её освещённости и отражательной способности. А освещённость от точечного или сферически симметричного источника (которым является Солнце) меняется обратно пропорционально квадрату расстояния от него[4]. Если предположить сферичность пылинки, количество отраженного света зависит от поперечного сечения проекции формы пылевой частицы, а следовательно, пропорциональна квадрату её радиуса[5].

И. Ньютон предполагал, что комета состоит из твёрдого ядра, которое светит отражённым солнечным светом, и хвоста, образованного паром, выделяющимся из ядра. Эта идея оказалась правильной, но физическую природу комет обсуждали в течение почти трёх веков[6]. В XIX веке итальянский астроном Д. Скиапарелли высказал предположение об общем происхождении метеоров и комет; затем профессор Тэт опубликовал свою теорию строения комет, в которой он считал комету состоящей из множества камней или метеоров, которые частично освещены Солнцем, а частично — излучают свет самостоятельно в результате многочисленных столкновений между собой[7].

Первым весомым шагом в исследовании динамики кометной пыли была работа Ф. Бесселя, посвящённая изучению морфологии комы кометы Галлея во время её появления в 1835 году. В этой работе Бессель ввёл концепцию репульсивной (отталкивающей) силы, направленной от Солнца[8]. В конце XIX века русский учёный Ф. Бредихин ввёл понятия, которые и до сих пор часто применяют в исследованиях формирования пылевого хвоста кометы: синдинамы (геометрическое место всех пылинок с одинаковыми значениями β, которые испускаются непрерывно с нулевой относительно ядра скоростью)[9] и синхроны (геометрическое место пылинок, которые были выброшены из кометы в одно время)[10]. На рубеже XIX и XX столетий репульсивная сила была идентифицирована и принята научным сообществом как давление солнечного излучения.