Den här sidan använder cookies. Genom att fortsätta accepteras ditt samtycke. Learn more

107.1m FM

I kometens svans

opinion

Då och då visar sig en ljusstark komet på himlen. Den utvecklar ett dimmigt huvud och en lång svans medan den sakta driver igenom stjärnbilderna. En sådan syn har alltid fascinerat mänskligheten och givit upphov till historier, myter och vidskepelse. Den har också inspirerat forskare att undersöka kometernas natur och det har visat sig att de inte bara är vackra att se på utan att de också kan avlockas viktiga I kometens svans om solsystemets tidigaste historia.

Kometer är I kometens svans de äldsta och minst förändrade kropparna som kretsar kring solen och de utgör därför en unik källa till kunskap om vårt solsystems uppkomst och tidiga utveckling. De utgör överblivna spillror av det material som byggde jätteplaneterna och deras månar.

Om man vill förstå hur den tidigaste fasen av planetbildningsprocessen såg ut, och de kemiska "I kometens svans" fysikaliska egenskaperna hos den miljö i vilken jätteplaneterna uppstod, måste man I kometens svans kometer. Vi vet också att kometer bombarderade det unga jordklotet och att en stor del av det vatten vi dricker dagligen en gång befann sig i kometkärnor som kretsade kring solen utanför Neptunus bana. Vi vet I kometens svans kometer är rika på organiska ämnen, och att dessa kan ha varit en förutsättning för livets uppkomst på Jorden.

Vi vet också att kometer med långa mellanrum slår ned på Jorden, vilket har orsakat lokala eller globala förändringar av miljön under kortare eller längre tid, som tvingat ekosystemen att anpassa sig. Dessa nedslag är därför delar I kometens svans vår egen evolutionsbiologiska historia.

Nedan kommer jag att beskriva kometkärnans fysiska och kemiska egenskaper, samt de synliga kometernas banor kring solen och hur kometer transporteras till dessa relativt närbelägna banor från solsystemets mest avlägsna delar. Därefter beskriver jag den aktiva kometens karakteristiska beståndsdelar, "I kometens svans" vill säga komans och svansens egenskaper.

Slutligen beskriver jag skälen till att kometer är intressanta ur vetenskaplig synvinkel. Det imponerande huvudet och svansen hos en komet härrör från en liten fast kropp som kallas kometkärnan. Kometkärnan har en mycket irreguljär form och uppvisar en rikedom av ytdetaljer — omväxlande mycket kuperade eller mycket jämna ytor, dalgångar, bergsryggar, kullar och kratrar.

Detta gör kometer mycket sköra, och man har observerat dussintals kometer som splittrats och ibland helt pulvriserats. Den höga porositeten och låga materialstyrkan beror på att kometkärnor består I kometens svans svagt sammanhållna korn, som typiskt är ungefär en mikrometer i storlek det vill säga, en tusendels millimeter.

Den andra hälften av kometsilikaterna utgörs av pyroxensom består av en metallatom, en kiselatom och tre syreatomer.

Om metallatomen är magnesium får vi en pyroxen som I kometens svans enstatitI kometens svans om metallen är i form av järn får vi ferrosilit. Kometer tycks vara rikare på enstatit än ferrosilit, så kometsilikater är därför i allmänhet magnesiumrika. Pyroxen är en viktig beståndsdel i den basalt som Jordens havsbottnar huvudsakligen består av.

Sulfider är kemiska föreningar som består av svavel blandat med järn och nickel. Troilit är den enklaste medlemmen bland sulfiderna. Den består av en järnatom och en svavelatom och är mycket vanlig i kometer. Den mest komplexa sulfiden som hittills hittats i kometmaterial är pentlandit som innehåller åtta svavelatomer och totalt nio metallatomer i form av järn och nickel. På Jorden återfinns stora mängder svavel och järn i smält form i dess yttre kärna. Vi går nu över till de organiska ämnena, som alla har en sak gemensamt — de innehåller alla kol.

Kol är det viktigaste grundämnet i periodiska systemet eftersom det binder sig mycket effektivt till andra atomer, vilket gör att kol kan forma otaliga varianter av molekyler. Det är denna diversitet som gör just de organiska molekylerna bäst lämpade som livets byggstenar. Ett exempel på organiska ämnen som förekommer i kometer är polycykliska aromatiska kolväteneller PAH efter engelskans Polycyclic Aromatic Hydrocarbons. Den enklaste PAH, bensenbestår av sex kolatomer som bildar en ring, till vilka sex väteatomer är kopplade.

Genom att sätta samman sådana ringar kan man bilda andra PAH, till exempel naftalen två ringarfenantren tre ringaroch "I kometens svans" fyra ringar. Alla dessa PAH har påträffats i kometmaterial.

På Jorden bildas PAH vid ofullständing förbränning av kolrikt material, till exempel när trä brinner. Faktum är att naftalen utvinns ur träkol detta ämne råkar vara den aktiva substansen i malkulor. Andra miljöer där PAH bildas är i brinnande cigaretter, bilavgaser, eller i stekpannan. Kometer innehåller också andra former av organiska ämnen, till exempel glycin — den enklaste aminosyran.

Levande organismer använder aminosyror för att tillverka protein, det vill säga makromolekyler som utför olika sorters I kometens svans i cellen.

Att finna sådana för-biotiska molekyler i den interplanetära rymden är extremt fascinerande. Det är dock den stora mängden flyktiga ämnen som gör kometer speciella. Flyktiga ämnen är i grund och botten substanser som är flytande eller gasformiga vid rumstemperatur men som är fasta vid de låga temperaturer som råder i interplanetära rymden, det vill säga, de har frusit till is.

Vatten är det vanligaste flyktiga ämnet i en komet, medan kolmonoxid och koldioxid kommer in på andra och tredje plats. Metanol, vätesulfid, formaldehyd, metan, ammoniak, och vätecyanid förekommer med koncentrationer relativt vatten runt en procent.

Metanol träsprit är den enklaste alkoholen, medan det är vätesulfid som ger ruttna ägg deras obehagliga lukt. Formaldehyd används som desinfektionsämne och förekommer även vid industriell tillverkning av plast, medan metan på Jorden bildas vid förruttnelse, det vill säga, när bakterier bryter ned organiskt material. Ammoniak ger fönsterputs dess starka och irriterande lukt, medan vätecyanid är ett dödligt gift.

Den här rika kemin har uppstått "I kometens svans" solnebulosan, det moln av gas och stoft som omgav den unga solen, ur vilket planeterna uppstod.

Objekt som är gravitationellt bundna till solen rör sig längs banor som har en elliptisk form. Graden av avplattning hos ellipsen, eller excentricitetenär mycket liten för planeterna deras banor är nästan cirkuläramen är i allmänhet stor för kometerna. Solen är inte belägen i ellipsens centrum, utan i en av ellipsens båda brännpunkter. Dessa ligger på ömse sidor om centrum, på den större av ellipsens diametrar storaxelnpå ett avstånd från centrum som bestäms av excentriciteten.

Det gör att avståndet mellan solen och kometen kan variera dramatiskt under ett omlopp, vilket inte är fallet för planeterna. Den punkt i banan där kometen är som närmast solen kallas för periheliummedan den från solen mest avlägsna punkten kallas aphelium. Planeternas banor sammanfaller mer eller mindre med ett plan som kallas ekliptikan.

Kometbanorna kan dock luta betydligt med I kometens svans på ekliptikan — man säger att de har hög inklination. Kometer rör sig längs elliptiska banor kring solen. Ellipsen har två brännpunkter f1 och f2. Ellipsens form bestäms genom att avståndet l1 från brännpunkten f1 till ellipsen, adderat till avståndet l2 från brännpunkten f2 till ellipsen, alltid är en och samma summa.

När en asteroid får en...

Solen är här belägen i f1, medan kometen är belägen i punkten P. Kometens minsta avstånd till solen q kallas perihelium, medan dess längsta avstånd till solen Q kallas aphelium.

Vi har också kometer av Halley-typ som skiljer sig från Jupiter-familj kometerna genom att ha längre omloppstider upp till år och ofta mycket högre inklination. Nya kometer är med nöd och näppe gravitationellt bundna till solen, och närmar sig solen från mycket höga avstånd på en bana formad som en parabel. Tar kometen sig igenom solsystemets inre delar utan att störas av någon planet fortsätter den längs sin parabelformade bana och lämnar solsystemet, för att aldrig mer återvända.

Det är dock inte ovanligt att mindre störningar sker, som omvandlar banan till en mycket utdragen ellips. Den blir då en långperiodisk komet med en omloppstider som kan mätas i tusentals år. Hur kommer det sig då att vi har så många olika typer av kometbanor? Varför tillhör vissa kometer Jupiter-familjen, medan andra är av Halley-typ eller är nya kometer?

Dessa populationer uppstår av två skäl — det finns olika reservoarer I kometens svans kometer på stora avstånd från solen, och det finns olika mekanismer som transporterar kometer från dessa avlägsna reservoarer till banor som ligger tillräckligt nära Jorden för att vi skall kunna se dem.

Det finns flera stora reservoarer av kometer som hela tiden matar in nya objekt till den inre delen av solsystemet — Edgeworth-Kuipers bälte, spridda skivan och Oorts moln. I kometens svans bälte är I kometens svans population av isrika kroppar som befinner sig utanför Neptunus bana.

Den största kända medlemmen heter Eris. Den näst största, och den första som upptäcktes, är Pluto. Både Eris och Pluto är dvärgplaneter, en beteckning som introducerades för att skilja mellan solsystemets största kroppar planeternade minsta kropparna asteroider, kometer och meteoroideroch medelstora kroppar dvärgplaneterna. För närvarande känner man till omkring objekt i Edgeworth-Kuipers bälte, som alla upptäckts efter förutom Pluto som man I kometens svans redan Edgeworth-Kuipers bälte har en inre gräns I kometens svans 3: Detta motsvaras av ett avstånd av 39 AE från solen en AE, eller Astronomisk Enhet, är medelavståndet mellan solen och Jorden och motsvarar miljoner kilometer.

Det kan jämföras med den yttersta planeten Neptunus, som ligger på ett avstånd av 30 AE från solen.

I det yttre solsystemet förblir...

Den yttre gränsen ligger vid 2: Det motsvarar ett avstånd från solen på ungefär 48 AE. Utanför Edgeworth-Kuipers bälte ligger den spridda skivan. Här finner man objekt som fått sina ursprungliga cirkulära banor kraftigt förändrade av Neptunus.

De kännetecknas av stora excentriciteter och inte sällan höga inklinationer. Perihelavstånden faller i regel mellan AE, dvs mellan Neptunusbanan I kometens svans de inre delarna av Edgeworth-Kuipers bälte.

Aphelavstånden kan ligga mer än 80 AE från solen.

När en asteroid får en...

Dessa avstånd är dock mycket blygsamma jämfört med solsystemets största reservoar av kometer — Oorts moln. Kometerna i Oorts moln har mer eller mindre cirkulära banor som ligger 10 till 50 I kometens svans från solen. Här är solens gravitationskraft tämligen svag och så kallade galaktiska tidvattenkrafter börjar bli jämförbara med solens. De galaktiska tidvattenkrafterna är i grund och botten den samlade gravitationella attraktionskraften från de stjärnor och molekylmoln som ligger spridda i skivan hos vår galax, Vintergatan.

Gravitationskraften från individuella stjärnor som tillfälligt kommer i solsystemets närhet kan I kometens svans bli jämförbara med solens. På grund av sådana gravitationella störningar har kometernas banplan vridits slumpmässigt, så att de kan ha alla möjliga inklinationer. Därmed ligger kometerna i Oorts moln mer eller mindre i ett sfäriskt hölje på mycket höga avstånd från solen. Man anser i dag att kometer i Jupiter-familjen samt de I kometens svans kometer av Halley-typ ursprungligen kommer från den spridda skivan eller de yttre delarna av Edgeworth-Kuipers bälte, men att de har tagit vitt skilda vägar för att nå sina nuvarande banor.

Datorsimuleringar av kometernas rörelser visar att kometer i Jupiter-familjen långsamt dras in till solsystemets inre delar från spridda skivan och de yttre delarna av Edgeworth-Kuipers bälte, på grund av gasjättarnas inverkan. Denna process börjar normalt med att Neptunus förändrar banan hos ett avlägset objekt på ett sådant sätt att det börjar känna av Uranus gravitationskraft i de inre delarna av sin bana.

Därefter modifierar Uranus banan ytterligare och skickar objektet vidare mot Saturnus. Slutligen skickar Saturnus objektet vidare till Jupiter, som sedan skapar den typiska banan för en Jupiter-familj komet. Detta är en mycket långsam process som tar hundratusentals eller miljontals år att fullborda. Faktum är att vi kan observera objekt som befinner sig mitt i denna transportrutt. En sorts strålning från solen, solvinden, gör då att gas från kometen sprutar ut i en lång stråle, kometens svans.

Kometens svans pekar alltid bort från solen. Då och då visar sig en ljusstark komet på himlen. Den utvecklar ett dimmigt huvud och en lång svans medan den sakta driver igenom. Kometernas banor kring solen är oftast ellipser med hög excentricitet. kometaktiviteten (bildandet av koma och svans) är ett jämförelsevis kortvarigt skådespel.

DU ÄR HÄR:
Nyhetsflöde