Komety budziły strach i grozę wśród Starożytnych ludów, a zarazem były obiektem kultu i czci. Katastrofy, przegrane bitwy, choroby, a w szczególności śmierć władcy łączono z pojawieniem się komety. Gwiazdy z warkoczem pozostawały przez wiele stuleci najbardziej tajemniczym i niezwykłym obiektem na nocnym niebie, pojawiały się nieoczekiwanie, również nieoczekiwanie niknęły. Gwiazdy, Księżyc oraz Słońce przemierzały i przemierzają nieboskłon w sposób regularny, wędrówka komet poprzez bezkres firmamentu była nieregularna. Jedną z przyczyn zafascynowania jakie wzbudzały owe obiekty był ich chaotyczny ruch. Kolejną przyczyną był budzący fascynację kształt komet na nocnym niebie. Tarcza Słońca, bądź Księżyca oraz gwiazdy widoczne jako punkty na sklepieniu niebieskim nie budziły takiego podziwu i uroku jak warkocz komety. Historia obserwacji komet składa się z kilku okresów, w których panował odmienny sposób postrzegania gwiazd z warkoczem. W niniejszej stronie przedstawiłem zmianę sposobu postrzegania komet od czasów antycznych do współczesności.
Najwcześniej udokumentowane zapiski dotyczące obserwacji komet pochodzą sprzed trzech tysięcy lat z Chin oraz z terenów dzisiejszego Iraku. Wiele informacji o obserwacjach oraz próbach wyjaśnienia zjawiska gwiazdy z warkoczem pochodzi z Starożytnej Grecji.
|
Babiloński opis powrotu komety Halleya z p.n.e. |
Anaksagoras z Kladzomen oraz Demokryt z Abwery twierdzili, że komety to połączenia planet, które poruszając się blisko siebie próbują się wzajemnie „dotykać”. Pitagorejczycy również widzieli związek pomiędzy planetami, a kometami. Uczniowie szkoły pitagorejskiej traktowali kometę jako jedną z planet, która podobnie jak Merkury ukazuje się z rzadka i bardzo nisko ponad horyzontem. Zbliżone poglądy popierał Hipokrates z Chios oraz jego uczeń Ajschylos. Obaj uczeni podjęli się próby wyjaśnienia pochodzenia warkocza komety, w efekcie doszli do wniosków: „[warkocz kometa] Otrzymuje zaś wtedy, gdy nasz wzrok odbija się ku Słońcu od wilgoci, którą kometa ciągnie za sobą.” Arystoteles w pracy zatytułowanej Meteorologia omówił zjawisko komety, a jego interpretacja gwiazdy z warkoczem obowiązywała w kulturze europejskiej przez następne dwa tysiąclecia. W rozdziale I Arystoteles przedstawia istotę meteorologii: ” Rozpatruje ona zjawiska ukazujące się wprawdzie zgodnie z naturą, ale już nie tak regularnie jak w strefie pierwszego żywiołu. Są to zjawiska występujące najbliżej orbit gwiezdnych, a mianowicie: Droga Mleczna, komety, meteory, gwiazdy spadające, a także i te zjawiska, które uważamy za wspólne dla wody i powietrza, a wreszcie dotyczące części Ziemi, jej kształtów i właściwości”. Arystoteles uważał, że komety są zjawiskami meteorologicznymi. W rozdziale VI Meteorologii obalił dotychczasowe poglądy dotyczące komet, aby w rozdziale VII przedstawić własną interpretacje gwiazdy z warkoczem. Arystoteles twierdził, że poniżej sfery obrotów nieba znajduje się obszar suchego i ciepłego wyziewu, poniżej sfery wyziewów znajdować się miała sfera powietrza poruszana przez ruch sfery ziemskiej. Ów wyziew poruszając się ulega zagęszczeniu. Zaś gdy w pobliżu wyziewu znajdzie się zarodek ognia następuje zapalenie.
|
Wizerunek komety z roku 1066 na Tkaninie z Bayeux. |
Kometa powstaje wtedy, gdy zarodek ognia jest na tyle duży, aby nie zgasnąć, a zarazem na tyle mały, aby nie spalić całego wyziewu od razu. Arystoteles dokonał podziału komet na dwie grupy. Komety niezależne miały znajdować się w niższych warstwach atmosfery, ruch planet i gwiazd nie miał wpływu na zmianę położenia takiej komety. Drugą grupę obiektów stanowiły komety zależne od ruchu gwiazd i planet. Teoria kometarna Arystotelesa łączyła elementy meteorologii, astronomii i astrologii. Starożytny uczony, twierdził, że komety „zawierają ogień”, gdyż pojawienie się komety na niebie zwiastuje suszę i wiatr. Pojawienie się jasnej komety według Arystotelesa powodowało powstawanie huraganów, powodzi, a przede wszystkim suchej, wietrznej i mroźnej zimy.
Teoria Arystotelesa była kwestionowana przez kilku późniejszych filozofów, miedzy innymi Seneka Młodszy twierdził, że komety poruszają się w atmosferze, ale w sposób regularny, natomiast wszystkie zaburzenia ruchu gwiazd z warkoczem są następstwem działania wiatru. Komety przez wiele kolejnych wieków były traktowane jako jedno z wielu zjawisk meteorologicznych, co między innymi uwidacznia się w dziele Almagest autorstwa Ptolemeusza, który to nie zamieścił nawet wzmianki o kometach. Pierwsze wątpliwości co do atmosferycznego pochodzenia komet przedstawił w 1267 roku w księdze Opus Tertium angielski filozof i naukowiec Roger Bacon. Jednak mimo tych wątpliwości Bacon pozostał przy przekonaniu o związku komet z katastrofami i wypadkami. Renesans w obserwacjach i badaniach komet nastąpił w drugiej połowie piętnastego wieku, kiedy to Paolo dal Pozzo Toscanelli włoski astronom i matematyk dokonał obserwacji komety, a następnie obliczył jej orbitę.
|
Kataklizmy, których występowanie wiązano z pojawieniem się komety. |
Kolejny krok w badaniu komet zawdzięczamy Tycho Brahe, który udowodnił, że komety znajdują się dalej od Ziemi niż Księżyc. Pomiary paralaksy wykazały, że kometa obserwowana w 1577 roku znajdowała się w odległości czterech dystansów dzielących Księżyc od Ziemi. Odkrycie Tycho Brahe pozwoliło na całkowite obalenie teorii Arystotelesa. Na początku siedemnastego wieku pozostawało nadal bez odpowiedzi pytanie jaki kształt mają orbity komet? Johannes Kepler nie obliczał trajektorii komet ponieważ sądził, że komety poruszają się po liniach prostych, więc równocześnie wykluczał periodyczność ruchu komet. Sir William Lower twierdził, że orbity komet są wydłużonymi elipsami, natomiast Robert Hook i Giovanni Borelli sugerowali paraboliczny kształt orbit. Wynalezienie lunety w XVII wieku spowodowało znaczący wzrost znaczenia astronomii obserwacyjnej.
Na przełomie lat 1667-1668 Polski emigrant Stanisław Lubieniecki wydał w Amsterdamie Theatrum Cometicum, które było opisem 415 komet, które pojawiły się do roku 1655. Wracając do kształtu orbit komet, paraboliczny kształt orbit komet popierał astronom z Gdańska Jan Heweliusz. Poglądy Heweliusza potwierdził jego uczeń Samuel George Dörffel teolog, fizyk i astronom. Dörffel w roku 1681 udowodnił, że jasna kometa, którą obserwował w 1680 roku poruszała się po orbicie w kształcie paraboli, w której ognisku znajdowało się Słońce. Uczeń Heweliusza publikował liczne traktaty astronomiczne, z czego sześć poświęcił kometom. W 1687 roku Isaac Newton w Philosophiae naturalis principia mathematica przedstawił komety jako ciała niebieskie, które świecą odbitym światłem słonecznym oraz posiadają orbity będącymi przecięciami stożkowymi mającymi Słońce w ognisku.
|
Rysunek komety z Theatrum Cometicum. |
Newton wskazał metodę obliczania orbit komet parabolicznych, natomiast w wyniku współpracy naukowej wraz z swoim uczniem Edmundem Halleyem wykazali, że ruch komet jest następstwem przyciągania wywieranego przez Słońce na kometę. Halley obliczył orbity kilku komet, w efekcie czego w roku 1705 doszedł do wniosku o periodyczności ruchu komety z roku 1682 roku. Poprawność przewidywań Halley’a dotyczących okresowości ruchu komet oraz stosowania prawa powszechnego ciążenia została potwierdzona w grudniu 1758 roku, gdy Niemiecki astronom Johann Georg Palitzsch zaobserwował obiekt, którego powrót został obliczony przez Halleya. Wiek osiemnasty i początek wieku dziewiętnastego to okres stosowania coraz dokładniejszych metod obliczeń orbit komet. Druga dekada dziewiętnastego wieku była czasem odkrycia drugiej okresowej komety. 17 stycznia 1786 roku Pierre'a Méchaina dokonał odkrycia komety, którą powtórnie udało mu się zaobserwować dwa dni później. Niewielka liczba obserwacji nie pozwoliła na określenie orbity komety. Ponownie owa kometa została zaobserwowana w 1795 roku przez Caroline Herschel wybitną brytyjską astronom pochodzenia niemieckiego, jednak ze względu na krótki czas obserwacji uznano, że jest to kometa nie okresowa. Podobnie podczas powrotu komety w roku 1805 uznano, że obserwowany obiekt nie wykazuje periodyczności. Wykonane w latach 1818 oraz 1819 obserwacje komety pozwoliły na obliczenie orbity, a dokonał tego w 1822 roku niemiecki matematyk i astronom Johann Franz Encke. Obliczona przez Enckego kometa miała orbitę eliptyczną, co wskazywało jednoznacznie na okresowość ruchu komety wokół Słońca. W wieku dziewiętnastym zaczęto powtórnie rozpatrywać pochodzenie oraz zaczęto zastanawiać się nad budową komet. Heinrich Wilhelm Olbers oraz Friedrich Wilhelm Bessel przedstawili teorię, że ogon komety jest zbiorem stałych cząsteczek będących pod działaniem siły skierowanej w kierunku przeciwnym niż Słońce. W drugiej połowie dziewiętnastego wieku włoski astronom Giovanni Schiaparelli wykazał, że roje Perseidów i Leonidów związane są z kometami, w tym okresie rozpoczęto przeprowadzać badania spektroskopowe komet.
|
Uderzenie komety Shoemaker-Levy 9 w Jowisz. |
Badania spektroskopowe pozwoliły na uzyskanie pierwszych informacji o budowie oraz atmosferze komet.
Całkowita rewolucja wiedzy dotyczącej komet nastąpiła na przełomie lat 1950-1951. W tym niewielkim okresie czasu zostały sformułowane bardzo ważne hipotezy dotyczące zarówno budowy jak i pochodzenia komet. 23 listopada 1949 została wydana publikacja Fred Lawrence Whipple, w której przedstawił nowy model budowy komet. Praca Whipple opierała się na badaniach komety Enckego. Astronom uważał, że jądro kometarne jest konglomeratem takich związków chemicznych jak: H2O, NH3, CH4, CO2, CO oraz materii skalistej. Teoria budowy komety przedstawiona przez Whipple nazywana często bywa teorią „brudnej śnieżki”, gdyż jadro kometarne przypomina zanieczyszczona kulę śnieżną. Na potwierdzenie tej hipotezy czekać trzeba było do roku 1986, kiedy to do zbliżającej się w kierunku Słońca komety Halleya zostały wysłane sondy kosmiczne, które wykonały badania atmosfery komety. Druga wielka hipoteza tego okresu przedstawiała obłok Oorta jako miejsce skąd mają się wywodzić komety długookresowe.
Trzecia z hipotez rozpatrywała oddziaływanie wiatru słonecznego na warkocz komety. Od połowy dwudziestego wieku zaczęła bardzo szybko rosnąć liczba wykonywanych spektroskopowo obserwacji komet. W wyniku badań spektroskopowych astronomowie zaczęli dysponować bardzo obszerną wiedzą z zakresu składu chemicznego warkocza kometarnego. Rozpoczęto wykonywanie radiowych, UV oraz rentgenowskich obserwacji komet. Bardzo dużo informacji o kometach dostarczyły misje sond kosmicznych skierowane w kierunku gwiazd z warkoczem. W roku 1986 nastąpił powrót komety Halleya, w której kierunku wysłano 6 sond kosmicznych. O niebezpieczeństwie jakie niosą komety ludzkość przekonała się w 1994 roku, kiedy w Jowisza uderzyła kometa Shoemaker-Levy 9.
Ilość odkrywanych i badanych komet co roku wzrasta, jednak prawdziwym przełomem w odkrywaniu komet było rozpoczęcie poszukiwania komet na zdjęciach pochodzących z koronografów umieszczonych na sondzie SOHO, która to przybrała miano największego obserwatorium komet wszechczasów.
Bibliografia
[1] http://articles.adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-iarticle_query?1950BAN....11...91O
[2] http://burro.astr.cwru.edu/stu/comets.html
[3] http://classics.mit.edu/Aristotle/meteorology.1.i.html
[4] http://cometography.com/
[5] http://en.wikipedia.org/wiki/Comet
[6] http://ssd.jpl.nasa.gov/?great_comets
[7] http://www.astronomyexpert.co.uk/CometsInHistory.html
[8] http://www.eso.org/public/events/astro-evt/DeepImpact/Background/comet-history-1.html
[9] http://www.eso.org/public/events/astro-evt/DeepImpact/Background/comet-history-2.html
[10] http://www.ianridpath.com/halley/halley4.htm
[11] http://www.nasa.gov/mission_pages/deepimpact/media/f_ancient.html
[12] North J. Historia astronomii i kosmologii, Rok wydania: 1999, Wydawnictwo: Książnica, ISBN 83-7132-223-X
[13] Rybka E. Astronomia ogólna, Rok wydania: 1983, Wydawnictwo: PWN, ISBN 83-01-02706-1
[14] Wróblewski A.K. Historia fizyki, Rok wydania: 2007, Wydawnictwo: PWN, ISBN 978-83-01-14635-1
Zdjęcia
[1]^ Źródło:http://solarsystem.nasa.gov/deepimpact/images/Lubienietsky_Comet_Crisis.jpg
[2]^ Źródło:http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/36/Tapestry_of_bayeux10.jpg
[3]^ Źródło:http://www.atlascoelestis.com/lu_col_trento_47.jpg
[4]^ Źródło:http://www.livius.org/a/1/mesopotamia/AD_halley.jpg
[5]^ Źródło:http://www2.jpl.nasa.gov/sl9/gif/hst2.gif
Darmowy hosting zapewnia PRV.PL