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彗星の軌道を真に理解するには、惑星の軌道を理解することが役立ちます。太陽の周りに利用可能なスペースが不足していなくても、惑星はすべてかなり細い帯に閉じこめられており、Pl王星を除いて、惑星のいずれも数度以上は外れていません。
一方、彗星の軌道は、このバンドに対して大きな傾斜角を持つことができ、それがどこから来たかによって、それに対して垂直に軌道を回ることさえあります。これは、多くの興味深い彗星の事実の1つにすぎません。
ケプラーの第一法則によれば、すべての物体は楕円軌道で太陽を周回します。 planet王星を除く惑星の軌道はほぼ円形であり、海王星の軌道のすぐ外側にあるカイパーベルトの小惑星や氷の物体の軌道も同様です。カイパーベルトで発生する彗星は短周期彗星として知られており、惑星と同じ狭いバンドにとどまる傾向があります。
カイトベルトを越えて太陽系の周辺にあるオールト雲に由来する長周期彗星は、別の問題です。それらの軌道は非常に楕円形である可能性があるため、彗星は何百年もの間完全に消えることがあります。 Oort雲の向こうからの彗星は放物線軌道をとることができます。つまり、太陽系で単一の外観を示し、再び戻ってくることはありません。
惑星や彗星がそもそもそこに来た方法を理解すれば、この行動は神秘的ではありません。それはすべて太陽の誕生に関係しています。
すべては塵の雲で始まった
今日の科学者がオリオン星雲で起こっていることを観察できるのと同じ星の誕生のプロセスは、約50億年前に宇宙の私達の近くで発生しました。広大な虚無の中に無事に浮かぶ宇宙塵の雲は、重力の力で徐々に収縮し始めました。小さな塊が形成され、それらは互いにくっつき、さらに多くの塵を引き付けることができる大きな塊を形成しました。
次第に、これらのクラスターの1つが優勢になり、さらに多くの物質を引きつけて成長し続けると、角運動量の保存がそれを回転させ、その周りのすべての物質が同じ方向に回転するディスクを形成しました。
最終的に、支配的なクラスターの中心部の圧力が非常に大きくなり、着火し、水素核融合によって生じた外向きの圧力が、より多くの物質の付着を妨げました。私たちの若い太陽は最終的な質量に達していました。
中央のクラスターに閉じ込められていなかったすべての小さなクラスターはどうなりましたか？彼らは彼らの軌道に十分に近い問題を引き付け続け、それらのいくつかは惑星に成長しました。
回転する円盤の端にある他の小さなクラスターは、円盤に引っかかるのを避けるのに十分な距離を置いていますが、軌道に保持するのに十分な重力を受けていました。これらの小さな天体は小惑星や小惑星になり、いくつかは彗星になりました。
彗星は小惑星ではありません
彗星の組成は小惑星の組成とは異なります。小惑星はほとんどが岩ですが、彗星は本質的に宇宙ガスのポケットで満たされた汚れた雪玉です。
多数の小惑星が火星と木星の軌道の間の小惑星帯で発見されています。これは小惑星セレスの本拠地でもありますが、太陽系の周辺の軌道にもあります。一方、彗星は、カイパーベルトからだけで来る傾向があります。
太陽から遠く離れた彗星は、小惑星と事実上区別できません。しかし、軌道が太陽に近づくと、熱が氷を蒸発させ、蒸気が膨張して核の周りに雲を形成します。核の直径はわずか数キロメートルですが、雲は数千倍大きくなる可能性があり、実際よりもはるかに大きく見えるようになります。
彗星の尾は、最も明確な特徴です。それは地球と太陽の間の距離に及ぶのに十分な長さにすることができ、彗星がどの方向を進んでいるかに関係なく、常に太陽から離れた方向を指します。それは、核を取り巻く蒸気雲からガスを吹き飛ばしている太陽風によって作り出されたからです。
彗星の事実：すべてがここから来るわけではない
長い周期の彗星は高度に楕円形の軌道を持つ可能性があり、そのため、地球からの目撃間隔は一生を超える可能性があります。ケプラーの2番目の法則は、物体が太陽に近い場合よりも太陽から遠い場合の方が物体の動きが遅いため、彗星は目に見えるよりもずっと長く見えない傾向があります。ただし、どれだけ時間がかかっても、軌道上に何かが衝突しない限り、軌道上のオブジェクトは常に戻ります。
ただし、戻らないオブジェクトもあります。彼らはどこにも見えないように見え、軌道を回る物体に典型的ではない速度で移動し、太陽の周りを鞭打ち、宇宙に飛び出します。これらのオブジェクトは、太陽系に由来するものではありません。それらは星間空間から来ています。楕円軌道ではなく、放物線の経路をたどります。
神秘的な葉巻の形をした小惑星オウムアムアはそのようなオブジェクトの1つでした。 2017年1月に太陽系に現れ、1年後に見えなくなった。おそらくそれはUFOだったかもしれませんが、おそらく太陽に引き寄せられた星間物体でしたが、軌道に同軸化するには速すぎます。
事例研究：ハレー彗星
ハレー彗星は、おそらくすべての彗星の中で最も有名です。それは、アイザック・ニュートンfriendの友人であったイギリスの天文学者、エドモンド・ハレーによって発見されました。彼は1531年、1607年、1682年の彗星の目撃がすべて同じ彗星であったと仮定した最初の人物であり、1758年にその回帰を予測しました。
彗星が1758年のクリスマスの夜に壮観な姿を見せたとき、彼は正に証明されました。その夜は、残念なことに、彼の死の16年後でした。
ハレー彗星の周期は74年から79年です。不確実性は、その経路に沿って遭遇する重力の影響（特に惑星金星）と、すべての彗星が持つ固有の推進システムによるものです。ハレー彗星のような彗星が太陽に近づくと、コア内のガスのポケットが膨張し、コア内の弱いスポットを通過し、あらゆる方向に押し出されて軌道に摂動を引き起こす推力を与えます。
天文学者は、ハレー彗星の軌道をマップし、それがほぼ0.97の離心率を持つ非常に楕円形であることを発見しました。 （偏心 この場合、軌道がどのくらい楕円形または円形であるかを意味します。離心率がゼロに近づくほど、軌道は丸くなります。）
地球の軌道の離心率は0.02であり、ほぼ円形であり、Pl王星の軌道の離心率はわずか0.25であるため、ハレー彗星の離心率は極端です。遠日点では、Pl王星の軌道からかなり外れており、近日点では、太陽からわずか0.6 AUです。
彗星起源の手がかり
ハレー彗星の軌道は単なる偏心ではなく、黄道面に対して18度傾いています。これは、同じ時期に合体した可能性があるにもかかわらず、惑星が形成されたのと同じように形成されなかったという証拠です。それは銀河の別の部分にその起源を持ち、それが通り過ぎるときに太陽の重力に単に捕らえられたかもしれません。
ハレー彗星は、惑星とは異なる別の特性を示します。軌道とは反対の方向に回転します。金星はこれを行う唯一の惑星であり、金星は非常にゆっくりと回転するため、天文学者は過去に衝突したと疑っています。ハレー彗星がその方向に回転するという事実は、それが惑星と同じ方法で形成されなかったというより多くの証拠です。