НОА 2010, IV кръг, Младша възраст, теория и практическа задача — Задача 2. Комета на хоризонта

• • $\gamma = \alpha + \varepsilon = (90° - \varphi) + 23°26' = 69°36'$

  Отпечатано в решението като $69°36'$.

• • Схемата е дадена в решението: източен хоризонт с посоки север и юг, еклиптика и небесен екватор, наклонени под $90° - \varphi$ спрямо хоризонта, Слънцето под хоризонта и опашка, насочена нагоре по еклиптиката.

• • Рефракцията повдига точки, намиращи се на $36'$ под хоризонта, до нивото на хоризонта, а по-високите точки – на по-малък ъгъл. Затова близо до хоризонта характерните линии на небесната сфера се деформират забележимо: подобно на еклиптиката се деформира и опашката на кометата – основата ѝ се вдига повече от върха и опашката изглежда извита и по-стръмна спрямо хоризонта.

• • На места, близки до северната тропична окръжност — в близост до есенното равноденствие, рано сутрин, там еклиптиката е почти перпендикулярна на хоризонта, главата на кометата е най-високо, а опашката е насочена право нагоре.

Решение:

Кометите имат два типа опашки – йонна и прахова. Йонната опашка се състои от йонизирани атоми и молекули и направлението й се определя предимно от налягането на слънчевата светлина. Тя е насочена в посока, противоположна на посоката към Слънцето. Праховата опашка се състои от частици, изхвърлени от ядрото на кометата и направлението й се определя от гравитационното притегляне на частиците от Слънцето и частично от налягането на слънчевата светлина. Частиците отделени от ядрото имат леко различаващи се скорости и започват да се движат по елиптични орбити с различен ексцентрицитет. Затова те образуват широка опашка, която често изглежда извита по направление на новите орбити на частиците. Тези нови орбити, обаче, или лежат в равнината на орбитата на кометата, или са разпределени по наклон, сравнително симетрично спрямо нея. Тъй като орбитата на разглежданата комета лежи в равнината на еклиптиката, то огъването на кометната опашка ще бъде в същата равнина и няма да се забелязва от Земята. И двете опашки ще се проектират на небесната сфера по направление на еклиптиката.

На 30 септември Слънцето току що е подминало есенната равноденствена точка, в която се пресичат небесният екватор и еклиптиката. То вече е слязло под небесния екватор и има отрицателна деклинация. Еклиптиката, пресичаща небесния екватор, е наклонена спрямо него на ъгъл $\varepsilon = 23°26'$. Наклонът на екватора към източния хоризонт е $\alpha = 90° - \varphi$ , където $\varphi$ е географската ширина на мястото. Пресмятаме и получаваме за наклона на еклиптикта към хоризинта $\gamma = \alpha + \varepsilon = 69°36'$ . Под такъв ъгъл спрямо хоризинта ще се вижда и опашката на кометата.

Рефракцията повдига точки, намиращи се на $36'$ под хоризонта, до нивото на хоризонта. Точки, намиращи се на по-голяма височина, се повдигат на по-малък ъгъл. Вследствие на това характерните линии на небесната сфера се деформират забелижимо в близост до хоризонта. Подобно на еклиптиката ще се деформира и опашката на кометата.

Най-добри условия за наблюдения на една комета има на места, от които височината на кометата над хоризонта е най-голяма. Тъй като кометата отстои от Слънцето по линия, проектираща се върху еклиптиката, най-удобни за наблюдения ще са места, за които еклиптиката е перпендикулярна на хоризонта. В близост до момента на есенно равноденствие, рано сутрин, еклиптиката е почти перпендикулярна на хоризонта за точки от земната повърхност близки до северната тропична окръжност. Освен че главата на кометата ще е най-високо, там опашката на кометата ще бъде насочена право нагоре, в посока перпендикулярна на хоризонта.