На снимках ярких комет иногда заметны сразу два длинных следа: один широкий и светлый, другой узкий, с голубоватым оттенком. Это не оптический обман и не след от движения, подобный полосе за самолётом. У кометы действительно могут одновременно существовать пылевой и ионный хвосты, а их форму определяет воздействие Солнца.
Фото: Giuseppe Donatiello / Wikimedia Commons, CC0.
.jpg){kind=link}
Вдали от Солнца кометное ядро представляет собой сравнительно небольшое тело из замёрзших летучих веществ, пыли и каменистого материала. При приближении к светилу поверхность нагревается. Часть льдов переходит в газ, увлекая частицы пыли. Вокруг ядра возникает разреженная оболочка — кома, из которой постепенно формируются хвосты.
Пылевой хвост состоит из множества мелких твёрдых частиц. Они рассеивают и отражают солнечный свет, поэтому на фотографиях такой хвост часто выглядит белым или слегка желтоватым. Давление солнечного излучения изменяет движение пылинок, но те продолжают обращаться вокруг Солнца по собственным траекториям.
Именно поэтому пылевой хвост обычно получается широким и изогнутым. Частицы разного размера покидают ядро в разное время и испытывают неодинаковое воздействие света. Они не выстраиваются в одну идеальную прямую линию, а распределяются вдоль веерообразного шлейфа.
Ионный хвост образуется иначе. Солнечное ультрафиолетовое излучение превращает часть газовых молекул в электрически заряженные частицы — ионы. С ними взаимодействуют магнитные поля, переносимые солнечным ветром, то есть потоком заряженных частиц, постоянно исходящим от Солнца.
В результате ионный хвост вытягивается почти прямо в направлении от Солнца. На изображениях он бывает тонким, с отдельными нитями и разрывами. Его структура может быстро меняться, когда комета проходит через области солнечного ветра с различными характеристиками.
Голубой цвет ионного хвоста связан не с высокой температурой в привычном бытовом смысле. Существенный вклад в наблюдаемое свечение могут давать ионы угарного газа CO+, излучающие свет в синей части спектра. Поэтому рядом с беловатым пылевым шлейфом иногда видна отчётливая голубая полоса.
Распространённая ошибка — считать, что хвост всегда тянется строго позади кометы по направлению её движения. На самом деле оба основных хвоста в целом обращены от Солнца. Когда комета удаляется от него после прохождения ближайшей точки орбиты, хвосты могут оказаться направлены вперёд относительно её движения.
Из-за перспективы два хвоста на земном небе иногда кажутся наложенными друг на друга, а иногда расходятся под заметным углом. Наиболее выразительно различие видно на снимках комет с активным выделением газа и пыли, когда условия освещения позволяют разглядеть обе структуры.
Хвосты могут простираться на миллионы километров, но их вещество чрезвычайно разрежено. Яркость длинного шлейфа не означает, что пространство в нём заполнено плотным облаком. Наблюдения за изменениями формы хвостов помогают исследователям изучать как свойства кометного вещества, так и влияние солнечного ветра.
Итак, два хвоста появляются потому, что газ и пыль по-разному реагируют на солнечное излучение и поток заряженных частиц. Пылевой хвост чаще изгибается, ионный обычно остаётся более прямым. Именно сочетание этих процессов создаёт характерный облик яркой кометы.