גרעין שביט

גרעין השביט הוא חלקו הפנימי, המוצק של שביט. הגרעין מורכב מסלע, אבק וגזים קפואים, וגודלו בין 1 ק"מ לעשרות ק"מ בודדים. גרעין השביט מורכב מחלקים שווים בערך של קרח נדיף, אבק סיליקט דק וחומרים אורגניים. הקרח מורכב בעיקר מקרח מים (כ-80 אחוז מסך הקרח) אך כולל גם פחמן חד-חמצני, פחמן דו-חמצני, פורמלדהיד ומתנול קפואים.
 גודל 
ממוזער| השוואת גודל וצבע של גרעיני השביטים הגדולים ביותר. כקנה מידה מופיעים באיור הפלנטה הננסית פלוטו והירחים מימס ופובוס.
ממוזער| השוואה בין טמפל 1 והארטלי 2 
ככל הידוע, קוטרם של רוב גרעיני השביט אינו גדול מ-16 קילומטרים. השביטים הגדולים ביותר שהתקרבו לשמש מעבר למסלולו של שבתאי: כיירון (כ-230 ק"מ), C/2002 VQ94 (LINEAR) (כ-100 ק"מ), השביט של 1729 (כ-100 ק"מ), הייל-בופ (כ-60 ק"מ), 29P (כ-60 ק"מ) ו-109P/Swift–Tuttle (כ-26 ק"מ).

לשביט האלי גרעין בצורת תפוח אדמה, שגודלו (15 × 8 × 8 ק"מ) והוא מכיל כמויות שוות בערך של קרח ואבק.

במהלך מסעה בספטמבר 2001, חללית Deep Space 1 צפתה בגרעין של השביט בורלי ומצאה שגודלו כמחצית מגודלו (8×4×4 ק"מ) של גרעין השביט האלי. גם הגרעין של בורלי היה בצורת תפוח אדמה, ושטח הפנים שלו שחור כהה. כמו השביט של האלי, השביט בורלי שחרר גז רק מאזורים מצומצמים שבהם חורים בשטחו החיצוני חשפו את הקרח לאור השמש.
ממוזער| C/2006 W3 (Chistensen) – פולט גז פחמן
קוטר גרעין השביט הייל-בופ הוערך ב-60 ± 20 ק"מ. הייל-בופ נראה בהיר לעין בלתי מזוינת, מכיוון שהגרעין הגדול במידה חריגה שלו פלט כמויות גדולות של אבק וגז.

קוטרו של הגרעין של  הוא כנראה רק כ-100–200 מטר

קטריהם של הקנטאורים הגדולים ביותר שמסווגים גם כשביטים, מוערכים ב-250 ק"מ עד 300 ק"מ. שלושה מהגדולים ביותר יכללו את צ'ריקלו (כ-258 ק"מ), כיירון (כ-230 ק"מ), ו- (כ-220 ק"מ).

לשביטים המוכרים צפיפות ממוצעת של כ-0.6 גרם לסמ"ק. להלן רשימה של מספר שביטים שיש עבורם אומדני גודל, צפיפות ומסה.
שם ממדים(ק"מ) צפיפות(גרם לסמ"ק) מסה(ק"ג) האלי 15 × 8 × 8 0.6  טמפל 1 7.6×4.9 0.62  בורלי 8×4×4 0.3  וילט-2 5.5×4.0×3.3 0.6  צ'וריומוב-גרסימנקו 0.4 

 הרכב 
בעבר סברו שהגרעין מורכב בעיקר מקרח מים. על פי מודל זה, אבק נפלט כאשר הקרח מתאדה. בהתאם, כ-80% מהרכב השביט האלי, יהיה קרח מים, ופחמן חד-חמצני קפוא מהווה עוד כ-15%. חלק גדול מהשאר הוא פחמן דו-חמצני, מתאן ואמוניה קפואים. מדענים סבורים שכוכבי שביט אחרים דומים מבחינה כימית לשביט האלי. גם הגרעין של השביט של האלי הוא שחור כהה. מדענים חושבים כי פני השטח של השביט, ואולי רוב השביטים האחרים, מכוסים בקרום שחור של אבק וסלע המכסה את רוב הקרח. שביטים אלה משחררים גז רק כאשר חורים בקרום זה מסתובבים לכיוון השמש, וחושפים את הקרח הפנימי לקרינת השמש.

הנחה זו הוכחה כנאיבית. התברר כי הרכב הקומה, הילת הגז העוטפת את הגרעין, אינו מייצג את הרכב הגרעין, מכיוון שהיא מועשרת בגזים נדיפים, ומדוללת בחומרים אורגניים כבדים. וככל הנראה אחוז החומר הסלעי בגרעין גבוה בהרבה ממה שסברו תחילה;  ההערכות האחרונות מראות כי המים הם אולי רק 20-30% מהמסה בגרעינים טיפוסיים. במקום זאת, שביטים עשויים בעיקר מחומרים אורגניים ומינרלים.

שכיחות הדאוטריום בקרח השביט ניתנת למדידה באמצעות שיטות ספקטרוסקופיות. התגלה כי בשביטים היחס בין שכיחות הדאוטריום למימן גבוה פי 2–3 מהיחס במי האוקיינוסים של כדור הארץ. לפיכך לא סביר שהמים על פני כדור הארץ הגיעו משביטים.
 מבנה 
שמאל|ממוזער| פני השטח של גרעין השביט צ'וריומוב-גרסימנקו, ממרחק של 10 ק"מ. תצלום של החללית רוזטה
בכוכב השביט צ'וריומוב-גרסימנקו חלק מאדי המים הנוצרים עלולים לברוח מהגרעין, אך 80% מהם מתעבים מחדש בשכבות מתחת לפני השטח. תצפית זו מרמזת על כך שהשכבות הדקות העשירות בקרח שנחשפות קרוב לפני השטח עשויות להיות תוצאה של פעילות השביט והאבולוציה, ושהשיכוב לא מתרחש בהכרח בשלב מוקדם בהיסטוריה של היווצרות השביט.
ממוזער| שבר B של שביט 73P/שווסמן-וכמן 3 מתפורר, כפי שנראה על ידי טלסקופ החלל האבל
מדידות שבוצעו על ידי הנחתת פיליי על צ'וריומוב-גרסימנקו, מצביעות על כך ששכבת האבק עשויה להיות בעובי של עד 20 ס"מ. מתחת לשכבה זו קרח קשה, או תערובת של קרח ואבק. נראה שהנקבוביות גדלה לכיוון מרכז השביט. בעוד שרוב המדענים חשבו שכל העדויות הצביעו על כך שמבנה הגרעינים של שביטים הוא ערימות שברים של כוכבי לכת קרח קטנים יותר מדור קודם, משימת רוזטה הפריכה את התיאוריה הזו.

 התפרקות 
התאחיזה של גרעין השביט עלולה להיות רופפת, כפי שמתברר ממספר מקרים בהם התפרקו שביטים למספר חלקים. שביטים שהתפרקו כוללים את שביט ביאלה ב-1846,שומייקר לוי 9 ב-1992, ו מ-1995 עד 2006. ההיסטוריון היווני אפורוס דיווח על התפצלות של שביט בחורף 372–373 לפני הספירה. שביטים מתפרקים כתוצאה של מתח תרמי, לחץ גז פנימי, כוחות גאות או פגיעה.

השביטים 42P/Neujmin ו-53P/Van Biesbroeck הם ככל הנראה שברים של שביט אב שהתפרק לשניים. ניתוח נומרי של מסלוליהם הראה ששני השביטים חלפו בינואר 1850 בסמוך לצדק, ושלפני 1850 שני המסלולים היו כמעט זהים.

 אלבדו 
גרעיני שביט הם מהעצמים האפלים ביותר הקיימים במערכת השמש. הגשושית ג'וטו גלתה שגרעין השביט האלי מחזיר כ-4% מהאור הנופל עליו, וחלל עמוק 1 גילה שמשטחו של השביט בורלי מחזיר רק 2.5–3.0% מהאור הנופל עליו; לשם השוואה, אספלט טרי מחזיר כ-7% מהאור הנופל עליו. נהוג לחשוב שתרכובות אורגניות מורכבות מהוות את החומר הכהה על פני גרעין השביט. חימום השמש מאדה תרכובות נדיפות, ומותיר חומרים אורגניים בעלי שרשראות מולקולריות ארוכות, הנוטים להיות כהים מאוד, כמו זפת או נפט גולמי. האלבדו הנמוך של פני השביט מאפשר לו לספוג את החום הדרוש כדי לגרום להמראת הגזים של השביט.

 משימות חקר 
המשימה הראשונה שהתקרבה לגרעין שביט הייתה הגשושית ג'וטו. ב-1986 חלפה ג'וטו במרחק 596 ק"מ מגרעין השביט האלי. זו הייתה הפעם הראשונה שגרעין שביט צולם מקרבה כזו. הנתונים הראו לראשונה את סילוני הגז הפורצים מגרעין השביט, את פני השטח הכהים ואת התרכובות האורגניות.Organic compounds (usually referred to as organics) does not imply life, it is just a class of chemicals: see Organic chemistry.

במהלך הטיסה, נפגעה ג'וטו לפחות 12,000 פעמים מחלקיקים, כולל פגיעה של שבר של 1 גרם, שגרם לאובדן זמני של התקשורת עם יחידת הבקרה בדרמשטאדט. חישוב מראה כי האלי פולט כשלושה טונות של חומר בשנייה, משבעה סילונים, מה שגורם לו להתנדנד לאורך פרקי זמן ארוכים. בשנת 1990 חלפה ג'וטו במרחק של כ-200 ק"מ מגרעיון השביט גריג-סקילרופ.

הגשושית רוזטה והנחתת פיליי גילו שלגרעין צ'וריומוב-גרסימנקו אין שדה מגנטי, מה שמרמז שייתכן שמגנטיות לא מילאה תפקיד בהיווצרות מוקדמת של פלנטסימלים.
+מרכז|100x100 פיקסליםמרכז|100x100 פיקסליםמרכז|100x100 פיקסליםמרכז|100x100 פיקסליםמרכז|100x100 פיקסליםמרכז|100x100 פיקסלים טמפל 1Deep Impact טמפל 1Stardust בורליDeep Space 1 Wild 2Stardust הארטלי 2Deep Impact CGרוזטה
 קישורים חיצוניים 

 גרעין השביט של האלי (15×8×8 ק"מ)
 Nucleus of Comet Wild 2 (5.5×4.0×3.3 ק"מ)

הערות שוליים

קטגוריה:שביטים