Kuyruklu-yıldızlar gökyüzünde gece vakitleri görülebilen harikulade nesnelerdir. Bu nesneler kimi zaman batıl inançlar, felaketler ve diğer kayda değer tarihsel olaylarla ilişkilendirilmişlerdir. 1986 yılındaki Halley kuyruklu-yıldızının gözlenmesine kadar, bir kuyruklu-yıldızın çekirdeğinin gerçek doğası, astronomlar arasındaki tartışma konusuydu.

Dünya çapında yürütülen Giotto sondasının, Halley'in çekirdeğine yakın geçişi ve yapmış olduğu pek çok gözlemler, kuyruklu-yıldızların doğası ile ilgili bilgileri önemli ölçüde geliştirmiştir.

Kuyruklu-yıldızların kolay görünmesinden ötürü, onlarla ilgili gözlem kayıtlarının izleri, yüzyıllar boyunca sürülebilmesine olanak sağlar. Edmund Halley'in yaptığı, çeşitli kuyruklu-yıldızların tarihsel gözlemleri ile ilgili çalışmasında, Newton'un çekim teorisini kullanarak, Güneş etrafındaki bu çeşitli kuyruklu-yıldız yörüngelerinin özdeş olduğunu gösterdi. Bu nesnelerin hepsinin aynı olduğunu ve gelecekte belirli bir zamanda yeniden görüleceğini ileri sürdü. Halley'in bu kuyruklu-yıldızı, tahmin edilen tarihte yeniden görülmüştür.

Kuyruklu-yıldızlar, yeryüzünden görüldüğü üzere, Güneş yönünden uzak olan kısmında genişleyen bir veya daha fazla görünür kuyruklardan dolayı, kuyruklu-yıldız saçı olarak adlandırılan çemberimsi parlak bir bölge ile etrafı çevrilmiş bir çeşit çekirdeğe sahiptir. Bu kuyrukların fotoğrafları çekildiğinde, farklı renklerde oldukları görülebilir. Genellikle ipliksi bir yapıdaki bu kuyruk mavimsidir ayrıca yeşilimsi olan bir dizi biçimsiz kuyruklar da vardır. Kuyruklu-yıldızın varsayılan çekirdeği, kuyruklu-yıldız saçının parlak merkezidir. Kuyruklu-yıldız saçı ve kuyruklar güneşe yaklaştıkça, kuyrukların bazen 100 milyon kilometre olacak şekilde önemli derecede gelişir.

Kuyruklu-yıldızın Yörüngesi

Kuyruklu-yıldız yörüngesinin ilk hesaplamaları yukarıda bahsettiğimiz gibi Edmund Halley tarafından yapılmıştır. O günden bugüne yüzlerce kuyruklu-yıldızın yörüngeleri belirlenmiştir. Neredeyse iki tipe ayrılırlar: ayrık merkezli elips şeklindeki periyodik yörüngeler ve parabolik yörüngeler.

Birçok kuyruklu-yıldız yörüngesi, yüzlerce yıldan on milyon yıl aralığındaki periyotlara sahiptir ve bu da Neptün ile Plüton gezegenlerinin daha uzaklarında bir hayli zaman geçirdiklerini gösterir. Uzun periyotlu kuyruklu-yıldızların yörüngesi, gezegenlerin yörüngesi gibi, bir düzlem için hapsolmamıştır ve gökyüzünün herhangi bir bölümünde ortaya çıkabilirler. Astronomlar, kuyruklu-yıldızların yörüngelerini açıklamak için güneş sisteminin kenarlarında iki grup kuyruklu-yıldızın varlığını kabul ettiler. Bunlar Oort Bulutu ve Kuiper Kuşağıdır.

Oort Bulutu

1950'de Hollandalı astronom Jan Oort, büyük bir küresel kuyruklu-yıldız bulutunun güneş sistemini sardığını ileri sürdü. Oort Bulutu'nun nerdeyse 1 ışık yılı çapının olduğu ve 1 trilyona kadar küçük, donmuş kuyruklu yıldızlar içerdiği zannedilmektedir. Bu yığınların çok yavaş hareketleri için yörüngeden sapmalar, bir tanesinin güneş çekiminin etkisi altında, güneş sisteminin içine doğru uzun ve yavaş bir gezi yapmasına neden olur.

Böylesine bir yığının yörüngesinin odağında Güneş olan bir parabol olacaktır. Kuyruklu-yıldız Güneşe yaklaştıkça hızı artarak en yakın olduğu noktada bir maksimuma ulaşarak güneş sistemi dışına doğru gezisine başlar ve bir daha asla görülmez. Oort Bulutu hiç gözlenmemiştir yani sadece teorik olarak vardır ancak varlığı 200 yıldan fazla periyotlu yörüngeye sahip olan uzun periyotlu kuyruklu-yıldızlarının yörüngelerini açıklamaktadır.

Bazen güneş sistemine olan yolculuk boyunca bir kuyruklu-yıldız, büyük gezegenlerden bir tanesine yakın geçiş yapabilir. Eğer bu rastlantısal olay gezegene yakınsa, bu durumda gezegenin çekimsel gücü kuyruklu-yıldızının yörüngesini önemli ölçüde değiştirir ve parabolik yörüngeyi kapalı bir elips yörüngeye çevirebilir. Kuyruklu-yıldız, periyodik bir kuyruklu-yıldız haline gelir ve sabit bir periyotla hareketini sürdürür. Halley'in kuyruklu-yıldızı bu örneğin en iyi bilinenidir. Yörünge periyodu 200 yıldan daha az olan periyodik kuyruklu-yıldızın varlığı, diğer kuyruklu-yıldızların ikinci bir kaynağının önerilmesine yol açmıştır.

Kuiper Kuşağı

Oort Bulutu 200 yıl ya da daha az yörünge periyoduna sahip olan kuyruklu-yıldızların varlığını açıklamaz. 1951 yılında astronom Gerald Kuiper Neptün gezegeninin ötesinde Güneş'ten 30 ila 50 astronomik birim uzaklıkta başka bir kuyruklu-yıldız kuşağının varlığını ileri sürdü. 1988 yılında Hawaii ve California Üniversitesinden bir grup astronom 2. 2m teleskop kullanarak Hawaii'de Kuiper Kuşağı objelerini araştırmaya başladılar. İlk Kuiper Kuşağı objesini 1992 yılında keşfettiler. Hawaii ve Hubble Uzay Teleskopundan yapılan daha sonraki çalışmalarda, her biri birkaç yüz km büyüklüğünde ve birkaç yüzyıl yörünge periyoduna sahip olan donmuş nesneler keşfedildi. Kuiper Kuşağı, belki de Jüpiter veya dış gezegenlerin etkileriyle yönünden saparak, daha küçük yörüngelere sahip olan Oort Bulutu kuyruklu-yıldızlarından ibaret olabilir.

Birkaç kuyruklu-yıldız çok küçük yörünge periyoduna sahiptir. Örneğin Encke kuyruklu-yıldızı 3, 5 yıllık bir periyoda sahiptir ve bilinen en kısa periyotlu kuyruklu-yıldızdır. Güneş sisteminin içindeki bu kuyruklu-yıldızların, Oort Bulutundan ya da Kuiper Kuşağıdan doğduğu ve dev gezegenlere yeterli derecede yaklaşarak ve çekim kuvvetinden etkilenerek, çok daha küçük yörüngelere yerleştikleri düşünülmektedir.

Kuyruklu-yıldız Çekirdeği

Giotto sondasının Halley kuyruklu-yıldızının çekirdeğinin resimlerini gösterinceye kadar, bir kuyruklu-yıldızın çekirdeğinin doğasına yönelik hatırı sayılır tartışmalar vardı. Artık çekirdeğin 10-20 km kadar, düzensiz şekilde (daha ziyade yerfıstığı gibi) ve nerdeyse siyah olduğunu biliyoruz. Gaz ve toz püskürmeleri Güneş radyasyonunun etkisiyledir. Siyah yüzeyin altında çeşitli türdeki buzlardan ibaret katı bir yığın vardır. Bu yığında su buzu, kuru buz (karbondioksitten oluşan), amonyak, metan, diğer pek çok karbon bileşikler ve toz vardır. Tozun içeriğinde silikat, karbon ve karbon bileşikler bulunmaktadır.

Kuyruklu-yıldız Saçı

Çekirdeği saran parlak bir kuyruklu-yıldız saçıdır. Güneşin buz çekirdeğini buharlaştırırken dışarı atılan gaz ve tozdan ibarettir. Üst moleküller temel olarak Güneş'ten dolayı mor ötesi radyasyon ile daha basit bileşenlere dağılır. Bunlar tam olarak yeryüzünde bildiğimiz kararlı kimyasallar gibi değildir ancak atomun basit kombinasyonlarıdır. Örnek olarak CN, C2, OH, H2O+ ve NH2 verebiliriz. Bunlar, su ve organik karbon bileşenleri gibi daha büyük olan kimyasalların parçalanmış hallerdir. Çekirdek etrafındaki kabaca küresel toptan gaz ve toz dışarı atılır. Bu çekirdekten defalarca büyüktür. Parlak bir kuyruklu-yıldızın saçı, milyonlarca km büyüklüğünde olabilir, oysaki çekirdek yalnızca 10 km veya biraz üzerindedir. 1811 yılındaki Büyük Kuyruklu-yıldızın saçı Güneşten daha büyüktür.

Güneşin radyasyonunun ve manyetik alanının etkisi, güneş rüzgârının kuyruklu-yıldızdan gaz ve tozu hareket ettirmesi ve kuyruklu-yıldızın kuyruğundan hava uçması ile bağlantılı bir olaydır.

Kuyruklu-yıldızların Kuyruğu

Kuyruklu-yıldızın kuyruğundan havaya uçan gaz güneş radyasyonu tarafından iyonize edilmiş ve elektrik yüklü hale gelir. Daha sonra güneş rüzgârı ile bağlantılı olarak manyetik alan tarafından güçlü bir şekilde etkiye uğrar. Gaz kuyruk, Güneş radyasyonunun uyardığı gazdan ötürü, emisyon çizgilerince görünür hale gelir. Bu da gaz kuyruğa, karakteristiği olan mavi rengi verir. Kuyruğun geometrik şekli, güneş rüzgârındaki manyetik yapılar tarafından yönetilir ancak ağırlıklı olarak gaz kuyruk, kuyruklu-yıldızdan Güneşe olan yönün doğrudan bir şekilde tersi istikametine olacak şekilde sivrilir.

Ayrık toz taneciklerince emilen, güneş ışığından oluşan radyasyon basıncı tarafından tozlar, kuyruklu-yıldız saçından havaya uçar. Tozun hareket yönü, kuyruklu-yıldızın hareketine, toz parçacıklarının boyutuna ve kuyruklu-yıldızın saçının püskürtme hızına bağlıdır. Toz kuyruk karmaşık yapıda, katmerli ve hatta kıvrılmış olabilir ancak genelde Güneşten uzak olan yöne doğru sivrilir. Bazen yansıtım etkisi nedeniyle, gaz kuyruğun parçası güneşe doğru olan yönde sivrilirken de görülebilir. Gaz kuyruk Güneşin ışınlarını bize yansıttığı için yeşildir.

Gaz kuyruk 100 milyon km olabilirken toz kuyruk 10 milyon km uzunluğunda olabilir. Kayıtlara göre en uzun kuyruk 1843 yılında gözlenen ve 250 milyon km uzunluktaki kuyruğu olan (Güneş ile Mars arasındaki uzaklıktan bile daha fazla) Büyük Kuyruklu-yıldızdır.

En Meşhur Kuyruklu-yıldızlar

- Hale-Bopp

- Swift Turtle

- Hyakutake

- Halley

- Shoemaker-Levy 9