Mengapa Ekor Komet Menjauhi Matahari?

Gambar komet sering menunjukkan kepala yang terang dengan ekor komet panjang yang terbentang di belakangnya. Gambaran ini mudah menimbulkan andaian bahawa ekor itu tertinggal seperti asap di belakang kereta yang sedang bergerak. Namun komet tidak berkelakuan begitu. Arah ekor ditentukan terutamanya oleh hubungannya dengan Matahari, bukan semata-mata arah gerakan komet dalam orbit. Sebab itulah selepas komet melepasi Matahari dan bergerak keluar semula, ekornya masih menghala secara umum menjauhi Matahari dan boleh kelihatan berada di hadapan arah pergerakannya.

Sebelum ada ekor, bahan perlu keluar daripada nukleus

Bahagian pepejal utama komet dinamakan nukleus, dan ia mengandungi ais bersama debu dan bahan berbatu. Ketika komet jauh daripada Matahari, banyak bahan mudah meruapnya kekal beku dan objek itu agak malap. Apabila komet memasuki kawasan Sistem Suria yang lebih panas, tenaga Matahari memanaskan nukleus dan ais tertentu mengalami pemejalwapan, iaitu berubah terus daripada pepejal kepada gas tanpa melalui fasa cecair. Gas yang keluar membawa debu dari permukaan ke ruang sekeliling lalu membentuk selubung besar yang dinamakan koma. Menurut ESA, bahan daripada koma kemudian disapu keluar untuk membentuk ekor. Ekor bukan struktur pepejal yang melekat pada komet kerana ia terdiri daripada bahan yang telah meninggalkan nukleus.

Dua ekor yang dibentuk dengan cara berbeza

Ekor ion, yang juga dinamakan ekor plasma, terdiri daripada gas bercas elektrik. Sinaran Matahari dan proses dalam persekitaran komet menghasilkan ion daripada gas koma, dan ion ini berinteraksi dengan angin suria, iaitu aliran plasma yang bergerak keluar dari Matahari. Interaksi itu membawa bahan bercas menjauhi Matahari, maka ekor ion biasanya lebih lurus dan menghala hampir terus ke arah antisuria, iaitu arah yang bertentangan dengan Matahari. Ekor ion juga boleh berubah dengan cepat. Pemerhatian NASA terhadap Komet Encke menunjukkan satu lontaran jisim korona mengganggu medan magnet di sekeliling komet sehingga ekor ionnya terputus buat sementara sebelum terbentuk semula.

Ekor debu pula terdiri daripada butiran pepejal kecil yang terlepas daripada nukleus. Cahaya Matahari membawa momentum selain tenaga, dan apabila foton berinteraksi dengan butiran debu, tekanan sinaran memberikan daya kecil yang secara beransur-ansur mengubah lintasan butiran itu. Debu masih dipengaruhi graviti Matahari dan mempunyai gerakan orbit sendiri. Gabungan kesan ini menghasilkan ekor debu yang biasanya lebih lebar dan melengkung berbanding ekor ion.

Mengapa ekor tidak semestinya berada di belakang?

Apabila sebuah komet menghampiri Matahari, ekornya menghala menjauhi Matahari, dan dalam sebahagian orbit keadaan itu memang kelihatan seperti ekor berada di belakang gerakan komet. Selepas komet melepasi titik terdekat dengan Matahari dan mula bergerak keluar, keadaan berubah. Komet kini bergerak secara umum menjauhi Matahari, tetapi ekor ionnya masih diarahkan ke arah antisuria. Akibatnya, dari sudut geometri orbit, ekor boleh menghala secara umum ke arah yang sama dengan perjalanan keluar komet. Inilah sebab analogi asap kenderaan gagal. Asap ditinggalkan dalam udara yang dilalui kenderaan, sedangkan bahan ekor komet terus dipengaruhi sinaran dan persekitaran plasma yang berasal daripada Matahari.

Mengapa ekor debu melengkung?

Butiran debu tidak semuanya sama saiz. Selepas dilepaskan daripada nukleus, setiap butiran mempunyai halaju awal dan terus berada di bawah pengaruh graviti Matahari, sementara tekanan sinaran memberi kesan relatif yang lebih besar terhadap butiran tertentu berbanding yang lain. Debu tidak sekadar ditolak pada satu garis lurus. Butiran yang dilepaskan pada masa berlainan mengikuti lintasan yang sedikit berbeza, dan apabila banyak lintasan itu dilihat bersama, terbentuk ekor yang lebar dan melengkung. Ilustrasi yang menunjukkan dua jalur lurus dan sama panjang hanyalah pemudahan.

Adakah haba Matahari mencairkan komet?

Perkataan mencair boleh menimbulkan gambaran yang salah. Dalam vakum dan tekanan yang amat rendah di sekitar komet, banyak ais tidak perlu menjadi cecair terlebih dahulu. Pemanasan menyebabkan bahan beku bertukar terus menjadi gas melalui pemejalwapan, dan gas inilah yang membantu membawa debu keluar untuk membentuk koma.

Bagaimana kita mengetahui hal ini?