זנב שביט

שביט הולמס בשנת 2007, מראה זנב גז מיונן כחול בצד ימין

אנימציה של זנב שביט

זנב השביט וההילה שלו הם מאפיינים של שביט, שניתן לראותם כאשר הם מוארים על ידי אור השמש. רק כאשר שביט עובר במערכת השמש הפנימית ניתן לצפות בו מכדור הארץ בעין בלתי מזוינת. ככל שהשביט מתקרב לשמש, קרינת השמש גורמת לחומרים הנדיפים בגרעין השביט להתאדות ולצאת החוצה. יחד איתם, משתחררים גם חלקיקי אבק שהיו כלואים בתוכו. רוח השמש ולחץ הקרינה מרחיקים מהגרעין את הגז והאבק המשתחררים ויוצרים זנב, העשוי להגיע לאורך של עשרות ועד מאות מיליוני קילומטרים.

האבק והגזים בזנב השביט נראים לעין עקב תופעות שונות: האבק מחזיר את אור השמש הפוגע בו, והגזים זוהרים עקב יינון של חלקיקי הגז. רוב השביטים חיוורים מכדי שניתן יהיה לצפות בהם ללא משקפת או טלסקופ, אבל בכל עשור יש שביטים אחדים בהירים מספיק כדי להיראות בעין בלתי מזוינת.

היווצרות הזנב

מסלול כוכב שביט המראה את הכיוונים השונים של זנבות הגז והאבק כאשר השביט חולף על פני השמש

איור המתאר כיצד כוכב שביט מציג זנב אבק קצר (זנב מטיפוס II), המצביע בכיוון ההפוך לכיוון הצפוי שלו במבט מכדור הארץ

במערכת השמש החיצונית, השביטים קפואים, וקשה מאוד או בלתי אפשרי לזהותם מכדור הארץ בגלל גודלם הקטן והאלבדו הנמוך שלהם. גילויים סטטיסטיים של גרעיני שביט לא פעילים בחגורת קויפר דווחו מתצפיות טלסקופ החלל האבל, אך יש מדענים החולקים על ממצאים אלה. כאשר מתקרב השביט למערכת השמש הפנימית, קרינת השמש גורמת לחומרים הנדיפים המרכיבים אותו להתאדות ולזרום החוצה מהגרעין, ולשאת איתם אבק. זרמי האבק והגז המשתחררים כך יוצרים אטמוספירה עצומה ודלילה מאוד סביב השביט, הנקראת הילה. הכוח שמפעילים לחץ הקרינה של השמש ורוח השמש על ההילה גורמים להיווצרות זנב ארוך מאוד, הפונה הרחק מהשמש.

זרמי האבק והגז יוצרים כל אחד את הזנב המובהק שלו, המצביע לכיוונים מעט שונים:

זנב היונים, העשוי מגזים מיוננים, מצביע תמיד לאורך קווי הזרימה של רוח השמש, כיוון שהוא מושפע מאוד מהשדה המגנטי של הפלזמה של רוח השמש. זנב היונים עוקב אחר קווי השדה המגנטי ולא מסלול תנועת השביט. צבעו של זנב זה כחלחל בשל נוכחותן של מולקולות$\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}^{+}$. הרכיב העיקרי בזנב היונים הם יוני$\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}^{+}$, שאינם קורנים בתחום הנראה. זנב היונים או הפלזמה ידוע גם כזנב מטיפוס I.

האבק עשוי מחלקיקים מאקרוסקופיים, לא טעונים, ולכן השפעתה של רוח השמש וקרינת השמש עליהם קטנה בהרבה מהשפעתה על יוני הגז הטעונים, המרכיבים את זנב הגז. החלקיקים נדחפים על ידי רוח השמש ולחץ הקרינה למסלול גדול יותר משל גרעין השביט, והתוצאה היא האטה שלהם, מה שגורם להם לפגר מאחורי הגרעין. האבק עוקב אחרי השביט סביב מסלולו אך בסופו של דבר מתפזר. זנב האבק ידוע גם כזנב מטיפוס II.

אנטי-זנב

שביטים מסוימים נראים מכדור הארץ כבעלי אנטי-זנב, זנב אשר נראה מצביע לכיוון השמש ולא הרחק ממנה. מדובר בתופעה אופטית, שיכולה להתרחש כאשר כדור הארץ חולף במישור המסלול של השביט. דוגמאות לשביטים מפורסמים שהציגו אנטי-זנב: שביט קוהוטק (1973), הייל-בופ (1997), לולין (2009) ופאנסטארס (2013).

גודל

בעוד שהקוטר הממוצע של גרעין השביט הוא בדרך כלל פחות מ-30 ק"מ, ההילה עשויה להיות גדולה מהשמש. זנב שביט אופייני גדול בהרבה ועשוי להגיע לאורך של עשרות עד מאות מיליוני קילומרים. נצפו זנבות יונים של שביט באורך מעל 3.8 יחידות אסטרונומיות.

הגשושית יוליסס עברה באופן בלתי צפוי דרך זנבו של שביט מקנוט ב-3 בפברואר 2007. עדויות על המפגש פורסמו בגיליון ה-1 באוקטובר 2007 של The Astrophysical Journal.

מגנטוספירה

התצפית על זנבות שביטים תרמה משמעותית לגילוי רוח השמש. זנב היונים הוא תוצאה של קרינה אולטרה סגולה המייננת חלקיקים בהילת השביט. החלקיקים המיוננים מהווים פלזמה, אשר יוצרת מגנטוספרה סביב השביט. השביט והשדה המגנטי המושרה שלו מהווים מכשול בפני חלקיקי רוח שמש. השביט מייצר תבנית:קישור שפה בצד הפונה לשמש, בכיוון הזרימה של רוח השמש. בהלם קשת זה, ריכוזים גדולים של יונים של השביט מצטברם ופועלים ל"טעינת" השדה המגנטי הסולארי בפלזמה. קווי השדה המגנטי "עוטפים" את השביט ויוצרים את זנב היונים.

התנתקות של הזנב

קובץ:Encke tail rip off.ogv אם העמסת זנב היונים מספיקה, אז קווי השדה המגנטי נלחצים זה לזה עד לנקודה שבה, במרחק מסוים לאורך זנב היונים, מתרחש חיבור מגנטי מחדש. זה מוביל ל"ניתוק זנב". תופעה זו נצפתה במספר הזדמנויות. הבולטת ביניהן התרחשה ב-20 באפריל 2007 כאשר זנב היונים של שביט אנקה נחתך לחלוטין בזמן שהתרחשה בו תבנית:קישור שפה. אירוע זה נצפה על ידי חללית STEREO. אירוע ניתוק נצפה גם בתבנית:קישור שפה ב-26 במאי 2010.