שביט

לפנים ראו בשביטים מבשרי אסונות ופגעים, כגון רעב, מלחמות ומות מלכים. עד המאה ה-16 הם נחשבו לתופעות המתרחשות במרומי האטמוספירה של כדור הארץ, אך טיכו בראהה ערך תצפיות בשביט שהופיע ב-1577 והוכיח שהוא מצא "מעבר לשמש", מה שאינו אפשרי לפי אריסטו. הגם שברהה לא קיבל את עמדת קופרניקוס, קביעתו זו היא טענה חזקה מאוד בזכותה. במשך שנים רבות נחשבו מסלוליהם לפרבוליים, ולפיכך הסיקו שהם אינם חלק ממערכת השמש, אלא נכנסים אליה לזמן קצר בלבד ויוצאים שוב.

בראשית המאה ה-18 קבע אדמונד הלי את מסלוליהם של יותר מ-20 שביטים, עפ"י תצפיות שנערכו במאות ה-13 עד ה-17. בשל הדמיון הרב שנמצא בין המסלולים של שביטים שהופיעו ב-1531, ב-1607 וב-1683, הסיק הלי שזהו אותו שביט עצמו, ואף חזה את שובו ב-1759. ואכן, השביט (הקרוי כיום שביט הלי) אמנם הופיע במועד זה, 17 שנה אחרי מותו של המדען.

התברר ששביט הלי נע במסלול אליפטי מוארך, שהשמש נמצאת באחד ממוקדיו וזמן המחזור שלו הוא 76 שנים. יש שביטים שנעים במסלולים מוארכים עוד יותר, וזמן מחזורם עד אלפי שנים: המחזור המחושב לשביט קוֹהוּטֶק, שהופיע בשמי כדור הארץ ב-1974, הוא יותר מ-50,000 שנה.

בחקר השביטים יש תפקיד חשוב לאסטרונומים החובבים, הסורקים את השמים בחיפוש אחר תופעות מעניינות, כיוון שהאסטרונומים המקצועיים אינם נוהגים לעשות כן, אלא ממקדים את מכשיריהם בגרמי שמים מסוימים. נהוג לכנות את השביטים על שם מגליהם.

ב-1986, בעת ביקורו האחרון עד כה של שביט הלי במערכת השמש, שוגרו אליו ארבע גשושות חלל של ארה"ב, ברית המועצות, יפן וסוכנות החלל האירופית, וחקרו אותו מקרוב. חלליות אחדות ביקרו גם בשביטים נוספים. במיוחד, הגשושה "סטרדסט" (Stardust), ששיגרה נאס"א ב-1999 לעבר השביט ויילד 2, אספה אבק מזנבו והחזירה אותו בכמוסה לכדור הארץ בינואר 2006. המדענים הבודקים עתה את האבק כבר דיווחו על כמה תגליות מפתיעות, שעשויות להיות להן השלכות על התיאוריה של היווצרות מערכת השמש.

כל עוד השביט רחוק מאוד מהשמש, הוא נראה כגוף ערפילי המחזיר לעיני הצופים בו רק מעט אור שמש, אם כי לפעמים מסתמן בו זנב קצר. עם התקרבותו לשמש הוא נעשה בהיר יותר, ומתפתח ראש השביט (coma) - מעטפת של גזים שמתנדפים מגלעין השביט עקב חימומו, אך נשארים בסמוך אליו בהשפעת כבידתו; יחיד עם הגזים נפלטת כמות קטנה של אבק - גרגרים זעירים של חומר מוצק מהגלעין. צורת הראש, הכדורית בתחילה, הולכת ומתארכת ככל שנוסף אליו חומר. בדרך זו נוצר זנב השביט - שובל ארוך של גזים ואבק, המחזיר אור אף הוא. עקב פגיעתה של "רוח השמש" - זרם החלקיקים והקרינה הנפלט מהשמש והודף את הגזים לאחור - פונה זנב השביט תמיד מהשמש והלאה. אורכו הנראה עשוי להגיע למאה מיליון ק"מ.

גודל גלעיניהם המוצקים של השביטים הוא כמה קילומטרים מצד לצד, צורתם אינה אחידה, והם עשויים מ"קרח" של גזים קפואים (מֶתָן, פחמן דו-חמצני, פחמן חד-חמצני, אמוניה ומים). בתוך הקרח נמצאים גרגירי אבק וסלעים בגדלים שונים. דגם זה של גלעין השביט, שהוא המקובל כיום (בעקבות ביקורי החלליות בכמה שביטים), נקרא "כדור שלג מלוכלך".

כאשר השביט רחוק מהשמש, הקרינה שהוא סופג אינה מספקת לאידוי הקרח, ולכן הוא מחזיר קרינת שמש מעטה ונראה עמום, כאמור. עם התקרבותו לשמש מתאדה שכבת הקרח, והגזים הנפלטים יוצרים את ראש השביט. כאשר השביט שב ומתרחק מהשמש, רוב החומר הזה, אך לא כולו, מצטנן ושוקע שוב אל הגלעין. לעומת זאת, הגזים וגרגרי האבק המגיעים למרחק גדול יותר מהגלעין, כלומר לזנב, מתפזרים בחלל ואינם מוחזרים לגלעין. לכן, בכל התקרבות מאבד השביט מתכולתו (עובי השכבה המתאדה בכל התקרבות של שביט הלי מוערך במטר אחד). בסופו של דבר, כאשר כמעט כל הקרח מתאדה, נשארים האבק והסלעים שהיו בגלעין. אלה ממשיכים לנוע במסלולו הקודם של השביט סביב השמש ויוצרים מעין ענן שמתפזר לאורך כל המסלול כמעט. כאשר כדור הארץ עובר דרך הענן, בתנועתו סביב השמש, נראה בשמים מִמטר של מטאורים, "כוכבים נופלים", עקב שריפת גרגרי האבק באטמוספירה, בשל מהירותם הגדולה.

מקורם של השביטים הוא ענן כדורי גדול של גושי קרח ואבן המקיף את מערכת השמש מעבר למסלולו של פלוטו; מערכת זו קרויה ענן אוֹרט, על שם האסטרונום ההולנדי יאן אורט שגילה אותה. בינה לבין כוכבי הלכת החיצוניים של מערכת השמש מצויים שביטים נוספים, במערכת שצורתה שטוחה ולא כדורית, משום שהיא מרוכזת במישור המלקה. מערכת זו נקראת חגורת קויפר, על שם האסטרונום ג'ררד קויפר שתיאר אותה לראשונה. מערכות השביטים הללו מכילות חומר שנותר מראשית היווצרותה של מערכת השמש. חקר השביטים חשוב איפוא, משום שהם מייצגים את החומר המקורי שממנו נוצרו כוכבי הלכת.

ענן אורט וחגורת קויפר יציבים בדרך כלל, אולם חגורת קויפר "חשה" במידת מה את השפעת הכבידה של כוכבי הלכת החיצוניים של מערכת השמש. השפעת כבידתם של כוכבי הלכת על ענן אורט חלשה הרבה יותר, אך לעומת זאת משפיעה עליו כבידתם של כוכבים סמוכים בשביל החלב, וכן של ענני גז ואבק שהשמש חוצה אותם בדרכה סביב מרכז הגלקסיה. בשני המקרים, לעתים יש בכוחה של השפעה זו לעקור שביט ממקומו היציב ולשגרו לעבר השמש. הוא עושה את דרכו במשך שנים רבות, אולי מיליוני שנים, עד שהוא מגיע לקרבת השמש. משיכת הכבידה שלה משנה את צורת מסלולו והופכת אותה לאליפטית, ומעתה הוא מקיף את השמש במסלול האליפטי המתואר לעיל. השפעת הכבידה של השמש וכוכבי הלכת שבקרבתם עובר השביט היא המגדירה את צורתה המדויקת של האליפסה, ולפיכך את תדירות ביקוריו של כל שביט נתון במערכת השמש הפנימית. בניגוד לרוב שאר הגופים במערכת השמש, מסלולי השביטים אינם חייבים להימצא במישור המלקה או בקרבתו, ורובם אכן אינם כאלה: הם נטויים למישור זה בזוויות שונות ומשונות, התלויות במקום שבו נמצא השביט בענן אורט, בטרם נעקר ממנו.