Когда комета теряет весь свой летучий материал после многих оборотов вокруг Солнца, она становится «мертвой» кометой (как астероид, кентавр или что-то еще), см., например, 2015 TB145 .
Есть ли способ определить время жизни кометы (выраженное как количество оборотов до того, как она станет мертвой кометой)?
Если вы не возражаете против упрощенного ответа. Есть относительно прямые отношения. Срок жизни кометы (на орбитах, а не лет) зависит от 3-х факторов. Его размер, его состав и то, насколько близко он проходит к солнцу.
Кометы часто называют грязными снежками, но соотношение различных типов льда и количество «грязи» или силикатного материала варьируется от кометы к комете. Средняя плотность составляет около 0,6 г/куб.см. Эта вариация влияет на то, сколько света отражается от кометы и насколько легко тает поверхность, но чтобы немного облегчить ответ, я проигнорирую состав и сделаю упрощенное предположение, что все кометы состоят из в основном лед.
Имея это в виду, то, сколько комета теряет за один оборот вокруг Солнца, можно упростить до потери радиуса. Представьте глыбу льда, находящуюся в космосе лицом к солнцу. Скорость сублимации будет просто зависеть от того, насколько близко лед находился к солнцу. Не за горами упрощение скорости таяния с точки зрения потери радиуса при проходе вблизи солнца.
Комета Галлея, например , проходит довольно близко к Солнцу , примерно на 0,587 астрономических единиц (ближе, чем Венера). Чем ближе комета проходит к Солнцу, тем быстрее она сублимирует. Ожидается, что Галлей продержится еще 100-125 лет. Источник .
Как упоминалось выше, существуют некоторые различия с точки зрения плотности и различных материалов, из которых состоит комета, но основными факторами являются перигелий и размер кометы.
Галлей имеет диаметр около 8 км. (грубо говоря, это 16х8х8 км, эллипсоидная форма). 8000 метров за 100-125 проходов предполагает, что она теряет около 60-80 метров за один оборот вокруг Солнца, и если мы оценим, что «мертвая комета» после 100 или около того оборотов сохраняет 1-3 км каменистого материала, то приблизительная скорость плавления У Галлея это где-то 30-60 метров за один оборот вокруг Солнца или метр каждые пару-тройку дней при сублимации. Комета с перигелием в 0,8 а.е. или 1 а.е. потеряла бы меньше радиуса за проход.
Комета, которая проходит в пределах 0,3 а.е. вместо 0,6, может терять в день примерно в 4 раза больше солнечной энергии на квадратный метр, но она проводит меньше дней из-за более быстрой орбиты вокруг Солнца. Возможно, кто-нибудь сможет выполнить математические расчеты на основе высокоэллиптических орбит, перигелия и солнечной энергии на квадратный метр по всему проходу. Я боюсь пробовать сам, но это будет что-то меньше квадрата расстояния из-за более высокой орбитальной скорости для меньшего перигелия.
Имея в виду эту оценку, Википедия говорит, что скользящая по солнцу комета с перигелием около 0,055 а. Это будет потеря 1000-2000 км на перевале, но это очень близкий перевал.
Думаю, это начало ответа на этот вопрос. Чем ближе к Солнцу, тем больше метров радиуса комета будет терять за один оборот, и вычисление радиуса, теряющего столько метров за каждый проход, дает приблизительную оценку жизни кометы. Сублимация может начаться даже на орбите Сатурна, но на таком расстоянии сублимация идет очень медленно.