Csillagközi térből befogott üstökös?

2008. december 13, szombat

1119

Az 5,2 évenként visszatérő 96P/Machholz 1-üstökös 2007. évi
visszatérésekor a megfigyelési körülmények igen kedvezőek voltak. Ezt használta ki David G. Schleicher, a neves üstököskutató, aki a
Lowell Obszervatóriumban az
üstökös kémiai összetételének meghatározása céljából megfigyelte ezt az
égi vándort. Schleicher és munkatársai már mintegy két évtizede
rendszeres fotometriai méréseket végeznek az éppen látszó üstökösökről. Vagy egy egyszerű fotoelektromos fotométert használnak, vagy
pedig CCD kamerát, de minden esetben különleges optikai szűrőkkel
választják ki az üstökösökben előforduló legfontosabb molekulák helyét
a színképben, illetve a por megfigyelésére
legalkalmasabb, a gázok színképe által nem zavart (folytonos)
színképtartományt.

A 96P/Machholz 1 (1986e = 1986 VIII = 1986 J2)
11 magnitúdó összfényességű üstököst 1986. május 12-én fedezte fel
Donald E. Machholz (Loma Prieta, Kalifornia) egy 29×130-as binokulárral,
amikor az üstökös 0,40 CsE-re földközelben volt. Az üstökös mostani Nap körüli pályáján 0,12 CsE-re közelíti meg csillagunkjat, naptávolban pedig
5,90 CsE-re távolodik. A pálya félnagytengelye 3,02 CsE,
excentricitása 0,959, a pályasík és a földpálya (ekliptika) síkja
egymással közel 60 fokos szöget zár be. A pályája alapján a Machholz 1
az Oort-felhővel kapcsolatos üstökös, amely ráadásul nagyon megközelíti
a Napot ("napsúroló"). A Marsden és Kracht elnevezésű "napsúroló"
üstököscsaládok tagjainak a pályáihoz is hasonló a Machholz 1 pályája,
ami azt jelentheti, hogy 1) ez a két család és a Machholz 1 is egy
közös őstől, egy nagyobb üstökösmag széteséséből származnak, illetve 2)
ez a két család magától a Machholz 1 magjának a szétdarabolódásából
keletkezett. Egyébként az Arietida
meteorrajjal is kapcsolatos a Machholz 1-üstökössel.

A
SOHO (Nap- és Helioszféra Obszervatórium) mesterséges hold LASCO C3
koronográfjával készült ez az animáció a 2002-es napközelsége felé közeledő
96P/Machholz 1 "napsúroló" üstökösről, 2002. január 7-8-án (kép: SOHO LASCO, NASA, NRL).

Miért
nem mutatták ki már a korábbi láthatóságai idején a Machholz 1
rendkívüli kémiai összetételét? 1986-ban az üstökös-észlelők a déli
égbolt alá telepítették műszereiket és a Halley-üstökös megfigyelésére
összpontosítottak, ezért nem fedezték fel akkor ennek az üstökösnek az
extrém kémiai összetételét. Sajnos a későbbi, 1991-es, 1996-os és 2002-es
visszatérésekkor nem volt kedvező a megfigyelése, mert nagy távolságban halvány kómája volt, ami nem kedvezett a molekuláris
összetétel meghatározására. 2007-ben azonban jelentősen javult a
helyzet. Az első spektroszkópiai méréseket 2007. április 27-én,
röviddel az április 4-i napközelsége után végezte a Lick Obszervatórium
(Mt. Hamilton, Kalifornia) 3 m-es Shane-teleszkópjával
Laura E. Langland-Shula és Graeme H. Smith, akik a két- és háromatmos
szén (C₂, C₃), valamint a cián (CN) hiányát mutatták ki az ammónia
gyökökhöz (NH, NH₂) képest. Ezután Schleicher éppen a Machholz 1
felfedezésének évfordulóján, május 12-én kezdte észlelni az üstököst és
május-júniusban folytatta az adatgyűjtést a Lowell Obszervatórium 105 cm-es Hall-teleszkópjára szerelt fotométerrel és
különleges színszűrőkkel az akkor éppen földközelben lévő és fényes üstökösről

A Machholz 1-üstökös 2007-es visszatérésekor mért cián (CN),
illetve kétatomos szén (C₂) kibocsátásának mértéke a víztermelést jellemző hidroxilhoz (OH) viszonyítva. A vízszintes tengelyen
a CN/OH kibocsátás aránya, a függőleges tengelyen
a C₂/OH aránya látható logaritmikus skálán. Az átlagos üstökösök CN és C₂ tartalma korrelációt mutat,
amit a szaggatott vonallal jelzett egyenesek jelölnek. A CN és C₂-ben hiányos üstökösöket üres
körök jelölik a jobb alsó sarokban. A Machholz 1-üstökös mindegyiktől eltérően balra esik, a CN-ben és C₂-ben hiányos tartományba. (Kép: D.G. Schleicher, Lowell
Obszervatórium, Flagstaff, Arizona).

A 2007-ben felvett adatok alapján a Machholz 1 összetétele szélsőségesen különböző a Naprendszerben ismert üstökösökétől. A cián (CN) alig 72-ed része a többi
üstökös átlagos CN gyakoriságának, a kétatomos szén molekula (C₂)
1/8-ad, a háromatomos szén (C₃) pedig csak 1/20-ad része a csóvás égi vándorokban tapasztaltnak. Az ammónia-gyök (NH) gyakorisága sem
átlagos, de még éppen benne van a "normál" üstökösökre jellemző
tartományban. Ezek alapján a Machholz 1 a
másik eddig ismert extrém kémiai összetételű üstökösre, a C/Yanaka
(1988 Y1) (1988r = 1988 XXIV) jelzésű égitestre hasonlít, amely egy dinamikailag új, az Oort-felhőből
érkezett üstökös.

A két kométa különleges összetétele azt sugallja, hogy létezik egy kémiailag különböző osztály a Naprendszer vándorai között. Schleicher szerint a szoros napközelségek ellenére nem az üstökösök
túlzott felmelegedése miatt alakult ki a furcsa összetétel, hanem inkább ősi különbségeket tükröz. Erre több magyarázat is elképzelhető: 1) vagy a korai Naprendszerben rendkívüli
körülmények között alakultak ki, például a szénmolekula-láncokat
lebontó, a ciánt szétbontó magas hőmérsékleten, vagy 2) alacsony
hőmérsékleten a szén beépül más gázok jegeibe és "rejtve" marad,
illetve 3) egy más csillag körüli bolygórendszerből valamilyen
gravitációs hatás (közelben elhaladó csillag, nagy tömegű molekulafelhő, stb.) lendítette ki őket az ottani "Oort-felhőn" is túlra. Utóbbi esetben hosszabb-rövidebb csillagközi vándorlás után foghatta a Nap be ezeket az égitesteket. Megjegyezzük, hogy a legújabb vizsgálatok szerint a Nap
valószínűleg egy nyílthalmazban alakult ki, ráadásul egy nagy molekulafelhőben, és a kialakulását legalább egy szupernóva robbanása is megelőzte, vagyis a viharos múlt lehetővé teszi a kezdetben szomszédos csillagok körül
kialakuló üstökösök eléggé eltérő kémiai összetételét.

A Lowell Obszervatórium 105 cm-es tükörátmérőjű John
S. Hall teleszkópja. A távcső mellett David G. Schleicher üstököskutató látható, aki a
munkatársaival már mintegy két évtizede rendszeresen tanulmányozza az
üstökösök kémiai összetételét és morfológiai tulajdonságait. (Kép: Lowell Obszervatórium, Flagstaff,
Arizona).

A hírrel kapcsolatos tudományos közlemény az Astronomical
Journal folyóirat 2008. novemberi számában jelent meg.

Források:

Kapcsolódó internetes oldalak: