A Hubble-űrtávcső kifürkészte, hogyan esett szét tavaly az ígéretes ATLAS-üstökös magja

4369

A Hubble-űrtávcső (HST) megfigyelései megmutatták, hogyan esett szét darabokra tavaly a C/2019 Y4 (ATLAS) üstökös, amit előző napközelsége idején, mintegy 6000 évvel ezelőtt is láthattak az északi félteke akkori lakói. Az ATLAS-üstökös egy nagyobb üstökös egyik darabja lehetett, a másik pedig feltehetően az 1844-45-ben látszott fényes üstökös magja volt.

Elevenítsük fel röviden az előzményeket. A C/2019 Y4 (ATLAS) üstököst 2019. december 28-án fedezték fel a hawaii-szigeteki Mauna Loa csúcsán levő Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System (ATLAS) elnevezésű, földközeli kis égitestek keresésére szakosodott égboltfelmérő program keretében a projekt 0,5 méteres tükrös távcsövével. Felfedezésekor a látszó fényessége 19,6 magnitúdó volt a kómát és csóvát is mutató égi vándornak az Ursa Maior (Nagy Medve) csillagkép csillagai között. Akkor a Naptól 2,94 CSE-re, a Földtől 2,45 CSE-re volt, és közeledett a 2020. május 31-én bekövetkező napközelségéhez. A NASA JPL pályaadatai alapján napközelben 0,25 CSE-re közelítette meg központi csillagunkat, vagyis az ATLAS-üstökös pályájának perihéliumpontja a Merkúr-pályán belül volt. Az üstökös nagyon elnyújtott, 0,99923 excentricitású pályán keringett a Nap körül. Naptávolban 660 CSE-re volt a Neptunuszon túli objektumok tartományában, csaknem a belső Oort-felhő belső pereme közelében. A C/2019 Y4 (ATLAS) pályasíkja 45,38 fokos szöget zár be a Föld-pálya (ekliptika) síkjával, tehát lényegében a nagybolygókéval megegyező a keringési iránya. Nap körüli keringési ideje 6011 év, vagyis Kr.e. 4000 körül a kora ókori népek láthatták az akkori napközelsége idején, a pálya elhelyezkedése alapján az északi félteke akkori lakói gyönyörködhettek (vagy retteghettek) a váratlanul feltűnt fényes üstököstől, égi jeltől.

Az alábbi asztrofotó a C/2019 Y4 (ATLAS) üstököst mutatja mintegy két héttel a váratlan kitörése előtt látszó égi útja során az Ursa Maior (Nagy Medve) csillagkép két feltűnő galaxisa, a Messier 81 és 82 galaxisok közelében 2020 márciusában, amikor még az előrejelzéseknek megfelelően és biztatóan fényesedett.

A C/2019 Y4 (ATLAS) üstökös (balra fent) zöld színű nagy kómájával az M81 (jobbra lent) és mellette az M82 (“Szivar-galaxis”) társaságában 2021. március 18-án (Rolando Ligustri felvétele az iTelescope új-mexikói állomásáról, APOD 2020. március 21., NASA)

Azonban az ígéretes, először még szabad szemmel is megfigyelhetőnek előrejelzett ATLAS-üstökös magja tavaly március végén, április elején a szétesés, kisebb darabokra szakadás fázisába lépett, ekkor több kitörést is produkált, ami a fényességének vártnál hamarabb bekövetkező csökkenését, esetleg idő előtti szétesését vetítette elő.

Most egy amerikai csillagászokból álló kutatócsoport Quanzhi Ye, a Marylandi Egyetem Csillagászati Tanszékének professzora vezetésével a Hubble-űrtávcsővel végzett megfigyelései alapján az Astronomical Journal szakfolyóiratban közzétette az eddigi kutatási eredményeket az ATLAS-üstökös széteséséről.

Az amerikai kutatócsoport 2020. április 20-án és 23-án a Hubble-űrtávcső WFC3 kamerájának az ultraibolyától kezdve a látható tartományt is lefedő UVIS2 csatornáján széles sávú optikai szűrővel készített felvételeket az ATLAS-üstökösről, annak megfigyelhető magtöredékeiről. Az észlelések idején az ATLAS-üstökös már a Mars pályáján belül járt a napközelsége felé közeledő pályaszakaszon, mintegy 145 millió kilométerre a Naptól. Az alábbi ábra az április 20-án és 23-án a HST-vel készített felvételekből mutat be kettőt.

A Hubble-űrteleszkóppal a szétesett C/2019 Y4 (ATLAS) üstökös magtöredékeiről 2020. április 20-án (balra) és 23-án (jobbra) készített felvételeken a magtöredékek helyzetének és látványának (porkóma alakja és fényessége) már néhány nap alatt bekövetkezett változásai is nagyon szembetűnőek. (NASA/ESA, Hubble Space Telescope, STScI-2021-031, 2021.08.19.)

Az üstökös magja jól megfigyelhetően két nagyobb magtöredékre vagy magtöredék-csoportra esett szét, amelyek azonosítására a C/2019 Y4-A és C/2019 Y4-B jelöléseket használták, illetve két kisebbre, amelyeket C/2019 Y4-C-vel és C/2019 Y4-D-vel jelölték. A magtöredék-csoport azt jelenti, hogy az A-D helyek több kisebb magtöredék-darabot is tartalmaznak. A megfigyelhető magtöredékek április 20-án és 23-án más-más helyzetben látszottak a képeken, sőt a darabszámuk is változott: április 20-án 30 darab, 23-án pedig már csak 25 darabot lehetett azonosítani: a kisebbek 2-3 nap alatt még kisebb darabokra aprózódtak szét, így annyira halványak lettek, hogy még a HST sem láthatta azokat.

A C/2019 Y4 (ATLAS) üstökös A, B, C, és D magtöredékeinek környezete a HST WFP3/UVIS2 kamerája által 2020. április 20-án és 23-án készített felvételeken. Az ellipszisek a halvány A, C és D magtöredékek valószínű helyét határolják körbe a pályabeli mozgásukat megadó NASA JPL efemeriszek pontosságának figyelembe vételével. Látható, hogy az A magtöredék jelentősen elhalványult 3 nap alatt, míg a B fragmentum stabilan megmaradt, és a fényessége sem csökkent jelentősen, A felső képen áthúzódó fényes fehér csík egy háttércsillag látszó nyoma a hosszú expozíció alatt. A felső kép jobb felső sarkában a Nap iránya, valamint az üstökös pályabeli sebességével ellentett irány (-V) is jelölve van ((Q. Ye és munkatársai, Astronomical Journal, 2021, NASA/ESA Hubble Space Telescope, STScI)

A magtöredékek időbeli változásokat mutattak: a fényességük, az őket körülvevő porkóma kiterjedése, láthatósága és pozíciója megfigyelhetően változott a HST-megfigyelések között eltelt mintegy három nap alatt. A két legnagyobb magtöredék (A és B) és az őket körülvevő porkómák kezdetben azonos összfényességűek voltak, azonban később elérő módon alakult az időbeli sorsuk: az A magtöredék sokkal rövidebb ideig élt, mint a B. Az amerikai kutatók becslése szerint az A magtöredék mintegy 100 méter átmérőjű lehetett, és jelentős tömegvesztést mutatott, tömegének mintegy 70%-át elvesztette, vagyis időegység alatt jóval több poranyagot vesztett, és további szétdarabolódáson ment keresztül, amely során a további darabok mérete és a megfigyelhető törmelék-darabok száma időben csökkent a HST-vel végzett megfigyelések során.

A magtöredékek mozgását nem csak a tömegvonzás határozza meg, hanem a kigázosodást mutató darabokra a belőlük eltávozó gáz rakétaszerű meghajtást is kifejt, így azok eltávolodhatnak az első képen megfigyelt helyükről. Azonban a magtöredékek megfigyelt mozgási sebessége mintegy 10 m/s volt, ami nagyobb, mint a kigázosodási “rakétameghajtásból” eredő sebesség. Ebből az amerikai kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy az ATLAS-üstökös eredeti magjának szétesését a túl gyors tengely körüli forgás miatt fellépő centrifugális erők okozták.

Az üstökös magjának kitörései és fragmentálódási folyamata a mag lehetséges belső szerkezeti felépítésébe is betekintést enged.

Az ATLAS-üstökös szétesését megelőzően, 2020. április elején megfigyelt
kitörései szuperillékony gázok heves kiáramlásával magyarázhatók, amelyek több, 0,25 CSE távolságban bekövetkezett napközelséget is túlélhettek a mag felszíne alatt, de 2020-ban heves kigázosodással kitörtek onnan jelentős pormennyiséget is eltávolítva a felszínről. A HST-s megfigyelések szerint az A és B magtöredékek különböző viselkedése arra utal, hogy ezek a mag különböző részeiből származhattak, mert egyik helyen túl sok a jeges anyag, és az onnan származó magtöredék gyorsan kigázosodik, míg a több port tartalmazó részről származó nem. A kutatók szerint a C/2019 Y4 (ATLAS) üstökös az előző, mintegy hatezer évvel ezelőtti napközelsége után a Naptól távolodó pályaszakaszon szétesett, mintegy 1 km átmérőjű nagyobb üstökös magjának egyik darabja lehet, a másik pedig a vele azonos pályán keringő 1844. évi nagy üstökös magja lehetett. Ennek mai jelölése az ATLAS-üstökössel való kapcsolat alapján C/1844 Y1 (ATLAS). A kutatók szerint az eredeti, hatezer évvel ezelőtti üstökösmag a napközelsége után 1,5 CSE-nél sokkal nagyobb naptávolságban, mintegy ötezer évvel ezelőtt eshetett szét, mert akkor még nem gázosodott ki a teljes jéganyaga, és maradt belőle a C/2019 Y4 (ATLAS) üstökösnek és a porban gazdag C/1844 Y1 Nagy Üstökösnek is, ami az eredeti üstökös inhomogén jég-por eloszlásának a következménye.

A C/2019 Y4 (ATLAS) üstökös magjának tavalyi váratlan szétesése miatt szertefoszlott a remény arra, hogy 2020 májusának fényes üstököse legyen. Azonban egy újabb ígéretes objektumnak, a C/2020 F8 (SWAN) üstökösnek a felfedezése reményt adott: ez szabad szemmel is látható volt (4-5 magnitúdó között volt az összfényessége). Sőt, a SWAN üstököst is túlszárnyalta a 2020. évi nagy üstökös, a C/2020 F3 (NEOWISE), ami az északi félteke lakói számára nyújtott fenséges látványt tavaly nyáron: ez lett a 2020. év nagy nyári üstököse.

A hír a GINOP-2.3.2-15-2016-00003 “Kozmikus hatások és kockázatok” projekt témaköréhez kapcsolódik.

Források:

Hozzászólás

hozzászólás