A Hubble-űrtávcső a 3I/ATLAS üstökös magjának az eddigi nagy távcsövekkel meghatározott méretét pontosította. A kisbolygók főövében haladó, a Naphoz közeledő üstökös egyre fokozódó gáz- és porkibocsátási aktivitásának paramétereit is meghatározták.
A 2025. július 1-jén, az ATLAS égboltfelmérő program keretében felfedezett 3I/ATLAS (más elnevezéssel C/2025 N1 (ATLAS)) üstökös a csillagközi térből lépett be a Naprendszerbe, és már a Mars és Jupiter pályája között a kisbolygók főövének közepénél jár, miközben átszáguld a belső Naprendszeren. A napközelsége ez év október 29-én lesz, amikor 1,357 CSE-re közelíti meg központi csillagunkat.
Már eddig is több nagy távcsővel figyelték meg a Tejútrendszerben már évmilliárdok óta vándorló kis égitestet. Július 21-én a Hubble-űrtávcsővel az üstökösmag méretét, valamint gáz- és porkibocsátási aktivitásának mértékét határozták meg az 1990 óta, vagyis már 35 éve a Föld körüli pályán keringő Hubble-űrtávcsővel (Hubble Space Telescope, HST), amelynek nagy felbontású, érzékeny és pontos fotometriára alkalmas kamerája van.
A Tejútrendszer mélységeiből, a csillagközi téren át a Naprendszerbe érkező kis égitestek (üstökösök, kisbolygók) megfigyelése alapvető fontosságú, mert a Naprendszerhez képest eltérő, de akár hasonló fizikai tulajdonságai és kémiai összetétele is lehet, és ritka esemény, ha a belső Naprendszeren áthaladva megfelelő műszerekkel meg lehet őket figyelni.
A 3I/ATLAS üstökös megfigyelése a Hubble-űrtávcsővel
A 2,4 méteres Hubble-űrtávcső nagy felbontással és pontos fotometriai érzékelővel képes olyan képfelvételeket készíteni, amelyekből egy aktív üstökösmag méretét meg lehet határozni, annak ellenére, hogy gáz- és porkóma veszi körül, ugyanis a kóma fénye zavarja a mag fényének (és méretének) pontos meghatározását. Ez csak akkor lehet, ha a kóma optikailag elegendően átlátszó (nagyon kicsi az optikai vastagsága). A HST a Föld légkörén túl, annak zavaró hatásait kiküszöbölve és nagy felbontású detektorral dolgozik, ami a megfelelő fotometriai mérési pontosságot tudja biztosítani.
Július 21-én David Jewitt, a Kaliforniai Los Angelesi Egyetem (UCLA) Föld-, Bolygó- és Űrtudományi Tanszékének világhírű kutatóprofesszora vezetésével egy nemzetközi kutatócsoport a Hubble-űrtávcsővel megfigyelték a 3I/ATLAS üstököst a mag méretének és aktivitásának meghatározása céljából. A megfigyelések idején az üstökös naptávolsága kb. 3,83 CSE volt, a Földtől pedig 2,98 CSE.
Július 21-én a HST két egymást követő keringése alatt 16:29-16:32 UT és 18:03-18:06 UT között készültek felvételek a 3I/ATLAS üstökösről az űrteleszkóp WFC3 (Wide-Field Camera 3) UVIS (Ultraviolet-Visual) csatornáján, mindvégig az F350LP széles sávú szűrőn át (az ultraibolyától a közeli infravörös tartomány kezdetéig). A szűrő centrális hullámhossza 5874 angströmnél van, az áteresztési tartományának félérték-szélessége (FWHM) kb. 4800 angström. Az első időintervallumban 2×40 s, a másodikban 2×25 s expozícióval készültek a felvételek és összesen 4 felvétel készült.
A 3I/ATLAS üstökös magja mérete jóval kisebb, mint azt földi távcsővel becsülték
Az üstökös magjának fotometriáját csak úgy lehetett elvégezni, ha a kóma fényességjárulékát levonjuk az összfényességből, vagyis a fotometriai méréshez a kóma zavaró fényétől mentes üstökösmagot „kihúzzuk” a kóma háttérfényéből, így tisztán a mag fénye áll rendelkezésre a méretének meghatározásához. A naprendszerbeli üstökösök magja felszínének átlagos fényvisszaverő képessége (albedója) 0,04 (4%), ennek feltételezésével a 3I/ATLAS üstökös magjának rádiusza maximum 2,8 km lehet, vagyis az átmérője legfeljebb 5,6 km. A HST fotometriai mérésekből és a kómaaktivitástól függő fényességéből Jewitt és munkatársai arra a következtetésre jutottak, hogy a mag rádiusza nem lehet kisebb 0,16 km-nél, vagyis az átmérője nem lehet kisebb 0,32 km-nél.
Jewitt és munkatársai összefoglalták összehasonlításul az eddig felfedezett, a csillagközi térből érkezett és a Naprendszeren áthaladt három kis égitest átmérőjét: az 1I/’Oumuamua 0,12-0,22 km, 2I/Borisov 0,4-1,0 km és a 3I/ATLAS legfeljebb 5,6 km, tehát a HST megfigyelései után is a 3I/ATLAS üstökös magja a legnagyobb a három közül.
A 3I/ATLAS magjának a földi nagy távcsövekkel korábban becsült 20 km-es mérete (0,05 albedót feltételezve) valószínűleg azért volt jóval nagyobb, mint a később a HST-vel meghatározott méret, mert a földi légkör hatásai, a detektor felbontóképessége, illetve a kóma fényességének nem megfelelő módon történt levonása az optocenter (kóma+mag+légköri háttérfényesség maximuma) fényességéből maradék fényességet adott a magéhoz, amiből nagyobb magméret adódott. Még az adaptív optika módszerének alkalmazása sem mindig elegendő nagy földi távcsöveknél egy üstökösmag valódi méretének meghatározásához.
Korábbi példák: aktív üstökösmagok HST-vel meghatározott mérete megegyezik a közeli űrszondás mérésekével
E sorok írója nemzetközi együttműködésben a HST-vel megfigyelt több tucat üstökös magjának méretét határozta meg, amelyek közül később többet űrszondák közelről is meglátogattak, és megerősítették a HST-vel meghatározott magméreteket. Tehát inkább az űrtávcsöves megfigyelésekből meghatározott méretek a megbízhatóbbak, persze szerencsés esetekben a földi nagy távcsövekkel is lehet kómával körülvett aktív üstökösmag méretét is jó közelítéssel meghatározni, de úgy látszik valóban nem mindig.
mutatnak. (Lamy, Tóth [e sorok írója] és munkatársaik, 1996: HST-megfigyelés, 1998: publikáció, 2001: NASA DS1 űrszondával közel elrepülés (flyby) felvételei).
Egyszer majd egy csillagközi térből érkezett üstököst meg fog látogatni közelről egy űrszonda, és akkor megerősítheti a HST-vel kapott magméretet. Lehet, hogy talán jövőre a 3I/ATLAS üstökös közelében is elrepül egy űrszonda? Erre már vannak tervek, de majd kiderül, hogy megvalósul-e valamelyik elgondolás. Egy következő hírben erre majd visszatérünk…
Milyen alakja lehet a 3I/ATLAS üstökös magjának?
Mivel a 3I/ATLAS üstökös 2025. július 21-én végzett fotometriai megfigyelése a Hubble-űrtávcsővel csupán rövid időtartamú észlelés volt, ezért az üstökösmag forgási periódusát és a kis égitest közelítő alakját nem lehetett még megállapítani. Azonban a megfigyelések nem egy elnyúlt „szivar” alakú testre utalnak, mint a 2017-ben felfedezett első csillagközi természetes kis égitest, az 1I/’Oumuamua (C/2017 U1 vagy A/2017 U1) alakja.
Valószínűbb, hogy a 3I/ATLAS üstökös magja inkább tömzsibb, kevésbé elnyúlt alakú lehet. Ezt korábban földi távcsövekkel történt megfigyelések is megerősítik, bár eddig nem ismert, hogy lenne teljes fénygörbe róla. Ugyanis mintegy 0,2 magnitúdó (minimum és maximum közötti) fényváltozást becsültek a földi megfigyelési adatokból, ami valószínűsíti, hogy nem nagyon elnyúlt az üstökös magjának alakja. Ez alapján az sem kizárt, hogy kissé elnyúlt ellipszoiddal közelíthető vagy kúpszerű, „avokádó” vagy „körte” alakú lehet, de ennek eldöntésére pontosabb fénygörbék kellenek.
Alapvetően fontos az üstökösmag forgási periódusának és a forgástengelye térbeli irányának a meghatározása is.
Egy kevésbé elnyúlt alakú és a felszínén foltokban jegeket tartalmazó üstökösmagot mutat az alábbi kép.
A 3I/ATLAS üstökös gáz- és porkibocsátási rátája
A mostani HST-megfigyelések alapján a 3I/ATLAS porkómája fotometriai megfigyeléséből 1-100 mikrométer közötti méretű porszemcsék teszik ki a porkóma és porcsóva anyagát, és az üstökösmagból az ebbe a mérettartományba eső porszemcsékből másodpercenként 6 kg és 60 kg közötti tömeg hagyja el a magot. A porszemcséket a magban levő jegek szublimációja, vagyis gázzá alakulása és felemelkedése a felszínről emeli fel a porszemcséket, amelyek kialakítják a porkómát és porcsóvát. A mintegy 3,8 CSE naptávolságban a Nap sugárnyomása az 1-100 mikronos porszemcséket nem képes keskenyebb porcsóvába koncentrálni, hanem inkább szétterülő porcsóvába, amit a HST-vel és földi távcsövekkel készült felvételeken is láthatunk.
Az üstökös aktivitásának, a kibocsátott anyagok mennyiségének nyomon követésével az üstökösmag felületén az aktív területeinek aránya a mag teljes felületéhez fontos információ az üstökösmag felszíni szerkezetéről és aktivitása működéséről.
További megfigyelések szükségesek a 3I/ATLAS üstökös tulajdonságainak megismerésére
A mostani, egyetlen szűrővel (F350LP) végzett HST-fotometriából nem lehetett meghatározni az üstökösmag színét, ami azért is érdekes lenne, mert az évmilliárdokig tartó csillagközi útján a 3I/ATLAS állandóan ki volt téve a galaktikus kozmikus részecskesugárzásnak és olykor porszemcsék beleütközésének a mag felszínébe, ami vörösíti és sötétebbé teheti a felszínét. Az egyetlen szűrővel végzett fotometriai megfigyeléseken kívül még többszín-fotometriai megfigyelések is szükségesek, sőt gyakori színképfelvételekkel az üstökös összetételbeli változásait is követni lenne kívánatos.
Még sok mindent meg kell figyelni a 3I/ATLAS üstökösnél az elkövetkezendő hónapokban, főleg november végétől kezdve, amikor a Földről ismét meg lehet majd figyelni, mivel novembertől gyorsan távolodik a Naptól és a Földtől is.
A hír a GINOP-2.3.2-15-2016-00003 “Kozmikus hatások és kockázatok” projekt témaköréhez kapcsolódik.
Források:
