Az eddig ismert legnagyobb méretű üstökösmag közeledik a Szaturnusz pályája felé, és már nagy naptávolságban aktív. A gáz- és porkibocsátást okozó gázok molekuláit először sikerült kimutatni az Atacamai Nagyméretű Milliméteres/Szubmilliméteres Teleszkóphálózat (ALMA) segítségével.
A Naprendszer peremvidékéről, az Oort-féle üstökösfelhőből érkezett nagy méretű üstököst fedeztek fel közel a Neptunusz pályájához. A kis égitestről először 2014. október 20-án készített CCD-felvételt a sötét energia kutatására irányuló égboltfelmérő program (Dark Energy Survey, DES) 4 méteres teleszkópja Chilében, majd a következő években számos további alkalommal is észlelte. Mivel a kutatóknak a program 570 megapixeles CCD-kamerájának mintegy 80 ezer felvételét kellett feldolgozni, ami becslésük szerint 15-20 millió óra CPU kapacitást igényelt. Pedro Bernardinelli brazil és Gary Bernstein amerikai asztrofizikusok a Pennsylvaniai Egyetemen ezért bukkantak rá csak 2021-ben, ezért kellett várni közel hét évet a felfedezés bejelentésére. Ezután az üstökös elnevezése C/2014 UN271 (Bernardinell-Bernstein) lett (röv. B-B).
Az üstökös jelenleg már az Uránusz és a Szaturnusz közötti térségben halad. A Szaturnusz pályája felé közeledve hat év múlva, 2031. január 29-én lesz perihéliumban 10,95 CSE-re a Naptól, vagyis közel a Szaturnusz pályájához, de annak 10,12 CSE naptávolságánál kissé távolabb. Akkor a Szaturnusz a Földről a Taurus (Bika) csillagképen látszik majd, az üstökös pedig a déli égbolton a Centaurus (Kentaur) csillagképben, vagyis a két égitest a térnek egymástól nagyon messze levő helyén tartózkodik majd, ugyanis az üstökös pályasíkja közel 95,6 fokos szöget zár be a földpálya (ekliptika) és a többi nagybolygó, így a Szaturnusz pályasíkjával, így a térben hamar messze kerül a gyűrűs bolygótól.
Már a felfedezését követően 2021-ben földi nagy teleszkópokkal és űrtávcsövekkel végzett megfigyelésekből a B-B üstökös magjának méretét 100-150 kilométer közöttinek határozták meg, de a pontos meghatározáshoz látható és infravörös fénytartományban végzett fotometriai megfigyelésekre volt szükség a mag méretének és felszíni fényvisszaverő képességének (albedójának) meghatározásához. Az infravörösben végzett megfigyelésekhez már egy nagy földi teleszkóphálózat állt rendelkezésre. A megfigyeléseket a chilei Atacama-sivatagban mintegy 5000 méter magasságban levő ALMA 54 darab 12 m-es és 12 db 7 m-es átmérőjű mozgatható antennából álló rádiótávcső-rendszeréből a 12 méteres antennarendszerrel végezték interferometriai üzemmódban. Az ALMA a milliméteres, illetve annál rövidebb, szubmilliméteres hullámhosszúságú elektromágneses sugárzást érzékeli. Mivel a B‒B-üstökös még a Szaturnusz és Uránusz pályája között közeledik, a nagy naptávolság miatt felszíni hőmérséklete nagyon alacsony, így a test hőmérsékleti sugárzása a milliméter alatti hullámhossztartományban megfigyelhető az ALMA-val.
Emmanuel Lellouch, a Párizsi Obszervatórium kutatója által vezetett francia kutatócsoport 2021-ben az ALMA-megfigyelésekből meghatározta a B‒B-üstökös magjának átmérőjét, ami 137 ± 17 km-nek adódott. Az üstökösmag felszínének fényvisszaverő képességét is sikerült meghatározni, ami 0,053 ± 0,012 (vagyis 5,3 ± 1,2%). Ez az üstökösmagokra eddig meghatározott 0,04 (4%) kanonikus értékhez közeli, vagyis a felszíni fényvisszaverő képességét ‒ és aktivitását is ‒ tekintve hasonló a már ismert üstökösökhöz, de azokhoz képest gigantikus méretű a magja.
A B-B üstökös másik érdekessége, hogy nagy naptávolságban is aktív, vagyis gáz- és porkómája van. Az aktivitást földi és űrtávcsövekkel is meg lehetett figyelni. A Hubble-űrtávcsővel (HST) készített felvételen jól látszik az üstökös kómája és szélesedő csóvái.
(NASA/ESA, STScI, NASA Science, 2022.04.12.).
A B-B üstökös magjáról és a felszínéről gáz szublimálni kezdett már nagy naptávolságban, ami port is magával ragad, és így kialakulhat a gáz- és porkóma, valamint a gáz- és porcsóvák is.
Tavaly március 8-án és 17-én az ALMA Obszervatóriumban folytatta a B-B üstökös megfigyelését a milliméteres-szubmillimteres tartományban a Nathan X. Roth (NASA/GSFC Greenbelt, Maryland és az Amerikai Egyetem, Fizika Tanszék, Washington DC) által vezetett kutatócsoport. A csoport fő célja a B-B üstökös kómájába a magról kikerült gázmolekulák azonosítása, ami lehetővé teszi annak megállapítását, hogy mely gázmolekulák képesek nagy naptávolságban szublimálni, illetve az Oort-felhőből érkezett üstökösmag ősi összetételét is meg lehet állapítani. Továbbá, Roth és munkatársai által végzett ALMA-megfigyelések megerősítették a B-B üstökös magjának 2021-ben meghatározott méretének értékét, vagyis azt, hogy mintegy 140 km átmérővel gigantikus méretű és az eddig ismert legnagyobb üstökösmag.
Roth által vezetett csoport a B-B üstököst 2024. március 8-án és 17-én figyelte meg az ALMA teleszkóphálózat legkompaktabb konfigurációjával. A megfigyelési időszakban az üstökös a Naptól 16,6 CSE-re, a Földtől 16,9 CSE-re volt, a Szaturnusz és Uránusz pályái között, a Nap felé közeledő pályaszakaszán.
A kutatócsoport az ALMA megfigyelésekből kimutatta szén-monoxid CO (J=2-1) vonalát a 230 GHz frekvencián. Például a CO kibocsátási rátája március 8-án a gáz 0,386 km/s sebességű mozgásánál 3,44 x 1027 molekula/s, ami ilyen nagy naptávolságban jelentős mértékű aktivitásnak felel meg.
Sikerült a H2CO (formaldehid, más néven metanal) molekulát is kimutatni ugyanabban az ALMA frekvenciatartományban (216-234 GHz), mint amelyikben a szén-monoxidot. Például a formaldehid kibocsátási rátája március 8-án legfeljebb 0,12 x 1027 molekula/s lehetett.
Roth és munkatársai az eddig nagy naptávolságban megfigyelt üstökösök gázmolekula kibocsátásai alapján előre jelezték, hogy amikor a B-B üstökös naptávolsága csökken, akkor az üstökösmag felszíni hőmérsékletének növekedése milyen molekulák kibocsátását teszi lehetővé. Például a Naptól 15 CSE-re 2025. június 1-jén CH4 (metán), 12,5 CSE-re 2027. novemberében a C2H6 (etán), 11 CSE-re 2030. márciusban H2S (hidrogén-szulfid) és C2H2 (acetilén), 10,9 CSE-re 2031. januárban a perihélium idején a H2CO (formaldehid), CO2 (szén-dioxid) és NH3 (ammónia) lesz aktív. Közben a HCN (hidrogén-cianid, cián) és CH3OH (metanol) jelenléte és aktivitása bizonytalan lehet és H2O (víz) nem valószínű, hogy erősen szublimál, mert nem biztos, hogy a vízjég dominál az óriás B-B magjában vagy annak felszínén.
A nagy felbontású és a molekulák detektálására érzékeny ALMA teleszkóprendszer a jövőben alkalmas lesz az üstökös molekuláinak azonosítására és az aktivitás nyomon követésére. Roth és munkatársai a B-B üstökös ALMA-megfigyeléseinek eredményeit az Astrophysical Journal Letters szakfolyóiratban tette közzé.
A hír a GINOP-2.3.2-15-2016-00003 „Kozmikus hatások és kockázatok” projekt témaköréhez kapcsolódik.
Források:
ALMA Observatory News (2025.06.17.)
Kapcsolódó internetes oldalak:
ALMA: tíz éve a tudomány szolgálatában (MCSE hír, 2021.10.05.)
