Meglepetés: a csillagközi üstökös porcsóvája a Nap irányába mutat

42215

A 3I/ATLAS csillagközi üstökös olyan aktív, hogy a magjából kibocsátott anyag nagy része a Nap irányába áramlik ki nagy sebességgel, és így nem a megszokott módon a Nappal közel ellentétes irányba alakít ki csóvákat.

Milyen irányba mutatnak egy átlagos üstökös csóvái?

Az üstökösök gáz- és porcsóvái általában a Nap-üstökös félegyenes körüli irányban vagy a nagyobb méretű porrészecskékből, illetve a Nap sugárnyomásának kevésbé kitett porszemcsék alkotta porcsóva esetében az üstökös keringési irányával közel ellentétes irányban alkotják a porcsóva egy részét. A gáz- vagy ioncsóva a Nappal közel ellentett irányú és keskeny.

A képen egy átlagos üstökös fentről balról jobbra halad a pályáján, a Nap a bal alsó sarokban van. A görbült és széles porcsóva (dust tail) iránya az üstökös magjától kissé lemaradva látszik, míg az egyenes gáz- vagy ioncsóva (ion tail) a Nap-üstökösmag félegyenes irány közelében van. Hidrogénburok (hydrogen envelope) is van az üstökösnél, de az az optikai tartományban nem látszik, csak főleg ultraibolya tartományban. A napszél (solar wind) és a Nap fénysugárzásának nyomása (sugárnyomás) hatására a porszemcsék és a gázatomok és molekulák a Naptól távolodnak (Starwalk, 2025.05.17.).

Az üstökösök gáz- és porcsóváinak irányát a Naphoz és keringési pályához viszonyítva az alábbi rövid animáció mutatja be.

Egy Nap körüli pályán keringő üstökös gáz- vagy ioncsóvája (világoskék) és porcsóvája (szürke) irányát mutatja az animáció. A gázcsóva egyenes, és mindig a Nappal ellentétes irányú. A porcsóva görbült, kissé kiszélesedett, és az üstökös keringési irányával ellentétes irányban lemaradó porszemcséket tartalmaz az üstökös pályájától a Naptól kifelé levő oldalon (Wikimedia Commons).

A 3I/ATLAS üstökös csóvája

Az idén július 1-jén felfedezett, a csillagközi térből érkezett, a Naprendszeren áthaladó 3I/ATLAS üstököst már a világ nagy távcsöveivel is folyamatosan követik, és július 21-én a 2,4 méteres Hubble-űrtávcsővel (HST) David Jewitt, a Kaliforniai Los Angelesi Egyetem (UCLA) Föld-, Bolygó- és Űrtudományi Tanszékének világhírű kutatóprofesszora vezetésével egy nemzetközi kutatócsoport is megfigyelte. A felvételek készítésekor az üstökös naptávolsága kb. 3,83 CSE volt, a Földtől pedig 2,98 CSE. Arról már beszámoltunk, hogy Jewitt és munkatársai HST-megfigyeléseiből kiderült, hogy a 3I/ATLAS üstökös magjának átmérője mintegy 5,6 km, és az átmérője nem lehet kisebb 0,32 km-nél.

A 3I/ATLAS = C/2025 N1 (ATLAS) üstökös pályája a belső Naprendszerben a Jupiter pályáján (a képen a legkülső, sötétsárga vonal) belül. A Mars (piros vonal), a Föld (kék vonal), a Vénusz (sötétlila vonal) és a Merkúr (világoslila vonal) pályái is fel vannak tüntetve. Az égitestek pozícióját kis korongok jelölik a pályákon 2025. július 21-én 16:29 UT-kor a HST-vel végzett megfigyelések kezdetekor. Az üstökös a képen balról jobbra halad a napközelpontja felé. Az üstökös pályájából a földpálya (ekliptika) síkjáig kiinduló függőleges vonalszakaszok a pálya térbeli helyzetét érzékeltetik (NASA/JPL).

A július 21-i HST megfigyelések idején a 3I/ATLAS üstökös a Nap felé közeledőben volt a kisbolygók főöve távolságában (a napközelsége 2025. október 29-én lesz a Naptól mintegy 1,357 CSE-re. Az üstökös magja még távol a Naptól, a Jupiter pályája távolságában is aktív volt, vagyis kómája és csóvája is volt, de a Naphoz közelebb, a HST-megfigyelések idejére nagy kómája és egyre növekvő csóvája lett. Nagy távcsövekkel az üstökösmag vízjégtartalmát is kimutatták, ami a Naphoz közelebb kerülve még jobban megnöveli az üstökös aktivitását, és így majd egyre több gáz és por szabadul ki a magból. A HST és a földi távcsövek többsége a látható fény tartományában főleg a porkómát és porcsóvát mutatja, mert a por fénye dominál, de a gázt is ki lehet mutatni megfelelő szűrőkkel vagy színképi megfigyeléssel.

A 3I/ATLAS üstökösről 2025. július 21-én a HST WFC3 kamerája UVIS csatornáján F350LP szűrővel készült egyik felvétele. A képen az üstökösnek kómája és kiszélesedő porcsóvája az egyre erősödő gáz- és porkibocsátási aktivitást mutatja. A fényes, rövid szakaszok az expozíció alatt a csillagok elhúzódását mutatják, mert a HST az üstökös látszó mozgását követi. A kép bal alsó sarkában a szögméretet jelző skála vonala 3 ívmásodperc, ami az üstökös HST-től (jó közelítéssel a Földtől) való távolságában 8300 km hosszúság a kép síkjában. A kép jobb alsó sarkában nyilak mutatják a különböző irányokat: az égi északi irány (N) felfelé van, kelet (E) balra, a Nap iránya (To Sun) pedig jobbra, kissé felfelé (NASA/ESA, STScI heic2509b, UCLA).

A Föld körül keringő HST-ről és a földi távcsövekkel július 21-én megfigyelve a 3I/ATLAS üstökös csóváját, ha az a Nappal ellentett irányba terjed ki, akkor égi keleti irányban, vagyis egyenes állású képen bal felé elnyúlt alakzat, ugyanis a pálya ívéhez közeli a Nap-üstökös félegyenes, és a gáz- és porcsóva is ennek közelében lehetne. De a HST-képen (l. fentebb) a csóva a Nap felé terjed ki, amerre a felvételen a Nap irányát („To Sun”) jelző nyíl jobbra mutat.

Miért a Nap felé irányul a 3I/ATLAS üstökös jól látható porcsóvája?

Jewitt és munkatársai szerint arról lehet szó, hogy az üstökös magján a legnagyobb aktív terület hosszú ideig a Nap irányában van, és így a Nap hosszú ideig melegíti. Ez a legvalószínűbb akkor, ha a mag forgástengelyének iránya a Nap felé mutat, vagyis az egyik forgási pólus környékét állandóan megvilágítja a Nap, az ellentétes irányban levő pólust nem (ott hosszú ideig éjszaka van).

A 3I/ATLAS üstökös forgástengelyének a Nap irányába vagy annak közelébe mutató irányát Colin Orion Chandler és számos munkatársa a Vera C. Rubin Obszervatórium 8,4 méteres Simonyi Survey Telescope (korábbi nevén LSST) távcsövével június 21. és július 7. között végzett megfigyelése után következtették ki. Ezt a HST-megfigyelések is alátámasztották.

Jewitt és munkatársai figyelembe vették, hogy az üstökösmagok legtöbbjének tengely körüli forgási ideje 10-15 óra körüli, és az anyaguk hővezetési tulajdonsága milyen, így a felszín alatti néhány centiméteres mélységben is emelkedik a hőmérséklet, ami az illékony gázok jegeit és a vízjeget felmelegíti. Ennek következtében a felszíni, illetve ahhoz közeli jegek erősen szublimálnak, és nagy mennyiségű gáz és por hagyja el ezt a területet nagy sebességgel. A porcsóva jobban megfigyelhető, mint a kómában és csóvában levő gáz, ezért egyelőre több megfigyelési eredmény van az üstökös porcsóvájáról.

Az is lehetséges, hogy a 3I/ATLAS a Nap felé közeledő pályaszakaszon nagy méretű aktív felülettel fordul a Nap felé, amit a Nap majdnem merőlegesen (felülről) süt, és lassan fordul el a forgási periódus miatt, akkor is eléggé felmelegedhet a terület, és sok anyag nagy sebességgel elhagyhatja a felszínt, de valószínűbb, hogy a mag forgástengelye a Nap irányába vagy annak közelébe mutat.

Akár a Nap irányú forgástengelyről vagy a lassan elforduló és hosszú ideig besugárzásnak kitett nagy aktív területről vagy mindkét lehetőségről van szó, a nagy sebességgel kiáramló porszemcsék a Nap irányába áramlanak ki, és a Nap sugárnyomása és a napszél ereje sem elegendő az üstököscsóva hagyományos irányának kialakításához.

A nagyon aktív üstökösmag felszínéről kiáramló por a Nap felé nagy
sebességgel áramlik ki, és nagyobb porszemcsék és jeges-poros tömbök is felemelkedhetnek. A Nap a kép jobb oldalán látszik (fantáziakép: Getty Images).

A mostani HST-megfigyelések alapján a 3I/ATLAS porkómája fotometriai megfigyeléséből 1-100 mikrométer közötti méretű porszemcsék teszik ki a kóma és a csóva poranyagát, és az üstökösmagból az ebbe a mérettartományba eső porszemcsékből másodpercenként 6 kg és 60 kg közötti tömeg hagyja el a magot. Ezek a HST-eredmények megerősítik a Vera C. Rubin Obszervatórium távcsövével végzett megfigyelésekből meghatározott porkibocsátási rátát.

A Naprendszer koránál idősebb, legalább 7 milliárd éves korú 3I/ATLAS üstökös a Tejútrendszerben eddig megtett hosszú útja alatt valószínűleg több csillag közelében elszáguldott már, mielőtt a belső Naprendszerben áthaladva üstökösaktivitást mutat. Ez a nagy aktivitás azt jelentheti, hogy még elég jeges-poros anyagot tartalmaz a kis égitest a felszíne közelében. Az elkövetkezendő hónapokban érdekes lesz majd követni és megfigyelni azt, hogyan alakul a csillagközi égi vándor aktivitása.

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

Források:

IFL Science (2025.08.22.)

BBC Sky at Night Magazine (2025.08.21.)

Earth & Space Science Connection (facebook, The Watchmen’s connection)

NASA/ESA Hubble Photo Release (heic2509, 2025.08.07.)

NSF-DOE Vera C. Rubin Observatory (Astrobiology, 2025.07.22.)

Kapcsolódó internetes oldal:

MCSE hír (2025.08.14.)