Meglepően gazdag alkoholban a Wirtanen-üstökös

8908

Földi infravörös távcsővel “megszondázták” a Wirtanen-üstököst, és abnormálisan sok metil-alkoholt mutattak ki benne. Továbbá egy eddig ismeretlen hőforrást is találtak az üstökös kómájában.

A Jupiter üstökös-családjához tartozó 46P/Wirtanen-üstökös három éve, 2018. december 16-án került földközelbe, amikor 11,6 millió km-re, vagyis a Föld-Hold közepes távolságának mintegy harmincszorosára közelítette meg bolygónkat. Ez rendkívüli, történelmi mértékű közelségnek számít, ami alig négy nappal a 2018. december 12-i napközelsége után következett be. A Wirtanen pályája napközelben 1,05 CSE-re, naptávolban pedig 5,12 CSE-re, a Jupiter pályája közelében húzódik. Nap körüli keringési ideje 5,43 év. A Földről nézve kedvező megfigyelhetősége idején világszerte sok szép asztrofotó is készült róla, ezekből mutatunk be egy magyar készítésűt.

A 46P/Wirtanen-üstökös (zöld színű “gombóc” jobbra lent) a Plejádok (M45) nyílthalmaz (fent) közelében a Bika (Taurus) csillagkép csillagai között 2018. december 13-án (Landy-Gyebnár Mónika, Veszprém).

A 2018-as földközelség lehetővé tette nagy földi teleszkópokkal történő megfigyelését is, többek között részletes, nagyfelbontású színképek készítését. Ez történt például a Mauna Kea csúcsán (Hawaii-szigetek) levő Keck Obszervatórium Keck II távcsövével is, a NIRSPEC-2 (Near InfraRed SPECtrometer) közeli infravörös spektrográfjával.

Az üstökös a földközelsége idején, 2018. december 16-án (NASA).

A NIRSPEC-2 méréseit a Boncho P. Bonev (American University, Washington D.C.) által vezetett kutatócsoport elemezte. A 2018. december 17/18-án felvett spektrumokból igen sok molekulát sikerült kimutatni: a vízen kívül a C2H2 (acetaldehid), C2H6 (etán), HCN (hidrogén-cianid), NH3 (ammónia), H2CO (formaldehid), valamint a CH3OH (metanol vagy metil-alkohol) molekulákat. Bonev és munkatársai összehasonlították a Wirtanen-üstökös mostani részletes színképi megfigyeléseit és a 103P/Hartley-üstökösnek a NASA EPOXI (korábban Deep Impact) űrszondája által az üstökös kómáján átrepülve kapott mérési eredményeit. Kiderült, hogy mindkét üstökösben azok naptávolságától, vagyis a kigázosodási aktivitás mértékétől függetlenül ezeknek a molekuláknak a vízhez viszonyított mennyisége ugyanaz és feltűnő, hogy a metanol (metil-alkohol) mennyisége kimagaslóan nagy.

A 103P/Hartley (kék színnel jelölt) és 46P/Wirtanen-üstökös (piros színnel jelölt) kómájában kimutatott molekulák vízhez viszonyított mennyisége: C2H2 (etán), C2H2 (acetaldehid), H2CO (formaldehid), NH3 (ammónia), HCN (hidrogén-cianid) és CH3OH (metanol). A metanol aránya kimagasló a többi molekulához képest (Bonev és munkatársai, 2021).

A kutatócsoport tagja, Neil Dello Russo (The Johns Hopkins University, Applied Physics Laboratory) azt is kiemelte, hogy a metanolnak (metil-alkoholnak) nem csak a vízhez viszonyított aránya magas, hanem az aldehidekhez viszonyított arány is. Ez arról is információt ad nekünk, hogy a szén, hidrogén és oxigén hogyan oszlott el a Naprendszer ősködében, amiből a Wirtanen és Hartley üstökösök kialakultak. Egyébként a csillagközi gázban például gyakori a metanol, így a Nap kialakulása előtti ősködben (preszoláris ködben) már ez és a többi molekula jelen lehetett vagy a porszemcsék felületén alakultak ki.

Bonev és kutatócsoportja még egy váratlan megfigyelést tett: a Wirtanen-üstökös kómájában az üstökösmagtól távolodva nem csökken a hőmérséklet, hanem ellenkezőleg, helyi növekedéseket, “hőforrásokat” mutat. A kutatócsoport tagja, Erika Gibbs professzor (Missouri Egyetem Csillagászati Tanszéke) szerint az üstökös kómájában valami hőforrásnak kell lenni, ami a vártnál magasabb megfigyelt hőmérsékletet okozza. Gibbs szerint egyik lehetséges mechanizmus a maghoz közeli sűrűbb kómában a gázmolekulák és atomok ionizációja a Nap sugárzása által, aminek eredményeként a kiszabadult elektronok a magtól távolra repülve ütközéssel adják át energiájukat a kóma távolabbi atomjainak és molekuláinak. A másik magyarázat az lehet, hogy az üstökösmag felszínéről napközelben nagyobb, centiméteres-deciméteres tömbök, jeges-poros “hólabdák” repülnek ki és a kómában a magtól távol is kigázosodnak, majd a gázok ionizálódásával a kiszabadult elektronok fűtik a kóma magtól távolabbi részeit.

A NASA EPOXI űrszondájának felvétele a 103P/Hartley 2 magjáról. A képen az üstökös magjából kiszabadult jeges-poros tömböket, “hógolyókat” lehet felismerni (NASA EPOXI).

Összefoglalva, a Wirtanen-üstökös 2018-as kedvező földközelsége két érdekes megfigyelési eredményt adott: 1) a vízhez és aldehidekhez képest magas benne az alkohol (metil-alkohol) aránya, ami az üstökösök kémiai összetételének egy új osztályozási lehetőségét adhatja, illetve a Naprendszerben való kialakulási körülményeikről ad információt, valamint 2) a gázkóma fűtésére egy új mechanizmus lehetőségére mutatott rá, ami az ionizációval kiszabadult elektronok általi ütközési energia leadásán alapul.

Egyébként az ESA Rosetta üstökösprogramjának eredeti célüstököse éppen a Wirtanen lett volna, de az Ariane hordozórakéta hibájának kijavítása miatt a szonda egy év késéssel tudott csak elindulni. Így lett végül a 67P/Churyumov-Gerasimenko a Rosetta célpontja.

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

Források:

Hozzászólás

hozzászólás