Földfelszíni távcsöves megfigyelésekből meghatározták a NEOWISE-üstökös magjának tengelyforgási idejét. A világ két különböző helyén levő távcsövekkel két független megfigyelési sorozatból egymással megegyező eredmény adódott.
Az idei nyár látványos megfigyeléseiből már korábban megállapították, hogy a NEOWISE-üstökös magja mintegy 5 km átmérőjű lehet, ami a nagyobb méretűek közé sorolja ennek a fényes égi vándornak a magját. Az égitestek, így az üstökösmagok is tengely körüli forgást is végeznek, de eddig még nem tudtuk, hogy a NEOWISE esetében ez mennyi ideig tart. Július végén azonban földi teleszkópokkal végzett megfigyelések alapján sikerült becslést adni a NEOWISE magjának forgási periódusára is.
Az alkalmazott módszer a következő. Az üstökösmag felszínéről a Nap felé forduló oldalon, vagyis a helyi nappal idején a fagyott gázok jegei kigázosodnak, és a poranyagot felemelik, majd eltávolítják a mag felszínéről. Így alakul ki a gáz- és porkóma. A gáz és por kiszabadulása azonban az üstökösmag felszínének elsősorban csak bizonyos, jól behatárolható kisebb területeiről, aktivitási forrásokból történik, sokszor határozott porsugarak (porjetek) formájában. Az aktív területet a helyi napkeltétől napnyugtáig süti a Nap, és a mag forgása következtében a jetek elgörbülnek, mint a forgó locsolócsőből kiáramló vízsugár vagy „forgó tűzkerék”. Így a porjetek nappali időszakra korlátozódó poríveket, héjakat mutatnak a földi távcsövekkel készült felvételeken. Az ívek vetületi hosszából és az egymást követő, kifelé táguló ívek közötti távolságból következtetni lehet az üstökösmag forgási periódusára, és hosszabb megfigyelési sorozatból még a mag forgástengelyének térbeli irányát is meg lehet becsülni.
Ezt az elgondolást alkalmazta a már mintegy két évtizedes aktív megfigyelési tapasztalattal rendelkező Gianluca Masi olasz mérnök és amatőrcsillagász a „The Virtual Observatory Project 2.0” 432/2939 mm-es (17 hüvelykes) f/6,8 Planewave Dall-Kirkham asztrográf távcsövével („Elena” elnevezésű műszer) a NEOWISE-üstökös 2020. július 19-én végzett megfigyelései során. A Masi által használt teleszkóp Ceccano városa közelében van Frosinone megyében (Lazio tartomány, Közép-Olaszország).
Masi 90 percen át tartó felvételsorozatot készített a NEOWISE-üstökösről, minden felvételt 4 másodperces expozícióval. Már másfél óra alatt is látható volt a porjet-ívek változása a képeken. Erről egy szemléletes animációt is készített, amelyet az alábbi ábra mutat be.
A képeken a legkülső porjet-héj mintegy 9700 km-re van a fénycentrumtól (ezen belül van az üstökösmag, de nem figyelhető meg közvetlenül, mert túl kicsi a Földről nézve). A legbelső két szomszédos porhéj mintegy 1300 +/- 600 km/órás sebességgel tágul a képsíkba vetítve.
Masi a képfelvételekből meghatározta a NEOWISE-üstökös magjának tengelyforgási idejét, amely 7,5 +/- 2,3 órának adódott, és egyébként nem számít sem túl gyors, sem túl lassú forgásnak az üstökösmagoknál.
Az üstökös megfigyelésére Masi által használt 17 hüvelykes asztrográf távcsövet mutatja az alábbi kép.
Egy hosszabb időtartamot átfogó megfigyelési sorozatot készített 2020. július 28,2 és augusztus 10,2 UT között a hawaii-szigeteki Mauna Kea csúcsán levő 8,1 méteres Gemini North teleszkóppal Michael Drahus (Jagelló Egyetem, Krakkó, Lengyelország) által vezetett lengyel-amerikai kutatócsoport. A ritka és látványos NEOWISE-üstökös részletes megismerésének céljából a Gemini Obszervatórium igazgatója rendkívüli távcsőidőt biztosított a kutatócsoportnak az üstökös megfigyelésére. A Gemini North Multi Object Spectrograph (GMOS-N) képalkotó spektrográfját használták az üstököskóma szerkezetének vizsgálatára, a táguló porjet-ívek és -héjak megfigyelésére.
Az alábbi képen a Gemini North teleszkóp kupolája látható éjszaka a Tejút sávjával a háttérben.
Drahus és csoportja szerint a NEOWISE-üstökös magjának tengelyforgási ideje 7,58 +/- 0,03 óra, ami igen jól egyezik a korábban Gianluca Masi által kisebb távcsővel meghatározott forgási periódussal, de a nagy Gemini North teleszkóppal hosszabb időintervallumot átfogó megfigyelések pontosabb eredményt adtak.
Drahus és kutatócsoportja megfigyelésekből még arra a következtetésre is jutott, hogy az üstökösmag egyszerű tengely körüli forgást végez, vagyis a forgástengely térbeli iránya állandó, illetve a megfigyelések nem mutatnak változást a forgási periódusban. Ez azt jelenti, hogy a magból az anyagkiáramlás nem okozott „rakétaszerű lökéseket” vagy „fékezéseket”, és az anyagkiáramlás nem változtatta meg a mag forgását bonyolultabb, összetett forgómozgásra.
A fent ismertetett eredmények a porjetek, illetve a porkóma megfigyelésére alapozott közvetett forgásiperiódus-meghatározások, de vannak közvetlenebb módszerek is az üstökösmagok, illetve más kis égitestek forgási adatainak meghatározására. Így például az üstökösmag forgási periódusát, valamint a forgástengely térbeli irányát közvetlenül a mag fényének változásából lehetne pontosabban meghatározni a fénygörbe megfigyelésére alapozva. Azonban eddig nem tudunk olyan fotometriai mérésekről, amelyek közvetlenül a NEOWISE-üstökös magjának fényét, fénygörbéjét szolgáltatták volna, de valószínű, hogy más kutatócsoportok végeztek vagy végeznek fénygörbe-megfigyeléseket is. Ezekből az üstökösmag forgástengelyének térbeli iránya és a forgás iránya a közeli jövőben válik megismerhetővé.
Sajnos a NEOWISE-üstökös földközelsége idején is túl messze volt a földi nagy rádiótávcsövek számára, azok radarhatósugarán kívül esett.
A hír megjelenését a GINOP-2.3.2-15-2016-00003 “Kozmikus hatások és kockázatok” projekt támogatta.
Források:
Kapcsolódó internetes oldal:
Nagy magja van a földközelsége felé tartó, látványos NEOWISE-üstökösnek (MCSE hír, 2020.07.16.)