Megmérték a nyári nagy üstökös magjának forgását: szépen pörög a NEOWISE

2534

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).

A C/2020 F3 (NEOWISE) porkómája és benne a spirális íveket alkotó feltekeredő porjet-ívek Gianluca Masi felvételein, amelyek 2020. július 19-én készültek a The Virtual Telescope Project 2.0 17 hüvelykes Planewave Dall-Kirkham távcsövével. A két kép két különböző képfeldolgozási technikával kierősítve mutatja a porjet-íveket a porkómában. Az égi egyenlítői északi irány fent, kelet balra van (G. Masi, The Virtual Telescope 2.0 Project, 2020.07.21.)

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.

Már alig 90 perc alatt jól látszik a NEOWISE-üstökös porjet-héjainak mozgása, kitágulása és távolodása az üstökösmagtól a Gianluca Masi által 2020. július 19-én készített felvételsorozatból összeállított animáción. Az üstökös magja olyan kicsi, hogy természetesen nem látszik közvetlenül a földi távcsövekkel készített felvételeken. Észak fent, kelet balra (G. Masi, The Virtual Telescope 2.0 Project, 2020.07.21.)

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.

A Ceccano (Frosinone megye, Lazio, Közép-Olaszország) mellett felállított “The Virtual Telescope Project 2.0” megfigyelőhely 17 hüvelykes 432/2939 mm-es f/6,8 Planewave Dall-Kirkham asztrográf távcsöve (“Elena”) Paramount mechanikán, SBIG STL-6303E CCD kamerával (The Virtual Telescope 2.0 Project, Ceccano, Közép-Olaszország)

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.

A Gemini North teleszkóp kinyitott résű kupolával a Tejút sávjával a háttérben (Gemini Obszervatórium, Hawaii-szigetek, Mauna Kea).

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.)

Hozzászólás

hozzászólás