Az ALMA jelenti: valóban gigantikus méretű üstökös közeledik a Szaturnusz pályája felé

25040

A Szaturnusz pályája felé közeledő hatalmas üstökös magjának méretét és
felszíni fényvisszaverő képességét is meghatározták francia kutatók a szubmilliméteres tartományban végzett megfigyelésekből: valóban gigantikus méretű üstökösmagról van szó.

Minden idők legnagyobb, mintegy 100-150 km-es magátmérőjű üstököse, a C/2014 UN271 (Bernardinelli-Bernstein) üstökös (röv. B‒B) most még javában a Szaturnusz és az Uránusz pályája között közeledik a Nap felé, de csak a Szaturnusz távolságáig jut majd el, amikor 2031-ben 10,97 CSE távolságban eléri napközelségét, utána pedig visszafordul az Oort-féle üstökösfelhő felé.

A kezdetben kisbolygónak látszó 2014 UN271 átmérőjére az első közelítő becslések 100 és 370 km közötti értéket adtak. Miután kiderült, hogy a kis égitestnek kómája van, tehát üstökösről van szó, a felfedezőkről Bernardinelli‒Bernstein-üstökösnek nevezték el. Az első megfigyelések, az üstökösmag méretének első becslései sejtették, hogy egy “mega üstökös” tart a napközelsége felé. Felmerül a kérdés: valóban ekkora üstökösről van szó?

A közelmúltban Pedro Bernardinelli és Gary Bernstein vezetésével több nagy földfelszíni teleszkóp, valamint a TESS (Terrestrial Exoplanet Survey Satellite) űrteleszkóp által készített képfelvételek elemzésével ‒ feltételezve, hogy az üstökösmag fényvisszaverő képessége (albedója) 0,04 (4%) ‒ meghatározták, hogy B‒B-üstökös magja mintegy 150 km átmérőjű gömb alakú test lehet. A kérdés az, hogy a B‒B-üstökös magjának fényvisszaverő képessége valóban 4%-e? Szükségesnek látszott tehát, hogy a B‒B magjának fényvisszaverő képességét és az átmérőjét független mérésekkel határozzák meg, és az albedóra konkrétan a B‒B-üstökösre meghatározott értéket vegyék figyelembe. Ezt a fontos lépést most Emmanuel Lellouch, a Párizsi Obszervatórium kutatója által vezetett kutatócsoport tette meg. A megfigyeléseket a chilei Atacama-sivatagban mintegy 5000 méter magasságban levő ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, vagyis Atacama Nagyméretű Milliméteres/Szubmilliméteres Hálózat) 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 az alatti, szubmilliméteres hullámhosszúságú elektromágneses sugárzást érzékeli. Mivel a B‒B-üstökös még a Szaturnusz és Uránusz pályái között közeledik, a nagy naptávolság miatt felszíni hőmérséklete nagyon alacsony, így a test hőmérsékleti sugárzása a milliméter alatti hullámhossztartományban megfigyelhető az ALMA-val.

Az ALMA antennarendszerének egy része a chilei Atacama-sivatagban, mintegy 5000 méteres tengerszint feletti magasságban (Chajnantor-fennsík, Atacama-sivatag, Chile, ESO, 2014)

Lellouch és munkatársai a B‒B-üstököst még 2021. augusztus 8-án figyelték meg az ALMA teleszkóprendszerrel. A megfigyelések idején az üstökös 20 CSE-re volt a Naptól.

Mivel nagy naptávolsága ellenére a B‒B-üstökös aktív volt, vagyis gáz- és porkóma vette körül a magját, ezért az ALMA-felvételeken a mag és a kóma fényét egymástól elválasztották, így a mag fényességét külön lehetett vizsgálni.

A C/2014 UN271 (Bernardinelli‒Bernstein) üstökös képe az ALMA antennarendszerrel 233 GHz-es tartományban, 4 sávban végzett megfigyelései alapján. A vízszintes és függőleges tengelyen égi koordináták vannak (rektaszcenzió és deklináció). A kép bal oldalán a fényesség (fluxussűrűség) millijansky egységben van feltüntetve. Az üstökösmag közvetlen közelében a piros folt kb. 0,067 × 0,062 négyzetívmásodperc területű (Lellouch és munkatársai, 2022)

A B‒B-üstökös ALMA által mért fényessége, fluxussűrűsége 0,128 ± 0,012 millijansky (1 jansky = 10−26 W m−2 Hz−1), ami igen halvány objektum jelének felel meg, de a nagy átmérőjű egyesített ALMA ilyen halvány objektumot is képes megfigyelni, és elegendően nagy felbontással ahhoz, hogy az üstökösmag jele különválasztható legyen a magot körülvevő porkóma sugárzásától.

A francia kutatócsoport 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 közel áll, vagyis a felszíni fényvisszaverő képességét ‒ és aktivitását is ‒ tekintve hasonló a már ismert üstökösökhöz, de azokhoz képest gigantikus méretű a magja. Az albedó külön meghatározása az üstökösmag méretének pontosabb meghatározását tette lehetővé. Egyébként a B‒B-üstökös magja felszíni fényvisszaverő képességének meghatározása az eddigi legnagyobb naptávolságban végzett megfigyelésből történt.

A C/2014 UN271 (Bernardinelli‒Bernstein) üstökös így nézhet ki távol a Naptól (NOIRLab/NS /AURA, J. da Silva, Spaceengine)

A B‒B-üstökös most meghatározott mérete az 1997-ben tündökölt égi látványosság, a Hale‒Bopp (C/1995 O1) üstökös magjának méretét legalább kétszeresen felülmúlja, így a B‒B magja valóban rekordméretű üstökösmag, amely az Oort-felhőből jött.

A francia kutatók által a B‒B-üstökösről az ALMA antennarendszerrel kapott megfigyelések eredményei az Astronomy and Astrophysics szakfolyóiratban jelennek meg.

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

Források:

Hozzászólás

hozzászólás