Mekkora, milyen hosszú lesz a csóvája egy üstökösnek, ami nagyon közel haladt el a Nap mellett és túljutott a napközelségén? Erre a kérdésre keresett választ Zdenek Sekanina (sz. 1936), a neves cseh származású amerikai üstököskutató.
Az amatőr és profi csillagászok mellett a nagyközönségnek is igen emlékezetesek azok az üstökösök, amelyek szabad szemmel is megfigyelhetők, sőt sok közülük igen látványos, mert az égen szép hosszú csóvát mutatott.
Az üstökös látványosságát a fényessége, valamint a por- és gázcsóvái okozzák, amelyek az üstökösmag aktivitásának mértékétől, méretétől, valamint attól is függnek, hogy milyen közel kerül a Naphoz a napközelsége (perihéliuma) idején. Természetesen a megfigyelőtől való távolság is befolyásolja az üstökös látványát, továbbá a megfigyelő – Nap – üstökös szögtől (fázisszög) is erősen függ például a porcsóva fényessége és látszó hossza az égen.
A XIX. században feltűnően sok fényes és igen látványos csóvás égi vándort lehetett megfigyelni, s bár a XX. században, illetve most a XXI. században is volt már néhány látványos üstökös, de a XIX. századi társaik látványa és száma jelentősen felülmúlta a későbbiekét.
A mostani vizsgálataihoz Zdenek Sekanina (JPL) három látványos napsúroló üstököst választott: az 1843-as Nagy Márciusi Üstököst (C/1843 D1), az 1882-es Szeptemberi Nagy Üstököst (C/1882 R1), valamint a XX. századi Ikeya-Seki (C/1965 S1) üstököst, amelyek porcsóvainak tulajdonságait vizsgálta. Ez a három üstökös a Napot szorosan megközelítő üstökösök úgynevezett Kreutz-csoportjához tartozik. A napsúroló üstökösök ezen csoportját Heinrich C. F. Kreutz német csillagász azonosította üstökösök pályáinak tanulmányozásával. Brian G. Marsden 1967-ben, illetve 1989-ben elvégzett kutatásai alapján kimutatta, hogy a Kreutz-féle napsúroló üstökösök egy nagyobb üstökös, az i.e. 371-es Nagy Üstökös vagy Óriás Üstökös szétesett, eredetileg mintegy 150 km átmérőjű magjának töredékei. Marsden azt is kimutatta, hogy az i.e. 371-es nagy üstökösnek egy nagy magtöredéke a középkorban 1106-ban megfigyelt fényes X/1106 C1 üstökös, ami tovább aprózódott és amely így közvetlen őse a ma megfigyelhető Kreutz-csoport üstököseinek.
Az alábbi két videó a napsúroló üstökösöket és azok Kreutz-csoportját mutatja be röviden.
Tekintsük át röviden a legfontosabb ismereteket a Sekanina által kiválasztott három üstökösről.
Az 1843-as Márciusi Nagy Üstökös (C/1843 D1)
Az 1843-as Márciusi Nagy Üstökös (C/1843 D1) fényes, szabad szemmel látható üstökösről az első dokumentált feljegyzés, ami gyakorlatilag a felfedezését jelenti, 1843. február 5-én történt. Sekanina és Paul W. Chodas (JPL) egy korábbi, 2008-as közös munkájukban meghatározták az 1843-as Nagy Márciusi Üstökös pályáját. Az üstökös a napközelségét 1843. február 27-én érte el, amikor közel 872 ezer km-re, vagyis durván 1,19 Nap-rádiuszra közelítette meg központi csillagunk középpontját. Ez azt jelenti, hogy az üstökös pályájának perihéliumpontja a fotoszférától alig 130 ezer km-re volt!
Az 1843-as Márciusi Nagy Üstökös Donald K. Yeomans (JPL) 2007-es számításai alapján 1843. március 5-én került földközelbe, amikor 0,84 CSE-re volt bolygónktól. Földközelsége után egy nappal volt a legfényesebb. Az üstökös utolsó feljegyzett megfigyelése 1843. április 19-én volt, de akkor már a déli égbolton járt az égitest.
A C/1843 D1 üstökös a napközelsége után extrém hosszú és látványos csóvát mutatott, amelynek hossza Sekanina mostani vizsgálatai szerint 18,8 nappal a napközelség után mintegy 46 fok volt, ami a térben 1,13 CSE-nek (170 millió km-nek) felel meg, A perihéliuma után 25 nappal 38 fokos volt, ami 1,45 CSE-nek (217 millió km-nek) felel meg a térben. Sekanina mostani vizsgálatai előtt a C/1843 D1 üstökös maximális csóva hosszát mintegy 2 CSE-nek (300 millió km) becsülték, de ez valójában legfeljebb csak 1,5 CSE lehetett, ami így is igen nagy a napsúroló üstökösök napközelsége utáni csóvái között.
Egyébként a mai napig megfigyelt leghosszabb, mintegy 4 CSE hosszú csóvája a C/1996 B2 (Hyakutake) üstökösnek volt 1996-ban, ami elsősorban gázból álló csóva volt és az Ulysses bolygóközi űrszonda mérései alapján lehetett kimutatni és követni.
Az 1882-es Szeptemberi Nagy Üstökös (C/1882 R1)
Sekanina friss tanulmányában a második üstököst, az 1882-es Szeptemberi Nagy Üstököst (C/1882 R1) a déli féltekén fedezték fel: az első feljegyzés 1882. szeptember 1-jén történt, majd szeptember 7-én figyelte meg először William H. Finlay Fokvárosban. Az üstökös 1882. szeptember 17-én került napközelbe mintegy 0,0078 CSE-re (1,17 millió km-re), azaz 1,67 Nap-rádiuszra a Nap középpontjától, vagyis a fotoszféra felett kb. 470 ezer km-re.
Az üstökösről a legutolsó megfigyelést Benjamin A. Gould amerikai csillagász (Cordoba, Argentína) végezte 1883. június 1-jén.
Érdekesség, hogy 1882. október 17-ére bizonyossá vált, hogy az 1882-es Szeptemberi Nagy Üstökös magja szétesett. Ez azért is fontos, mert az üstökösmag töredékei is produkáltak gáz- és poranyagot, így a csóvák tanulmányozása betekintést engedhet az üstökösmag belsejébe.
Az 1882-es Szeptemberi Nagy Üstökös porcsóvájának szerkezete összetett volt, mert a szétesett mag egyik töredéke másodlagos csóvát fejlesztett. Ez gyakori a napközelben szétesett üstökösöknél és a másodlagos csóva szerkezete megmutathatja az üstökösmag belső poranyagának tulajdonságait is.
Az 1882-es Nagy Üstökösről már fotografikus megfigyelések is születtek. (A történelem első üstökösfotója 1858-ban készült a látványos Donati (C/1858 L1) üstökösről.)
Sekanina elemzése szerint az 1882-es Nagy Szeptemberi Üstökös maximális csóvahossza a megfigyelésekkel összhangban a napközelség után 25 nappal következett be és akkor 19 fok volt a látszó hossza, ami 1,04 CSE (156 millió km) térbeli méretnek felel meg. A legnagyobb hossz napközelség után 25,6 nappal következett be 22 fokos értékkel, ami 1,35 CSE (202 millió km) térbeli méretnek felel meg. A számítás és a megfigyelés időpontjai között 0,6 nap különbség van, ami az üstökös és a Föld mozgásából és ezzel együtt a csóvára való rálátás geometriai helyzetének változásából ered. Tehát végül is a Sekanina által végzett modellszámítás és a megfigyelés jó egyezésben van.
Ikeya-Seki (C/1965 S1), az 1965-ös év Nagy Üstököse
Sekanina mostani vizsgálatainak harmadik üstököse az 1965. szeptember 18-án két japán amatőrcsillagász, Kaoru Ikeya és Tsutomu Seki által felfedezett Ikeya-Seki (C/1965 S1). Az üstökös 1965. október 21-én került napközelbe 0.007786 CSE-re (1,164 millió km-re) a Nap középpontjától, ami 1,67 naprádiusznak felel meg. Az Ikeya-Seki napközelben a fotoszféra felett mintegy 469 ezer km-re száguldott el. A napközelsége előtt közvetlenül három részre tört az üstökös eredeti magja (legalább három részre, mert több kisebb, nem megfigyelt darab is lehetett még). Az Ikeya-Seki-üstökösről készült legutolsó ismert fotó, amelyen az üstökös még biztosan látszik, 1966. január 14-én készült. Előtte azonban sok emlékezetes fotó örökítette meg ezt a látványos napsúroló üstököst.
Sekanina új vizsgálatai szerint az Ikeya-Seki porcsóvája 25 nappal a napközelsége után 22 fok látszó méretű, ami 0,65 CSE (97,2 millió km) hossznak felel meg a térben. Az üstökös maximális hosszát a napközelsége után 33,6 nappal érte el, amikor a látszó mérete 30 fok volt, ami 1,31 CSE-nek (196 millió km-nek) felel meg a térben.
Az Ikeya-Seki porcsóvájának porszemcséit a Naptól eltávolító sugárnyomás által okozott gyorsulás mintegy 0,6-0,7-ed része a tömegvonzás által okozott gyorsulásnak, ami közepes mértékű, azaz a szemcsék sem egyenesen, sem pedig a pályaívhez simulva görbülve mozognak.
Sekanina a három üstökös összevetéséből megmutatta, hogy a Napot nagyon megközelítő üstökösök napközelségük utáni porcsóvái hosszabbak, mint a napközelségük előttiek. Sőt, a napközelség idején a porcsóvák szemcséi aprózódnak, illetve elszublimálnak, majd a napközelség utáni napokban új porszemcsékből új csóva alakul ki, amit hosszú és látványos lesz.
Sekanina azt is kiemelte, hogy a Kreutz-üstökösök pályájának geometriai helyzete olyan, hogy a Földről nézve a napközelség után a reggeli csóvának a vetületi, vagyis látszó hossza rövidebb, mint az esti csóvákénak.
Ma már természetesen a Napot megfigyelő űrtávcsövek és űrszondák (pl. SOHO, STEREO-A és B) sok napsúroló üstököst fedeznek fel, illetve fotóznak le a Nap közelében napközelségük előtt is és után is. Azonban ezeknek az üstökösöknek a legtöbbje nem lett olyan látványos szabad szemmel is látható és hosszú csóvát mutató üstökös, mint a Sekanina által most vizsgált XIX. és XX. századi üstökösök. Már nagyon várjuk a következő látványos csóvás égi vándort, ami az északi félteke lakói számára is emlékezetes látványt nyújt majd.
A hír a GINOP-2.3.2-15-2016-00003 “Kozmikus hatások és kockázatok” projekt témaköréhez kapcsolódik.
Forrás:
Sekanina, Z. cikk előzetes változata (2023.10.10.)
