A NASA TESS exobolygóvadász űrtávcsöve megfigyelte a 46P/Wirtanen-üstökös váratlan kitörését, és végig is követte azt. A TESS az üstököskutatás történetében az eddigi legrészletesebb távoli megfigyeléseket végezte egy üstökös kitöréséről. A kitörés során mintegy ezer tonna gáz- és poranyag szabadult ki az üstökös magjából.
A 46P/Wirtanen ekliptikai üstökös (vagy Jupiter-család üstökös) 2018. decemberben a Földről nézve rendkívül kedvező megfigyelési helyzetbe került. A 2018-as napközelsége idejére vonatkozó pályaelemei (NASA JPL) alapján a pályája fél nagytengelye 3,09 CSE, excentricitása 0,658, a pálya síkja pedig 11,7 fokos szöget zár be a földpálya (ekliptika) síkjával. Napközelben 1,05 CSE-re (a földpálya közelében), naptávolban 5,12 CSE-re (a Jupiter pályája közelében) van csillagunktól, keringési ideje 5,43 év, és 2018. december 12,92 világidőkor volt napközelben. Ezután négy nappal, 2018. december 16-án 11,6 millió km-re, azaz mintegy 30-szoros Föld-Hold közepes távolságra közelítette meg bolygónkat, ami rendkívüli, történelmi közelségnek számít az üstökös történetében.
A 46P/Wirtanen nagyon aktív tagja a Jupiter üstököscsaládjának, magjának gáz- és porkibocsátása nagy naptávolságban is igen magas, az anyagvesztés a mag csaknem teljes felületéről történik. A nagy aktivitáson kívül még hirtelen, váratlanul nagy mennyiségű gáz- és poranyag-kibocsátást, illetve az ezzel együtt járó hirtelen fényességnövekedést is produkál ez az üstökös. 1948-as felfedezése óta eddig három kitörését figyelték meg: 1991 októberében, 2002 szeptemberében, illetve 2008 májusában.
A 46P/Wirtanen-üstökös 2018. szeptember 20. és október 17. között tartózkodott a NASA TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) exobolygókereső mesterséges hold 2. számú kamerája 3. CCD detektorának nagy látómezejében. 2018. szeptember 26-27. között hirtelen mintegy 0,5-0,6 magnitúdót fényesedett az üstökös, vagyis a TESS az üstökös egy kitörését figyelte meg. Ekkor az alig 2,5 hónappal volt a napközelsége előtt, a Naptól 1,45, a Földtől pedig 0,51 CSE-re, és a Földről nézve a Fornax (Kemence) csillagkép irányában látszott. A TESS űrcsillagászati megfigyeléseinek előnye, hogy nem korlátozzák a földi napszak-változások és a földi légkör zavaró hatásai (fényelnyelés, felhők, stb.), így folyamatos észlelésre képes. Ez pedig egy üstököskitörés első teljes megfigyelését tette lehetővé a Naprendszer kutatásának történetében. A Marylandi Egyetem Csillagászati Tanszékének kutatói, Tony L. Farnham, Michael S. P. Kelley, Matthew M. Knight és Lori M. Feaga részletesen tanulmányozták a Wirtanen-üstökös kitöréséről a TESS által készített képfelvételeket, amelyeken szépen látszik a kitörés menete.
A TESS felvételei alapján Farnham és kutatótársai megállapították, hogy az üstökös a kitörése során két fázisban fényesedett ki a kezdeti R=13,1 magnitúdó (vörös) összfényességről indulva. A kitörés 2018. szeptember 26,12 világidőkor kezdődött, a kifényesedés első fázisa mintegy két óra alatt ment végbe 0,3 magnitúdó fényességnövekedést eredményezve, majd a második szakaszban több óra alatt, az első fázisnál lassabban, mintegy 6-7 órán keresztül még 0,3 magnitúdót fényesedett. A második szakasz fényesedése a nagy felületre kiterjedt kóma (gáz- és porkóma) fényességjáruléka volt. A becslések szerint a kitörés során a gáz mintegy 800 m/s sebességgel áramlott ki, a gáz által a magból felemelt és a kómába kijuttatott por sebessége 10 m/s volt (a porszemcsék „lomhábbak”, mint a gyors gázatomok és molekulák). A kitörés során 1 millió kg, vagyis ezer tonna por hagyta el az üstökösmagot és került ki a kómába, majd terült el, húzódott szét az üstökös pályája mentén, „porösvényt” alkotva ott.
Az alábbi animáció a 46P/Wirtanen üstökös kitörését mutatja be a TESS felvételsorozata alapján.
A kitörés, a kiszórt poranyag arra is példa, hogyan táplálják az üstökösök, üstököskitörések a bolygóközi port, illetve hogyan járulnak hozzá az üstökösökkel kapcsolatos meteorrajok kialakulásához és fenntartásához. Bár a Wirtanen-üstökös és a Föld pályájának egymástól mért legkisebb távolsága 1984 és 2042 között lassan növekszik, nem zárható ki, hogy időnként az üstökös pályáján szétszóródó poranyagból a Föld légkörébe jutó meteorok legyenek.
A TESS mostani megfigyelései tehát az első és részletes távoli megfigyelések
egy üstökös kitöréséről. Emlékeztetőül: A NASA TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) 2018. április 16-án indult útjára, programja az exobolygók keresése fotometriai tranzit módszerrel (tőlünk nézve a csillag körül keringő bolygó a csillag fényének kis mértékű periodikus csökkenését okozza). A TESS eredeti programját két évesre tervezik, vagyis 2020-ban még biztosan folytatja majd a megfigyeléseket.
A TESS programjában magyar csillagászok is intenzíven részt vesznek változócsillagok és tranziens asztrofizikai objektumok megfigyelésével, illetve a TESS adatait feldolgozó szoftver fejlesztésével a Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézetében, a TESS-t kifejlesztő és üzemeltető MIT (Massachusetts Institute of Technology) és a NASA szakembereivel együttműködésben.
A 46P/Wirtanen-üstökös kitöréséről a TESS űrtávcső által végzett megfigyelések eredményeit a Farnham és munkatársai által írt, az Astrophysical Journal Letters folyóiratban megjelent szakcikk ismerteti.
A hír megjelenését a GINOP-2.3.2-15-2016-00003 “Kozmikus hatások és kockázatok” projekt támogatta.
Források:
- NASA Press Release (December 3, 2019)
- Farnham, T. és munkatársai szakcikke (Astrophy. J. 886, L24, 6pp. 2019 Nov. 22)
Kapcsolódó internetes oldalak:
- Wirtanen-üstökös: távolodóban (MCSE, Majzik Lionel, Táopióbicske. 2019.01.02.)
- A karácsonyi üstökös (MCSE, Majzik Lionel, 2018.12.01. T9 Robottávcső, Siding Spring)
- Megérkezett a Wirtanen-üstökös (MCSE hír, 2018. december 5.)
- Történelmi földközelsége felé közeledik a Wirtanen-üstökös (MCSE hír, 2018.11.01.)
- TESS Mission (MIT)
