TESS, družice pro průzkum tranzitních exoplanet, zachytila výbuch komety 46P/Wirtanen. Zachytil výbuch v tom, co NASA nazývá dosud nejjasnějšími snímky výbuchu komety od začátku do konce. Výbuch komety je významné, ale dočasné zvýšení aktivity komety, mimo normální sluneční záření řízené odpařování ledu, které vytváří komu a ohon komety.
Astronomové si nejsou jisti, co je způsobuje, ale nová studie založená na tomto pozorování je vrhá trochu světla.
TESS není určen ke studiu komet. Jeho úkolem je zaznamenat poklesy ve světle hvězd, když exoplaneta prochází nebo prochází před hvězdou. Ale protože má tak široké zorné pole a protože sleduje jeden úsek oblohy přes 27 dní, zachycuje i další přechodné jevy, jako je tento výbuch komety.
Studie popisující toto vzplanutí komety byla zveřejněna v The Astrophysical Journal Letters dne 22. listopadu. Studie se jmenuje „ První výsledky zTESSPozorování komety 46P/Wirtanen .“ Hlavním autorem je Tony Farnham, vědecký pracovník na katedře astronomie Marylandské univerzity.
„TESS tráví téměř měsíc v kuse snímkováním jedné části oblohy. Bez denních nebo nočních přestávek a bez atmosférického rušení máme velmi jednotný, dlouhotrvající soubor pozorování,“ řekl Farnham v prohlášení. tisková zpráva .
Tato animace ukazuje explozivní výbuch prachu, ledu a plynů z komety 46P/Wirtanen, ke kterému došlo 26. září 2018 a během následujících 20 dnů se rozptýlil. Snímky z kosmické lodi TESS NASA byly pořizovány každé tři hodiny během prvních tří dnů výbuchu. Kredity: Farnham et al./NASA
„Když komety obíhají kolem Slunce, mohou procházet zorným polem TESS. Wirtanen byl pro nás vysokou prioritou kvůli svému blízkému přístupu na konci roku 2018, takže jsme se rozhodli použít jeho vzhled na obrázcích TESS jako testovací případ, abychom zjistili, co z toho můžeme získat. Udělali jsme to a byli jsme velmi překvapeni!“ řekl Farnham.
Komety jsou malá tělesa ve sluneční soustavě s významným obsahem ledu. Obvykle sledují dlouhé eliptické dráhy, které je zavedou blízko ke Slunci. Jak se přibližují ke Slunci, kometa se ohřívá a část ledu uniká a táhne s sebou prach. Tím vznikne a jíst a ocas která se táhne od Slunce.
Tento snímek komety ISON z roku 2013 z Hubbleova vesmírného dalekohledu ukazuje jednotlivé části komety. Kruhové koma kolem jádra ISON je modré a ocas má červenější odstín. Led a plyn v kómatu odrážejí modré světlo ze Slunce, zatímco prachová zrna v ohonu odrážejí více červeného světla než modrého. Obrazový kredit: Od ESA/Hubble, CC BY 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=29730965
Výbuch komety je zřetelný jev oddělený od normálního výronu plynu, který vytváří ohon a kóma. Zatímco odplyňování je pokračující postupný proces, výbuch je bezprostřednější účinek. Souvisí s podmínkami na povrchu komety.
Astronomové vědí o řadě potenciálních spouštěčů výbuchů komet. Komety mohou obsahovat kapsy těkavých ledů. Pokud do jedné z těchto kapes pronikne vlna horka, rychlé zahřátí by mohlo tyto ledy odpařit a způsobit výbuch plynu a prachu. Existují také mechanické události, kdy se útes nebo jiný útvar na povrchu komety zhroutí a vystaví čerstvě vystavený led teplu ze Slunce, což způsobí výbuch. Obojí může fungovat společně a mohou existovat i jiné příčiny.
Abychom těmto výbuchům porozuměli, je obzvláště důležité zachytit snímky komety ve dnech, které vedly k samotnému výbuchu. Tato pozorování mohou astronomům pomoci pochopit tepelné a fyzikální vlastnosti komety.
Díky TESS se to stalo v případě 46P/Wirtanen.
'…i kdybychom měli nějak příležitost naplánovat tato pozorování, nemohli jsme udělat nic lepšího, pokud jde o načasování.'
Tony Farnham, hlavní autor a vědecký pracovník, UMD.
Výbuch začal 26. září 2018, téměř tři měsíce před největším přiblížením komety ke Slunci. Počáteční zjasnění probíhalo ve dvou fázích: nejprve došlo k jasnému záblesku, který trval asi hodinu, a poté následovala druhá 8 hodin dlouhá fáze postupného zjasňování. Tým stojící za touto studií si myslí, že druhou fází byl prach a plyn z počáteční fáze, který se rozšířil a odrážel více slunečního světla. Poté, co jasnost dosáhla vrcholu, výron po dobu asi dvou týdnů pominul.
Sekvence snímků ukazující účinek výbuchu na Wirtanenovo bezvědomí. Panely (2) a (3) zobrazují začátek vzplanutí (26. 12. září) a (4)–(6) ukazují jasnou centrální kondenzaci a rychle se rozšiřující oblak plynu. Každý panel má průměr 400 000 km, sever nahoře a východ vlevo. Světle modrý kruh označuje poloměr otvoru 25 000 km. Obrazový kredit: Farnham et al, 2019.
Díky pozorovacím schopnostem TESS měli astronomové přístup ke složeným snímkům výbuchu ve 30minutových intervalech.
„S velmi častými snímky za 20 dní jsme byli schopni velmi snadno posoudit změny jasu. To je to, k čemu byl TESS navržen, aby vykonával svou hlavní práci jako průzkumník exoplanet,“ řekl Farnham. 'Nemůžeme předpovědět, kdy dojde k výbuchům komet.' Ale i kdybychom měli nějak příležitost naplánovat tato pozorování, nemohli jsme udělat nic lepšího, pokud jde o načasování. K výbuchu došlo jen několik dní po zahájení pozorování.'
Tato podrobná pozorování umožnila týmu odhadnout množství materiálu vyvrženého během výbuchu. Myslí si, že Wirtanen ztratil asi 1 milion kg (2,2 milionu liber) materiálu a že výbuch vytvořil kráter o průměru asi 20 metrů (65 stop). Tento odhad bude pravděpodobně přesnější, až budou analyzovat velikost prachových částic v ohonu.
Není to poprvé, co byl 46P/Wirtanen pozorován během výbuchu. Od jejího objevu v roce 1948 se to stalo nejméně třikrát: v říjnu 1991, září 2002 a květnu 2008. Protože žádný z těchto výbuchů nekoreloval s orbitální pozicí komety, vědci se domnívají, že výbuchy nesouvisejí s trvale nestálou oblastí. komety.
Tím se Wirtanen liší od výbuchů pozorovaných na některých jiných kometách. Kometa Ochranka 29P / Schwassmann 1 Zdá se, že (SW1) často zažívá výbuchy. Polovina těchto výbuchů je periodická, což naznačuje, že má nestálá ledová horká místa, která vybuchují podle denního ohřevu.
'Myslíme si, že komety ztrácejí většinu své hmoty prostřednictvím svých prachových stop.' Když Země narazí na prachovou stopu komety, dostaneme meteorické přeháňky.“
Michael Kelley, spoluautor, UMD.
Tým astronomů také poprvé objevil stopu komety. Stopa je oddělená od ocasu. Zatímco ohon je tvarován slunečním větrem a vždy směřuje od Slunce, stopa je vždy za kometou a sleduje její oběžnou dráhu. Stezka je také vyrobena z větších úlomků než ocas. Stopa je místem, kde kometa ztrácí většinu své hmoty a je zodpovědná za meteorické roje pozorované ze Země.
Umělecký diagram komety zobrazující plynový ohon, prachový ohon a prachovou stopu. Obrazový kredit: Výzkumné centrum NASA Ames/K. Jobse, P. Jenniskens
'Stezka blíže sleduje dráhu komety, zatímco ohon je od ní odsazen, protože je tlačen tlakem slunečního záření.' Na stezce je důležité, že obsahuje největší materiál,“ řekl Michael Kelley, vědecký pracovník oddělení astronomie UMD a spoluautor výzkumné práce. 'Prach z ocasu je velmi jemný, hodně podobný kouři.' Ale prach na stezkách je mnohem větší – spíš jako písek a oblázky. Myslíme si, že komety ztrácejí většinu své hmoty prostřednictvím svých prachových stop. Když Země narazí na prachovou stopu komety, dostaneme meteorické roje .'
'Také nevíme, co způsobuje přirozené výbuchy, a to je nakonec to, co chceme najít.'
TONY FARNHAM, VEDOUCÍ AUTOR A VÝZKUMNÝ VĚDEC, UMD.
I když je tato studie fascinující, je to opravdu jen začátek. Další analýza této komety a dalších komet v zorném poli TESS by měla vrhnout více světla na komety a na jejich výbuchy. Pozorování více komet také pomůže určit, zda je vícestupňové zjasnění vzácné nebo běžné při vzplanutí komet.
'Také nevíme, co způsobuje přirozené výbuchy, a to je nakonec to, co chceme najít,' řekl Farnham. 'Ve stejné oblasti oblohy, kde TESS provedla tato pozorování, jsou nejméně čtyři další komety, s celkovým počtem asi 50 komet očekávaných v prvních dvou letech dat TESS. Z těchto dat může vzejít mnoho.'
Více:
- Tisková zpráva: Mise NASA pro lov exoplanet zachytila přirozený výbuch komety v bezprecedentních detailech
- Výzkumný papír: První výsledky zTESSPozorování komety 46P/Wirtanen
- Dokument z roku 1955 o vzplanutí komet: Výbuchy komet