HST vyfotografoval rozpadající se kometu

Hubbleův kosmický dalekohled HST uskutečnil nejostřejší a nejdetailnější pozorování komety rozpadlé na kusy, k čemuž došlo ve vzdálenosti 108 miliónů kilometrů od Země. Na sérii snímků pořízených v rozpětí tří dnů v lednu 2016 Hubbleův dalekohled odhalil 25 úlomků velikosti domu včetně směsi ledu a prachu, které směřovaly pryč od komety velice pomalu, přibližně rychlostí chůze dospělého člověka.

Z pozorování vyplývá, že přibližně 4,5 miliardy roků stará kometa pojmenovaná 332P/Ikeya-Murakami (zkráceně kometa 332P) mohla rotovat tak rychle, že se z jejího povrchu uvolňoval materiál. Tyto uvolněné částice jsou nyní rozptýleny podél 4 800 kilometrů dlouhé trajektorie, delší než je šířka amerického kontinentu.

Tato pozorování poskytla pohled do nestálého chování komet; jak se přibližují ke Slunci, začínají se vypařovat a působit dynamické síly. Kometa 332P byla 240 miliónů kilometrů od Slunce, nepatrně za dráhou planety Mars, když kosmický dalekohled HST zaregistroval její rozpad.

„Víme, že občas dochází k rozpadu komet, avšak zatím nevíme nic o tom, proč a jak k tomu dochází,“ vysvětluje vedoucí týmu vědců David Jewitt z University of California v Los Angeles. „Problém je v tom, že k tomu dojde rychle a bez varování, a tak nemáme mnoho příležitostí získat potřebná data. Díky mimořádné rozlišovací schopnosti kosmického dalekohledu HST nejen že skutečně vidíme drobné a slabé úlomky komety, ale můžeme pozorovat jejich změny ze dne na den. A to nám umožnilo uskutečnit nejlepší měření, jaká kdy byla u takovýchto objektů provedena.“

Třídenní pozorování odhalila, že úlomky komety se rozzářily a následně pohasínaly, jak ledové skvrny na jejich povrchu byly díky rotaci střídavě osvětlovány Sluncem a následně se dostaly do stínu. Pozůstatky ledu představují přibližně 4 % hmotnosti mateřské komety, jejich velikosti byly v rozmezí 20 až 60 metrů. Úlomky se vzdalují navzájem jeden od druhého rychlostí několika kilometrů za hodinu.

Snímky z kosmického dalekohledu ukázaly, že mateřská kometa rovněž cyklicky měnila svoji jasnost, což odpovídá rotaci jádra v periodě dvě až čtyři hodiny. Návštěvník na povrchu komety by pozoroval východ a západ Slunce v odstupu necelé hodiny. Kometa je také mnohem menší, než se astronomové domnívali. Průměr jádra odhadují přibližně na 480 metrů.

Kometa 332P byla objevena v listopadu 2010 následně po prudkém zvýšení své jasnosti. Objevili ji dva japonští astronomové-amatéři Kaoru Ikeya a Shigeki Murakami.

Na základě dat z kosmického dalekohledu se vědecký tým domnívá, že Slunce zahřívalo kometu, což vedlo k výtryskům plynů a prachu z jejího povrchu. Protože jádro komety je tak malé, tyto výtrysky fungují podobně jako raketové motory a zvyšují rychlost rotace komety. Rychlá rotace uvolňuje kusy materiálu, které unikají do okolního prostoru.

Vědecký tým vypočítal, že kometa pravděpodobně ztrácela materiál v průběhu několika měsíců – mezi říjnem a prosincem 2015. David Jewitt se domnívá, že dokonce některé z vyvržených úlomků mohly spadnout zpět a způsobit kaskádovou fragmentaci. „Naše analýzy ukazují, že menší fragmenty nejsou tak hojné, jak bychom mohli očekávat na základě počtu velkých úlomků,“ dodává David Jewitt. „To budí dojem, že se vyčerpaly v průběhu několika měsíců od okamžiku, kdy byly vyvrženy z mateřského tělesa. Myslíme si, že tato malá tělesa mají krátkou dobu života.“

Hubbleův detailní pohled rovněž sledoval úlomky hmoty v blízkosti komety, které mohly být první předzvěstí následujícího výbuchu. Pozůstatky ze stále probíhajících vzplanutí, ke kterým došlo v roce 2012, jsou rovněž viditelné. Fragmenty mohou být dohromady tak velké jako samotná kometa 332P, z čehož vyplývá, že se původní jádro rozpadlo na dvě poloviny. Avšak ledové pozůstatky nebyly zaznamenány až do 31. 12. 2015 při pozorování dalekohledem Pan-STARRS (Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System) na Havaji a podpořené programem Near-Earth Object Observations v NASA's Planetary Defense Coordination Office. Tento objev přiměl Davida Jewitta a jeho spolupracovníky k vyžádání pozorovacího času na HST k provedení detailního snímkování komety. V průběhu tohoto časového úseku astronomové celého světa začali pozorovat oblaka prachu v blízkosti komety, kde HST později rozlišil 25 úlomků kometárního jádra.

„V minulosti astronomové předpokládali, že komety umírají, když jsou zahřáté slunečním zářením, což způsobuje jednoduše vypaření zásob ledu,“ říká David Jewitt. „Avšak to je teprve začátek hledání, jak může být důležitá podobná fragmentace. U komety 332P můžeme vidět kometární fragmentaci až k téměř úplnému zničení.“

„Nejlepší dřívější letmé pohledy HST na fragmentaci komet pocházejí z pozorování pomocí kamery ACS (Advanced Camera for Surveys), kdy byla v dubnu 2006 pozorována kometa 73P/Schwassmann-Wachmann 3 (73P),“ říká Harold Weaver, spolupracovník z Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory in Laurel, Maryland. „Při těchto pozorováních přinesl HST svědectví komety s více než 60 pojmenovanými úlomky. Snímky z HST ukázaly v nebývalém detailu rozpad komety 73P, avšak kometa nebyla pozorována dostatečně dlouho, aby byl zdokumentován vývoj fragmentů v čase, na rozdíl od případu komety 332P.“

Astronomové odhadli, že kometa 332P obsahuje dostatek materiálu na to, aby přežila dalších 25 výbuchů. „Jestliže má kometa epizody explozí každých šest let – což odpovídá jednomu oběhu kolem Slunce – pak může existovat ještě dalších 150 roků,“ dodává David Jewitt. „To je z astronomického hlediska pouhé mrknutí oka. Cesta do vnitřních oblastí Sluneční soustavy ji odsoudila k záhubě.“

Pozorovaný ledový návštěvník pochází z oblasti Kuiperova pásu, z rozsáhlého houfu objektů na periferii Sluneční soustavy. Tyto ledové pozůstatky jsou zbytky stavebních bloků z formování naší planetární soustavy. Po téměř 4,5 miliardy roků pobytu tohoto ledového tělesa v hlubokém mrazu, vyhodily chaotické gravitační odchylky způsobené Neptunem kometu 332P ven z oblasti Kuiperova pásu.

Jak se kometa pohybovala napříč Sluneční soustavou, byla její dráha ovlivňována gravitací planet, dokud ji Jupiter nenavedl na současnou dráhu. David Jewitt odhaduje, že nová kometa z Kuiperova pásu se dostává do vnitřních oblastí Sluneční soustavy přibližně jednou za 40 až 100 let.

Tyto závěry byly publikovány 15. 9. 2016 v časopise The Astrophysical Journal Letters.

Zdroj: http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2016/35/full/

autor: František Martinek