Kometa Tuttle-Giacobini-Kresák nečekaně zpomalila svoji rotaci

Pozorování pomocí družice NASA s názvem Swift, nedávno přejmenované na Neil Gehrels Swift Observatory po bývalém hlavním vědecké pracovníkovi mise, vedla k odhalení nevídaných změn v rotaci komety. Měření uskutečněná v květnu 2017 prozradila, že kometa 41P/Tuttle-Giacobini-Kresák – zkráceně 41P – rotovala téměř třikrát pomaleji, než tomu bylo ještě v březnu, kdy byla pozorována dalekohledem Discovery Channel Telescope na Lowell Observatory poblíž Flagstaffu v Arizoně. Její rotační perioda se prodloužila z 20 hodin na více než 46 hodin. Článek s detailním popisem tohoto objevu byl publikován v časopise Nature.

Neočekávané zpomalení je největší pozorovanou změnou periody rotace komety. „Dřívější rekord v prodloužení periody rotace držela kometa 103P/Hartley 2, která zpomalila svoji rotaci ze 17 na 19 hodin v průběhu 90 dnů,“ uvedl Dennis Bodewits, vědecký pracovník na University of Maryland (UMD), College Park, který objev představil 10. ledna 2018 na konferenci Americké astronomické společnosti (American Astronomical Society, AAS) ve Washingtonu.

Kometa oběhne kolem Slunce jednou za 5,4 roku. Přitom se dostává téměř ke dráze planety Jupiter, jejíž gravitační vliv posloužil k zachycení komety a k jejímu navedení na současnou dráhu. Podle odhadu má průměr méně než 1,4 kilometru. Kometa 41P patří mezi nejmenší v rodině komet, jejichž dráhy jsou ovlivňovány planetou Jupiter. Tato malá velikost pomohla vysvětlit, jak výtrysky na povrchu komety byly schopny vyvolat takové dramatické snížení rychlosti rotace.

Jak se kometa přibližovala ke Slunci, stoupající intenzita záření způsobila, že se z jejího ledového povrchu uvolňovaly plyny a došlo k výtryskům, které vymrštily prachové částice a ledová zrníčka do okolního prostoru. Tento materiál vytvořil expandující atmosféru označovanou jako koma. Voda přítomná v oblasti komy se rychle přeměnila na atomy vodíku a molekuly hydroxylu OH v důsledku působení ultrafialového záření ze Slunce. Protože dalekohled Ultraviolet/Optical Telescope (UVOT) na palubě observatoře Swift je citlivý na ultrafialové záření emitované hydroxylem, což je vhodné právě pro zjištění, jak se úroveň kometární aktivity mění během oběhu kolem Slunce.

Z pozemních pozorování vyplynulo, že původní perioda rotace komety byla přibližně 20 hodin na počátku března 2017. Později v tomto měsíci bylo registrováno zpomalení rotace. Kometa prolétla 1. dubna 2017 kolem Země ve vzdálenosti 21,2 miliónů kilometrů a o osm dnů později se nejvíce přiblížila ke Slunci. Dalekohled UVOT na palubě družice Swift pozoroval kometu v období 7. až 9. května 2017 a odhalil variace světla související s materiálem nedávno vyvrženým do komy. Tyto pomalé změny ukázaly, že rotace komety 41P byla více než dvojnásobná – mezi 46 a 60 hodinami.

„Máme podezření, že výtrysky z aktivní oblasti na povrchu komety směřovaly vhodným směrem k vyvolání síly, která zpomalila rotaci komety 41P,“ říká Tony Farnham, vedoucí vědecký pracovník na University of Maryland. „Pokud pokračuje působení této brzdící síly i po posledních květnových pozorováních, rotace komety se mohla zpomalit až na 100 či více hodin.“

Tak nízké otáčky vedou k nestabilní rotaci komety a může vyvolat „převalování“ jádra, jehož rotační osa nebude mít pevně zafixovanou svoji orientaci. To by vyvolávalo výrazné sezónní změny v ohřevu komety. Dennis Bodewits se svými spolupracovníky poznamenává, že zpětná extrapolace napovídá na mnohem svižnější rotaci komety v minulosti; mohla být dokonce dostatečná k iniciování sesuvů nebo částečné fragmentace a odhalení čerstvého ledu. Výrazné nárůsty aktivity v letech 1973 a 2001 možná souvisely se změnami rotační periody komety 41P.

Nové výzkumy rovněž ukázaly, že jádro komety má mírně protáhlý tvar a nízkou hustotu, přičemž většina jejích výtrysků se nachází poblíž jednoho okraje. Výtrysky plynů mohou působit podobně jako raketové motory. Podle směru, kterým působí, mohou buď urychlovat nebo zpomalovat rotaci komety. V tomto případě působí tím „správným“ směrem vedoucím ke zpomalování rotace.

Neméně výrazný vztah mezi tvarem komety, její aktivitou a rotací byl již dříve pozorován sondou Rosetta Evropské kosmické agentury ESA, která byla navedena v roce 2014 na oběžnou dráhu kolem komety 67P/Churyumov-Gerasimenko. Rychlost rotace komety se zvýšila o dvě minuty po přiblížení ke Slunci a následně poklesla o 20 minut během jejího vzdalování. Astronomové se domnívají, že podobně jako u komety 41P souvisejí tyto změny s tvarem jádra komety a polohou a aktivitou jejích výtrysků.

Zdroj: http://cmns.umd.edu/news-events/features/4062 a https://scitechdaily.com/swift-mission-views-an-unprecedented-change-in-the-rotation-of-comet-41p/

autor: František Martinek