Mezihvězdná kometa 2I/Borisov má neobvyklé složení

Komety tráví většinu svého života ve velkých vzdálenostech od mateřských hvězd; během tohoto času zůstává složení jejich nitra relativně nezměněno. Pozorování komet mohou poskytnout přímý pohled na chemické složení, které získaly v průběhu svého zrodu v období formování planet. Na základě pozorování pomocí radioteleskopu ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) a Hubbleova vesmírného teleskopu HST dva týmy astronomů zjistily, že plyny unikající z komety 2I/Borisov, první pozoruhodně aktivní mezihvězdné komety objevené ve Sluneční soustavě, obsahuje nezvykle vysoké množství oxidu uhelnatého.

To naznačuje, že kometa 2I/Borisov se mohla zformovat v okolí červeného trpaslíka, ačkoliv i jiné druhy hvězd přicházejí v úvahu; jinou možností je, že mezihvězdná kometa může být ve skutečnosti úlomek trpasličí exoplanety bohatý na oxid uhelnatý.

Kometu 2I/Borisov objevil 30. srpna 2019 Gennadij Borisov, astronom Krymské astrofyzikální observatoře v Nauchnij na Ukrajině. Později se ukázalo, že kometa obíhá po hyperbolické dráze, a tudíž má mezihvězdný původ, pravděpodobně ve směru ze souhvězdí Kasiopeia.

Tato kometa je druhým mezihvězdným objektem objeveným ve Sluneční soustavě a ukázalo se, že kometě podobná aktivita od doby, co byla objevena, ukazuje na sublimaci ledů. Její jasnost a poloha na obloze umožnila její pozorování po dobu několika měsíců.

Tato situace je velmi odlišná od prvně objeveného mezihvězdného objektu s označením ‘Oumuamua, který byl mnohem slabší a pro většinu observatoří byl pozorovatelný pouze po dobu několika týdnů. Navíc se ukázalo, že u něj nebyly detekovatelné žádné uvolněné plyny a prach.

Odplynování jádra 2I/Borisov dělá z komety těleso vhodné pro studium chemického složení těkavých látek původně uložených v kometárním jádru. „S mezihvězdnou kometou prolétající naší Sluneční soustavou jsme obdrželi vzorek planet obíhajících kolem jiné hvězdy než Slunce,“ říká John Noonan, vědecký pracovník Lunar and Planetary Laboratory na University of Arizona.

John Noonan se svými spolupracovníky použil Hubbleův teleskop k pozorování komety 2I/Borisov v období od 11. prosince 2019 do 3. ledna 2020. Nezávisle na tom vědecký tým, který vedl Martin Cordiner z NASA’s Goddard Space Flight Center studoval kometu ve dnech 15. a 16.prosince 2019 pomocí radioteleskopu ALMA. Výsledky pozorování ukázaly, že koncentrace oxidu uhelnatého u komety 2I/Borisov je 9× až 26× vyšší, než je jeho průměrné zastoupení u komet Sluneční soustavy.

„Velké zásoby oxidu uhelnatého u komety 2I/Borisov naznačují, že pochází z regionu formování planet, který měl velmi odlišné chemické vlastnosti než protoplanetární disk, z kterého se zformovala tělesa Sluneční soustavy,“ říká Dennis Bodewits, astrofyzik na Auburn University, který vedl výzkumný tým pozorovatelů komety pomocí HST.

Led oxidu uhelnatého je velmi těkavý. Nepotřebuje mnoho slunečního záření k zahřátí a k jeho přeměně na plyn, který pak uniká z kometárního jádra. Tato aktivita oxidu uhelnatého se vyskytovala velmi daleko od Slunce, zhruba 17,7 miliardy kilometrů, což je více než dvojnásobek vzdálenosti Pluta. Naproti tomu voda zůstává v podobě ledu až do asi 320 miliónů kilometrů od Slunce, což je přibližně vzdálenost vnitřního okraje pásu asteroidů.

Nicméně měření komety 2I/Borisov pomocí HST ukazují, že nějaký led oxidu uhelnatého byl uzavřen uvnitř kometárního jádra, odhalený teprve když sluneční teplo odstranilo vrstvy vodního ledu.

„Množství oxidu uhelnatého neklesalo podle očekávání tak, jak se kometa vzdalovala od Slunce. To znamená, že jsme viděli původní vrstvy komety, které skutečně odrážely, z čeho je toto těleso složeno,“ říká Dennis Bodewits.

Vysoký poměr oxidu uhelnatého vůči vodě naznačuje, že kometa 2I/Borisov k nám přilétla z velmi studené oblasti – studené jako oblast nazvaná Kuiperův pás, kde je trpasličí planeta Pluto v obdobném vztahu k našemu Slunci.

Tým vědců předpokládá, že kometa 2I/Borisov může mít původ u některé z nejpočetnějšího typu hvězd v Mléčné dráze: u červeného trpaslíka. „Takové hvězdy mají právě tak nízké teploty a svítivosti, že u nich mohou vznikat komety s takovým chemickým složením, jaké bylo objeveno u objektu 2I/Borisov,“ říká John Noonan.

Podle astronomů provádějících pozorování pomocí radioteleskopu ALMA může být kometa 2I/Borisov fragmentem trpasličí exoplanety, která obsahovala velké množství oxidu uhelnatého v podpovrchové oblasti, bez ohledu na typ hvězdy, odkud pochází. Jestliže dojde ke kolizi objektu s jiným tělesem, fragment bohatý na oxid uhelnatý může být nasměrován na cestu do kosmického prostoru.

Avšak 2I/Borisov se mohla zkrátka zformovat jako kometa s vysokým obsahem oxidu uhelnatého. Eventuálně mohla mít nezvykle silnou vnější vrstvu, která izolovala zmrzlé plyny jako kyanovodík a vodní páru. Jak se více těkavý oxid uhelnatý odpařoval či odplynoval, mohl se zdát mnohem hojnější než ostatní kometární plyny.

Neobvyklé vlastnosti komety 2I/Borisov mohou také naznačovat širší rozmanitost oxidu uhelnatého v kometách ve Sluneční soustavě, než  jsme si doposud mysleli.

Výsledky výzkumu byly publikovány ve dvou článcích v časopise Nature Astronomy.

Další data poskytla ultrafialová družice NASA s názvem Neil Gehrels Swift Observatory. Sledovala uvolňování vody z jádra komety 2I/Borisov. V maximu aktivity kometa uvolňovala 30 litrů vody za sekundu. Předpokládá se, že během průletu Sluneční soustavou kometa uvolní do okolního prostoru celkem zhruba 230 miliónů litrů vody.

Zdroj: http://www.sci-news.com/astronomy/interstellar-comet-2i-borisov-unusual-chemical-composition-08345.html a https://phys.org/news/2020-04-swift-mission-tallied-interstellar-comet.html

autor: František Martinek