Kometa Hyakutake

C/1996 B2 (Hyakutake)
Komet Hyakutake von Franz Haar (1).jpg
Kometa Hyakutake w 1996
Discovery
Odkryty przez Yuji Hyakutake
Data odkrycia 31 stycznia 1996 r
Oznaczenia
Wymowa Wymowa japońska: [çakɯ̥take]
Wielka kometa z 1996 roku
Charakterystyka orbity
Epoka 2450400.5
Aphelium
~1320 AU (przychodzące) ~3500 AU (wychodzące)
Peryhelium 0,2301987 j.a
1700 AU (wychodzące)
Ekscentryczność 0,9998946

~ 17 000 lat (przychodzący) ~ 72 000 (wychodzący)
Nachylenie 124,92246°
188,05766°
130,17218°
Charakterystyka fizyczna
Wymiary 4,2 km (2,6 mil)
6 godzin

Kometa Hyakutake ( formalnie oznaczona jako C/1996 B2 (Hyakutake) ) to kometa odkryta 31 stycznia 1996 roku. Została nazwana Wielką Kometą 1996 roku ; jej przejście na odległość 0,1 AU (15 Gm) od Ziemi w dniu 25 marca było jednym z najbliższych podejść kometarnych w ciągu ostatnich 200 lat. Osiągając pozorną jasność wizualną równą zero i obejmującą prawie 80°, Hyakutake wydawał się bardzo jasny na nocnym niebie i był szeroko widziany na całym świecie. Kometa tymczasowo przesłoniła długo oczekiwaną kometę Hale-Boppa , która zbliżała się w tym czasie do wnętrza Układu Słonecznego .

Hyakutake to kometa długookresowa , która przeszła peryhelium 1 maja 1996 r. Przed ostatnim przejściem przez Układ Słoneczny jej okres orbitalny wynosił około 17 000 lat, ale perturbacje grawitacyjne planet olbrzymów wydłużyły ten okres do 70 000 lat. Jest to pierwsza kometa, której promieniowania rentgenowskiego , co najprawdopodobniej jest wynikiem interakcji zjonizowanych cząstek wiatru słonecznego z neutralnymi atomami w śpiączce komety. Sonda Ulysses , przypadkowo przecięła warkocz komety w odległości ponad 500 milionów km (3,3 AU; 310 milionów mil) od jądra pokazując , że Hyakutake miał najdłuższy znany ogon komety.

Odkrycie

Kometa została odkryta 30 stycznia 1996 roku przez Yuji Hyakutake , astronoma -amatora z południowej Japonii. Od lat szukał komet i przeniósł się do prefektury Kagoshima częściowo ze względu na ciemne niebo w pobliskich obszarach wiejskich. Używał potężnej lornetki z obiektywami 150 mm (6 cali), aby skanować niebo w noc odkrycia.

Ta kometa była w rzeczywistości drugą kometą Hyakutake; Hyakutake odkrył kometę C/1995 Y1 kilka tygodni wcześniej. Podczas ponownej obserwacji swojej pierwszej komety (która nigdy nie była widoczna gołym okiem ) i otaczającego ją skrawka nieba, Hyakutake był zaskoczony, widząc kolejną kometę w prawie tej samej pozycji co pierwsza. Nie wierząc w drugie odkrycie tak szybko po pierwszym, Hyakutake zgłosił swoje obserwacje do Narodowego Obserwatorium Astronomicznego Japonii następnego ranka. Później tego samego dnia odkrycie zostało potwierdzone przez niezależne obserwacje.

W momencie odkrycia kometa świeciła z jasnością 11,0 magnitudo i miała śpiączkę o średnicy około 2,5 minuty kątowej . Było to około 2 jednostek astronomicznych (AU) od Słońca . Później na zdjęciu wykonanym 1 stycznia, kiedy kometa znajdowała się około 2,4 AU od Słońca i miała jasność 13,3 mag, znaleziono zdjęcie komety przed odkryciem .

Orbita

Trajektoria komety Hyakutake przez wewnętrzny układ słoneczny, z dużym nachyleniem, przeszła najbliżej Ziemi pod koniec marca 1996 r., mijając biegun północny Ziemi. Było to w peryhelium 1 maja.

orbity komety , naukowcy zdali sobie sprawę, że 25 marca minie ona zaledwie 0,1 jednostki astronomicznej od Ziemi. Tylko cztery komety w poprzednim stuleciu przeleciały bliżej. Kometa Hale-Bopp była już omawiana jako możliwa „ wielka kometa ”; społeczność astronomiczna w końcu zdała sobie sprawę, że Hyakutake może również stać się spektakularny ze względu na bliskie podejście.

Co więcej, orbita komety Hyakutake oznaczała, że ​​ostatnio znajdowała się ona w wewnętrznym Układzie Słonecznym około 17 000 lat wcześniej. Ponieważ prawdopodobnie kilka razy zbliżyła się do Słońca, podejście w 1996 roku nie byłoby dziewiczym przybyciem z Obłoku Oorta , miejsca, z którego pochodzą komety o okresach orbitalnych wynoszących miliony lat. Komety wchodzące po raz pierwszy do wnętrza Układu Słonecznego mogą szybko rozjaśniać się przed blaknięciem, gdy zbliżają się do Słońca, ponieważ warstwa bardzo lotnej materii odparowuje. Tak było w przypadku komety Kohoutek w 1973 roku; początkowo był reklamowany jako potencjalnie spektakularny, ale wydawał się tylko umiarkowanie jasny. Starsze komety wykazują bardziej spójny wzór pojaśnienia. Zatem wszystko wskazywało na to, że kometa Hyakutake będzie jasna.

Oprócz zbliżenia się do Ziemi, kometa byłaby również widoczna przez całą noc dla obserwatorów z półkuli północnej podczas największego zbliżenia ze względu na swoją ścieżkę, przechodzącą bardzo blisko gwiazdy polarnej . Byłoby to niezwykłe zjawisko, ponieważ większość komet znajduje się blisko Słońca na niebie, gdy komety są najjaśniejsze, co prowadzi do tego, że komety pojawiają się na niebie, które nie jest całkowicie ciemne.

Przejście ziemi

Ścieżka komety Hyakutake na niebie

Hyakutake stał się widoczny gołym okiem na początku marca 1996 roku. Do połowy marca kometa nadal nie wyróżniała się niczym szczególnym, świecąc z jasnością 4mag i ogonem o długości około 5 stopni . Gdy zbliżał się do najbliższego zbliżenia do Ziemi, szybko stał się jaśniejszy, a jego ogon wydłużył się. Do 24 marca kometa była jednym z najjaśniejszych obiektów na nocnym niebie, a jej warkocz rozciągnął się o 35 stopni. Kometa miała wyraźnie niebieskawo-zielony kolor.

Kometa wieczorem największego zbliżenia do Ziemi 25 marca 1996 r

Najbliższe podejście miało miejsce 25 marca w odległości 0,1 AU (15 mln km ; 39 LD ). Hyakutake poruszał się tak szybko po nocnym niebie, że jego ruch można było wykryć na tle gwiazd w zaledwie kilka minut; pokrywała średnicę księżyca w pełni (pół stopnia) co 30 minut. Obserwatorzy oszacowali jego wielkość na około 0, a długość ogona do 80 stopni. Jego koma, obecnie bliska zenitowi dla obserwatorów na środkowych północnych szerokościach geograficznych , miała średnicę około 1,5 do 2 stopni, mniej więcej czterokrotność średnicy Księżyca w pełni. Głowa komety wydawała się wyraźnie niebiesko-zielona, ​​prawdopodobnie z powodu emisji dwuatomowego węgla (C 2 ) w połączeniu ze światłem słonecznym odbitym od ziaren pyłu.

Ponieważ Hyakutake był najjaśniejszy tylko przez kilka dni, nie miał czasu, aby przeniknąć publiczną wyobraźnię w taki sposób, jak kometa Hale-Bopp zrobiła to w następnym roku. W szczególności wielu europejskich obserwatorów nie widziało komety w jej szczycie z powodu niesprzyjających warunków pogodowych.

Peryhelium i później

Po zbliżeniu się do Ziemi kometa wyblakła do około 2 magnitudo. Osiągnął peryhelium 1 maja 1996 r., Ponownie pojaśniając i ukazując warkocz pyłowy oprócz warkocza gazowego widzianego, gdy mijał Ziemię. W tym czasie jednak znajdował się blisko Słońca i nie był tak łatwo widoczny. Przejście przez peryhelium zaobserwował satelita obserwujący Słońce SOHO , który również zarejestrował duży koronalny wyrzut masy powstający w tym samym czasie. Odległość komety od Słońca w peryhelium wynosiła 0,23 AU, czyli dobrze wewnątrz orbity Merkurego .

Po przejściu przez peryhelium Hyakutake szybko zbladł i pod koniec maja zniknął z pola widzenia gołym okiem. Jego ścieżka orbitalna przeniosła go szybko na południowe niebo, ale po peryhelium stał się znacznie mniej monitorowany. Ostatnia znana obserwacja komety miała miejsce 2 listopada.

Hyakutake przeszedł przez wewnętrzny Układ Słoneczny około 17 000 lat temu; interakcje grawitacyjne z gazowymi olbrzymami podczas ich przejścia w 1996 r. znacznie rozciągnęły jej orbitę, a dopasowanie barycentryczne do orbity komety przewiduje, że nie powróci ponownie do wewnętrznego Układu Słonecznego przez około 70 000 lat.

Wyniki naukowe

Statek kosmiczny przechodzi przez ogon


          Animacja trajektorii Ulissesa od 6 października 1990 do 29 czerwca 2009    Ulisses ·    Ziemia · Jowisz ·    C/2006 P1 ·   C/1996 B2    ·   C/1999 T1

Sonda Ulysses Ulissesa nieoczekiwanie przeleciała przez warkocz komety 1 maja 1996 r. Dowody na to spotkanie zauważono dopiero w 1998 r. Astronomowie analizujący stare dane stwierdzili, że instrumenty wykryły duży spadek liczby przechodzących protonów , ponieważ jak również zmiana kierunku i siły lokalnego pola magnetycznego . Sugerowało to, że statek kosmiczny przekroczył „ślad” obiektu, najprawdopodobniej komety; obiekt odpowiedzialny nie został natychmiast zidentyfikowany.

W 2000 roku dwa zespoły niezależnie analizowały to samo wydarzenie. Zespół magnetometrów zdał sobie sprawę, że zmiany kierunku pola magnetycznego, o których mowa powyżej, zgadzały się z wzorem „drapowania” oczekiwanym w jonach komety lub warkoczu plazmy. Zespół magnetometru szukał prawdopodobnych podejrzanych. , że Hyakutake, oddalony o 500 milionów km (3,3 AU), przeciął płaszczyznę orbity Ulissesa 23 kwietnia 1996 roku. Wiatr słoneczny miał prędkość w czasie około 750 km/s (470 mil/s), przy której to prędkości zajęłoby osiem dni, zanim ogon dotarłby do miejsca, w którym statek kosmiczny znajdował się na 3,73 AU, około 45 stopni od płaszczyzny ekliptyki . Orientacja warkocza jonowego wywnioskowana z pomiarów pola magnetycznego zgadzała się ze źródłem leżącym w płaszczyźnie orbity komety Hyakutake.

Drugi zespół, pracując na danych ze spektrometru składu jonów statku kosmicznego, odkrył w tym samym czasie nagły duży skok w wykrytych poziomach zjonizowanych cząstek. Względna obfitość wykrytych pierwiastków chemicznych wskazywała, że ​​obiektem odpowiedzialnym była zdecydowanie kometa.

Na podstawie spotkania z Ulissesem wiadomo, że ogon komety miał długość co najmniej 570 milionów km (360 milionów mil; 3,8 AU). To prawie dwa razy więcej niż poprzedni najdłużej znany warkocz komety, ogon Wielkiej Komety z 1843 roku , który miał długość 2 jednostek astronomicznych. Rekord ten został pobity w 2002 roku przez kometę 153P/Ikeya-Zhang , która miała ogon o długości co najmniej 7,46 AU .

Kompozycja

Obserwatorzy naziemni znaleźli etan i metan w komecie, po raz pierwszy którykolwiek z tych gazów został wykryty w komecie. Analiza chemiczna wykazała, że ​​obfitość etanu i metanu była mniej więcej równa, co może sugerować, że jego lód powstał w przestrzeni międzygwiezdnej, z dala od Słońca, co spowodowałoby odparowanie tych lotnych cząsteczek. Lody Hyakutake musiały powstawać w temperaturze 20 K lub niższej, co wskazuje, że prawdopodobnie uformował się w gęstszym niż przeciętny obłoku międzygwiazdowym.

Ilość deuteru w lodzie wodnym komety została określona na podstawie obserwacji spektroskopowych . Stwierdzono, że stosunek deuteru do wodoru (znany jako stosunek D/H) wynosił około 3 × 10-4 , co dla porównania w oceanach Ziemi wynosi około 1,5 × 10-4 . Zaproponowano, że zderzenia komet z Ziemią mogły dostarczać dużą część wody w oceanach, ale wysoki stosunek D – H mierzony w Hyakutake i innych kometach, takich jak Hale – Bopp i kometa Halleya, spowodował problemy dla tej teorii .

Emisja promieniowania rentgenowskiego

rentgenowskiego z Hyakutake widziana przez satelitę ROSAT

Jedną z największych niespodzianek związanych z przejściem Hyakutake przez wewnętrzny Układ Słoneczny było odkrycie, że emituje on promieniowanie rentgenowskie , a obserwacje wykonane za pomocą satelity ROSAT ujawniły bardzo silną emisję promieniowania rentgenowskiego. Po raz pierwszy widziano kometę, która to zrobiła, ale astronomowie wkrótce odkryli, że prawie każda kometa, na którą patrzyli, emitowała promieniowanie rentgenowskie. Emisja z Hyakutake była najjaśniejsza w kształcie półksiężyca otaczającego jądro z końcami półksiężyca skierowanymi w stronę przeciwną do Słońca.

Uważa się, że przyczyną emisji promieniowania rentgenowskiego jest połączenie dwóch mechanizmów. Interakcje między energetycznymi cząstkami wiatru słonecznego a materiałem kometarnym odparowującym z jądra prawdopodobnie znacząco przyczynią się do tego efektu. Odbicie słonecznego promieniowania rentgenowskiego jest widoczne w innych obiektach Układu Słonecznego, takich jak Księżyc , ale proste obliczenia zakładające nawet najwyższy możliwy współczynnik odbicia promieniowania rentgenowskiego na cząsteczkę lub ziarno pyłu nie są w stanie wyjaśnić większości obserwowanego strumienia z Hyakutake, ponieważ atmosfera komety jest bardzo rzadka i rozproszona. Obserwacje komety C/1999 S4 (LINEAR) za pomocą satelity Chandra w 2000 r. wykazały, że promieniowanie rentgenowskie obserwowane z tej komety było wytwarzane głównie w wyniku zderzeń z wymianą ładunku między wysoko naładowanymi pomniejszymi jonami węgla , tlenu i azotu w wietrze słonecznym i neutralną wodą , tlen i wodór w śpiączce komety.

Wielkość i aktywność jądra

Kometa Hyakutake uchwycona przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a 4 kwietnia 1996 r. Z filtrem podczerwieni
Obszar wokół jądra komety Hyakutake widziany przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a . Widać, że niektóre fragmenty się odłamują.

Wyniki radarowe z Obserwatorium Arecibo wykazały, że jądro komety miało około 4,8 km (3 mil) średnicy i było otoczone lawiną cząstek wielkości kamyków wyrzucanych z prędkością kilku metrów na sekundę. Ten pomiar wielkości dobrze korespondował z pośrednimi szacunkami wykorzystującymi w podczerwieni i obserwacje radiowe.

Niewielki rozmiar jądra ( kometa Halleya ma około 15 km (9,3 mil) średnicy, podczas gdy kometa Hale'a-Boppa miała około 60 km (37 mil) średnicy) sugeruje, że Hyakutake musiał być bardzo aktywny, aby stać się tak jasnym jak to zrobił. Większość komet ulega odgazowaniu z niewielkiej części ich powierzchni, ale większość lub cała powierzchnia Hyakutake wydawała się być aktywna. Tempo produkcji pyłu oszacowano na około 2 × 10 3 kg/s na początku marca, wzrastając do 3 × 10 4 kg/s, gdy kometa zbliżała się do peryhelium. W tym samym okresie prędkości wyrzucania pyłu wzrosły z 50 m/s do 500 m/s.

Obserwacje materii wyrzucanej z jądra pozwoliły astronomom ustalić okres jej rotacji. Gdy kometa mijała Ziemię, co 6,23 godziny obserwowano wyrzucanie dużego obłoku lub kropli materii w kierunku Słońca. Drugi mniejszy wyrzut z tym samym okresem potwierdził to jako okres rotacji jądra.

Zobacz też

Notatki

  1. ^ Rozwiązanie wykorzystujące Barycenter Układu Słonecznego . W przypadku obiektów o tak dużej ekscentryczności współrzędne barycentryczne Słońca są bardziej stabilne niż współrzędne heliocentryczne.

Dalsza lektura

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Comet_Hyakutake&oldid=1140965681 ”