A Hubble Űrtávcső megfigyelte a váratlanul kifényesedett
Holmes-üstökös magját
Tóth Imre
MTA Konkoly Thege Miklós Csillagászati Kutatóintézete
Magyar résztvevője is van annak a kutatócsoportnak, amely a Hubble Űrtávcső kamerájával megfigyelte a rendkívül erős kitörésben lévő Holmes-üstökös magját.
A megfigyelő csoport, H. A. Weaver és C. M. Lisse (The Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, USA), P. Lamy (Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, France), I. Tóth (Konkoly Observatory, Budapest, Hungary), M. Mutchler (Space Telescope Science Institute, USA), W. Reach és J. Vaubaillon (California Institute of Technology) az Űrtávcső Tudományos Intézet PR-2007-40 sajtóközleményében tette közzé a 17P/Holmes üstökös magjának a Hubble Űrteleszkóppal történt megfigyelését.
A NASA Hubble Űrteleszkópjának (HST) rendkívül "éles szeme" földkörüli pályáról, a földi légkör zavaró hatásaitól mentes megfigyeléseket készített a váratlan és látványos szuperkitörésben lévő 17P/Holmes-üstökösről. Tekintettel az üstököskitörés rendkívüli méretére és ennek tudományos jelentőségére, a Hubble Űrteleszkóp Tudományos Intézet igazgatója rendkívüli távcsőidőt biztosított az üstökös megfigyelésére. Az első megfigyelésekre 2007. október 29-én, 31-én és november 4-én került sor, de a tervek szerint néhány héttel később még újabb megfigyelések lesznek majd ismét a HST-vel. Közben a Spitzer Infravörös Űrtávcső is megfigyelte a Holmes-üstököst, de ennek eredményeiről majd később adnak hírt. A Hubble Űrtávcsővel készített megfigyelésekben az MTA Konkoly Thege Miklós Csillagászati Kutatóintézetének kutatója, Tóth Imre is részt vesz és egyébként pedig a kutatócsoportnak több mint egy évtizedre visszatekintő tapasztalata van az üstökösmagok megfigyelésében a HST-vel, illetve az ISO és Spitzer infravörös űrteleszkópokkal.
A HST a Holmes-üstökös magjának közvetlen környezetéről, a földi teleszkópokkal hozzáférhetetlen magkörüli belső kómájáról nagy szögfelbontású részletes képeket tud készíteni. Az űrteleszkóp még ma is kiválóan működő Bolygókamerája (PC2) CCD érzékelőjének egy képeleme az üstökös távolságában a megfigyelések idején mintegy 54 km-es tartományt fogott be, amelyen belül lévő mag fénye elválasztható volt a környező nagyon aktív kóma fényétől, sőt szerencsére a kóma a látható fény számára átlátszó volt. Ilyen térbeli felbontásra a földi teleszkópok egyáltalán nem vagy csak nagyon ritka technikai és légköri feltételek mellett képesek.
A Holmes-üstökös magja környezetében a HST nem figyelt meg magtöredékeket (ellentétben a korábbi HST megfigyelésekkel) csak magát a Holmes feltehetően eredeti magját, amelynek átmérőjére a fotometriából 3,4 km adódott, amennyiben a geometriai albedóra 0.04-et (4%-ot) tételezünk fel, ami megfelel az üstökösök "sötét" magjára több üstökösre meghatározott albedónak. Ez tehát egy átlagos üstökösmag mérete és ha a szuperkitörés el is vitt kisebb-nagyobb darabokat és nagy mennyiségű port és gázt a magból, úgy látszik, hogy még mindíg maradt elég nagy tömeg benne. A mag körüli esetlegesen még ottlévő kisebb magtöredékek fényét most még elfedi a rendkívül aktív porkóma és a nagy földtávolság (1,6 CsE), így ha ezek még meg lesznek akkor is csak később figyelhetők majd meg. Mindenesetre a megmaradt nagy eredeti mag minden bizonnyal elegendő utánpótlást adhat a Holmes-üstökös jövöbeli várható, ismétlődő kitöréseinek. Tehát a Holmes-üstökös potenciálisan ismét és többször is kitörhet még, vagyis váratlanul felfényesedhet az égbolton, a jövőben is látványos kitöréseket produkálva.
Egyébként a HST-vel 1999-ben már megfigyeltük a Holmes-üstököst, de akkor nem volt a mag körül megfigyelhető porkóma. A mostani HST megfigyelések a maghoz közeli porkóma szerkezetét a földi megfigyelésekhez képest jobban felfedik: néhány nap alatt bekövetkezett időbeli változások látszanak, valamint egy kb. kelet-nyugati irányú nagyjából szimmetrikus por sűrűsödés "csokornyakkendő" vagy "lepkeszárny" alakú bipoláris nyúlványokkal.
A Holmes-üstökösről földi kistávcsővel készített kép (balra) nem mutatja meg a mag körüli kóma tartományát részletesen, erre csak a HST nagyfelbontású bolygókamerája képes (nagyított kép jobbra fent, forrás: STScI PR-2007-40 sajtóközlemény).
A Holmes-üstökös, mint a többi hozzá hasonló Jupiter családjához tartozó kis üstökös a korai Naprendszer Kuiper-övében keletkezett, valahol túl a Neptunusz pályáján. Bár a nagybolygók naptávolsága kissé változott a kialakulásuk után, de a mai végleges pályájuk rövid idő alatt kialakult. Eközben a Kuiper-öv helyzete is kissé változott, de mindenesetre az onnan származó üstökösök magja alacsony hőmérsékleten alakult ki és belsejükben nagyrészt megőrizték a korai Naprendszer őseredeti jeges-poros anyagát. A széteső, illetve a kitörésben lévő üstökösmagok megfigyelésével az üstökösmagok belsejébe pillanthatunk be, ezzel pedig azok kialakulási körülményeiről szerezhetünk alapvető fontos ismereteket.
A HST először a Jupiter árapály hatása által előzőleg darabjaira szedett majd 1994-ben a bolygóóriásba ütközött D/Shoemaker-Levy 9 magtöredék darabjait figyelte meg. A HST segítségével már tanúi voltunk egy az Oort-féle üstökösfelhőből származó üstökös magja teljes szétbomlásának is 2000-ben, amikor a C/1999 S4 (LINEAR) üstökös magtöredékeit figyelhettük meg részletesen az űrtávcsővel. Legutóbb 2006-ban pedig a Jupiter üstökös családjához tartozó 73P/Schwassmann-Wachmann 3 szétesett üstökös darabjairól készített látványos megfigyeléseket a HST és a Spitzer Infravörös Űrtávcső is. A Jupiter család és az Oort-felhő üstökös magjainak felépítésében megmutatkozó hasonlóságok és különbségek a keletkezési folyamatokban, illetve a keletkezésük óta eltelt idő alatt végbement folyamatok hasonlóságairól és különbségeikről adnak információt. Különösen a belsejükből eredő "friss", őseredeti anyag megfigyelése által kaphatunk ilyen ismereteket, elsősorban pedig az ilyen megfigyeléseket lehetővé tevő űrteleszkópok segítségével.
Egyébként a napokban a Holmes-üstökös kómájának átmérője a Nap átmérőjét is meghaladta, így tehát már bőven 1 millió kilométernél is nagyobb kiterjedésű az óriásra nőtt üstökös kóma. Nem lenne meglepő az ekkora méret egy egyébként fényes, az Oort-felhőből eredő nagy üstökösnél, de az egyébként kis ekliptikai Holmes-üstökösnél ez mindenképp rendkívüli. A napokban a Perzeusz csillagkép legfényesebb csillaga, a Perzeusz alfája közelében halad el a kiterjedt kómájú Holmes-üstökös, és a távoli csillag fényét kissé el is halványítja az üstökös porkómája.
Bal oldal: a Holmes-üstökös a Canada-France-Hawaii 3.6 méteres távcső felvételén (Mauna Kea Obszervatórium, Hawaii-szigetek). Jól látszik az 1,4 millió kilométer átmérőjű kóma. A kis fehér „csillag“ a kóma közepe táján maga a porba beágyazott üstökösmag. Jobb oldal: A Nap valamint a Szaturnusz képe azonos skálán, összehasonlításképpen. A kép eredete: Rachel Stevenson, David Jewitt (http://www.ifa.hawaii.edu/faculty/jewitt/holmes.html)
Kapcsolódó linkek:
Az Űrtávcső Tudományos Intézete sajtóközleménye (STScI PR-2007-40, 2007. november 15. 09:00 EST)
http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2007/40/
73P/Schwassmann-Wachmann 3 üstökös megfigyelése a HST-vel
(STScI PR-2006-18, 2006. április 27.)
http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2006/18/image/a/
73P/Schwassmann-Wachmann 3 Spitzer Infravörös Űrtávcső megfigyelések (SST PR 2007. május 10., JPL, CalTech)
http://www.spitzer.caltech.edu/Media/releases/ssc2006-13/release.shtml
C/1999 S4 (LINEAR) HST megfigyelése (STScI PR-2000-27)
http://hubblesite.org/newscenter/newsdesk/archive/releases/2000/27/
D/Shoemaker-Levy 9 "gyöngysora" HST megfigyelés
(STScI, 1994. szeptember 29.)
http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/solar%20system/1994/1994/43/image/a/
Képek a Holmes-üstökösről (hazai felvételek)
http://hirek.csillagaszat.hu/aktualis_egi_esemenyek/20071026_holmes_kepek.html
Elhagyta csóváját a kitörésben lévő üstökös
http://hirek.csillagaszat.hu/ustokosok/20071111-holmes-csova-leszakadt.html
Már a Jupiternél is nagyobb a Holmes-üstökös kómája
http://hirek.csillagaszat.hu/ustokosok/20071030-holmes-ustokos-komaja-nagyobb-a-jupiternel.html
Drámai üstököskitörés - puszta szemmel látható a Holmes-üstökös
http://hirek.csillagaszat.hu/ustokosok/20071025-holmes-ustokos-kitorese.html
További információ: Dr. Tóth Imre (tothi@konkoly.hu)