Bolygós rövidhírek: óriási üstökös érkezett az Oort-felhőből

Szerző: Tóth Imre

A Naprendszer peremvidékéről érkezett nagy méretű üstököst fedeztek fel közel a Neptunusz pályájához közel, mintegy 30 CSE-re a Naptól, amely jelenleg már a naptól 20 CSE-re az Uránusz távolságában jár. A C/2014 UN271 (Bernardinelli-Bernstein) üstökös a Naptól mintegy 10 CSE-re húzódó Szaturnusz pályája felé közeledik és tíz év múlva lesz ott napközelben.

A kis égitestről először 2014. október 20-án készített CCD felvételt a Sötét Energia kutatására irányuló égboltfelmérő program (Dark Energy Survey, DES) Victor M. Blanco elnevezésű 4 méteres teleszkópja Chilében, majd a következő négy évben számos további alkalommal is észlelte. Egyébként Victor Manuel Blanco (1918-2011) puerto-ricoi csillagász, aki extragalaxisok kutatásával foglalkozott és tiszteletére, emlékére nevezték el a CTIO 4 méteres távcsövét.

Mostanáig nem tudtunk a Naprendszernek erről az égitestjéről, mivel a kutatóknak a program 570 megapixeles CCD kamerájának mintegy 80 ezer felvételét kellett feldolgozni, ami becslésük szerint 15-20 millió óra CPU kapacitást igényelt. Pedro Bernardinelli brazil és Gary Bernstein amerikai asztrofizikusok a Pennsylvaniai Egyetemen ezért bukkantak rá csak idén, ezért kellett várni közel hét évet a felfedezés bejelentésére. Ez idő alatt a közeledő égitest a Neptunusz pályájának távolságából az Uránuszig jutott, de a 30 CSE távolság körül felfedezett üstökös sosem volt távolsági rekord a csillagászatban. Az első felvételeken az objektum látszó fényessége mintegy 22 magnitúdó volt és a Sculptor csillagképben mozgott. Akkor is és most is a déli félteke megfigyelői számára kedvező a láthatósága. A kis égitest ideiglenes elnevezése a kisbolygókra jellemző 2014 UN271 lett, mert a 2014-ben készült felvételen a nagy távolság miatt kisbolygónak látszott, még a 4 méteres távcső sem tudott porkómát kimutatni körülette, vagy annak mérete még a felbontás határa alatt volt.

A C/2014 UN271 (Bernardinelli-Bernsteion) üstökös felfedezése után három évvel készített felvétel a CTIO 4 méteres távcsövével készült 2017. októberben. A mintegy 21-22 magnitúdó közötti összfényességű halvány kis égitest a kör közepén látható a déli égbolton levő Phoenix (Főnix) csillagkép csillagai között (forrás: Dark Energy Survey/DOE/FNAL/DECam/CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/P. Bernardinelli & G. Bernstein (UPenn)/DESI Legacy Imaging Surveys, T.A. Rector (University of Alaska Anchorage/NSF’s NOIRLab), M. Zamani (NSF’s NOIRLab) & J. Miller (NSF’s NOIRLab).

A NASA JPL pályaadatai szerint a C/2014 UN271 üstökös nagyon elnyújtott ellipszis pályán kering a nap körül, amelynek excentricitása 0,9996464 ± 0,000070, a pályája félnagytengelye 31 ezer CSE, kb. 6000 CSE bizonytalansággal. Napközelben 10,95 CSE-re halad el központi csillagunktól, ami a Szaturnusz pályájának közepes naptávolsága. Ez a második legnagyobb perihélium-távolság, amit egy Oort-felhőből érkező üstökösnél valaha megállapítottunk.

Napközelségét csak tíz év múlva, 2031. január 23-án éri el. Naptávolban kb. 62 ezer CSE-nél, azaz durván 0,97 fényév (!) távolságban fordul vissza, az Oort-féle üstökösfelhő legkülső peremvidékén. Az Oort-felhő külső határa mintegy 1,5 fényév távolságban van a Naptól, ami a Nap tömegvonzási tartományának határa. Az Oort-felhő peremvidékén a kis égitestek mozgására már erős gravitációs zavaró hatással vannak a közeli csillagok, nagy tömegű csillagközi gáz- és porfelhők, valamint a Tejútrendszer árapály-hatása, így a C/2014 UN271 üstökös is ki volt és ki lesz majd téve ezeknek a hatásoknak. Az alábbi ábra az Oort-felhő keresztmetszetét mutatja egy onnan a Naprendszer belső téréségébe térült üstökös elnyújtott ellipszis pályájával, aminek napközelpontja a nagybolygók naptávolságában (pl. a Szaturnusz pályájánál) van, mint például a C/2014 UN271 üstökös esetében. Ez üstökös a napközelsége után visszafordul majd és visszatér az Oort-felhő peremvidéke felé (más üstökösök például elhagyhatják a Naprendszert vagy túl közel kerülhetnek a Naphoz, ahol a magjuk szétesik, illetve elszublimál).

Az Oort-féle üstökösfelhő keresztmetszete egy onnan érkező ás oda visszatérő, hosszú keringési idejű, dinamikailag új üstökös elnyújtott pályájával. A Naptól mintegy 30-50 CSE között húzódik az Edgewort-Kuiper-öv, a rövid keringési idejű üstökösök forrásvidéke. A naptávolságokat és az Oort-felhő alakját logaritmikus távolság ábrázolás érzékelteti (forrás: Sky and Telescope online, 2021.06.25., NAO).

A C/2014 UN271 ellipszis pályáján mintegy 5,45 (± 1,63) millió év alatt kerüli meg a Napot. Az üstökös pályasíkja csaknem merőleges a földpálya (ekliptika) síkjára, a pályahajlás szöge mintegy 95,6 fok. Ez úgy lehetséges, hogy a pályaszámítók 90 fok feletti szöggel jelölik, ha az égitest retrográd, azaz a Föld keringési irányával ellentétes irányban járja körül a Napot. Már amennyire ezt a közel merőleges pálya esetében értelmezhetjük. Az üstökös már a Naptól távolodóban 2033. augusztusában fogja délről-észak felé metszeni a földpálya síkját.

A C/2014 UN271 (Bernardinelli-Bernstein) üstökös pályája napközeli szakasza. A pályasíkja csaknem merőleges a földpálya síkjára, az ettől való távolságot vetítővonal szakaszok érzékeltetik. A nagybolygók pályái a Neptunuszig jelölve vannak. (NASA/JPL).

A felfedezés június közepi bejelentése után azonnal számos déli teleszkópot irányítottak az új, különleges égitest irányába, hiszen azt három éve nem látta senki. Rosita Kokotanekova (Európai Déli Obszervatórium, ESO) és Tim Lister, valamint kutatótársaik (Las Cumbres Observatory, Kalifornia) és Luca Buzzi (SkyGems Remote Telescope, Namíbia) olasz amatőrcsillagász megfigyelései szerint is a friss felvételeken kómát mutat, vagyis a 2014 UN271 egy aktív üstökös. Ennek alapján gyorsan át is keresztelték, üstökös elnevezést kapott: C/2014 UN271 (Bernardinelli-Bernstein).

Felmerül a kérdés, hogyan képződhet gáz- és porkóma egy Naptól ennyire távoli üstökösnél? Az üstökösök vízjég kigázosodásának megindítására nagy naptávolságban nem elegendő a Nap, hanem a vízjégen kívül már alacsony hőmérsékleten kigázosodása képes szuperillékony szén-monoxid és szén-dioxid okozhatja a kóma kialakulását.

A kezdetben kisbolygónak látszó 2014 UN271 átmérőjére az első közelítő becslések mintegy 100-370 km-t adtak. Miután kiderült, hogy a kis égitestnek kómája van, tehát üstökösről van szó és a sajtóban erre alapozva jelentek meg a “szenzációs” hírek a “gigantikus”, “hatalmas”, „mega” üstökösről. Azonban a kutatók ekkor már hozzátették, hogy a kóma fényének járuléka miatt az üstökösmag kisebb lehet. Amennyiben a magja legfeljebb néhányszor tíz km, ez akkor már a nagyobb ismert üstökösök sorába helyezi a C/2014 UN271-et. A C/2014 UN271 üstökös magjának pontos méretének, közelítő alakjának, tengely körüli forgási idejének és egyéb fizikai tulajdonságainak, összetételének meghatározásához további megfigyelések szükségesek. E sorok írója a HST-vel végzett üstökösmegfigyelési tapasztalatai alapján megjegyzi, hogy az aktív, kómás üstökös magja fényének detektálása nem is olyan egyszerű feladat még a kis aktivitású, rövid keringési idejű (ekliptikai) üstökösöknél sem.

Így nézhet ki egy üstökösmag a Naptól távol a művészi elképzelés szerint. A felszínén a jeges-poros anyag lehetővé teszi, hogy kóma, esetleg csóva alakuljon ki (ESA, G. Bacon).

Emlékeztetőül, az 1997 tavaszán tőlünk szabad szemmel is látványos Hale-Bopp (C/1995 O1) üstökös magjának átmérője mintegy 60-80 km lehetett, ami a modern műszerek korában eddig megfigyelt legnagyobb üstökösmag méretnek felel meg (nagyobb méretű és kigázosodást is mutató kentauroknak és Neptunuszon túli objektumoknak már kötött légköre van, ami nem kóma, ezért nem üstökösök). A C/2014 UN271 sajnos nem lesz olyan látvány a napközelségekor 2031-ben, mint volt a Hale-Bopp 1997-ben.

Fontos kihangsúlyozni, hogy a C/2013 UN271 üstökös nem jelent veszélyt bolygónkra, hiszen csak a Szaturnusz pályájáig jut be, majd napközelsége után visszafordul és az üstökösfelhő peremvidékei felé folytatja útját távolodva a Naptól és bolygónktól is. Egyébként még akkor sem jelentene veszélyt, ha a belső Naprendszerbe kerülne, mert a bolygóközi tér nagyon nagy, és a mintegy 12 472 km közepes átmérőjű Földet bolygónk relatíve kicsi keresztmetszete miatt elenyészően kis eséllyel tudná eltalálni.


Források:

Discovery image of Comet Bernardinelli-Bernstein (annotated) (NOIRLab Public Image 2021.06.25.)
https://noirlab.edu/public/images/noirlab2119b/
Giant Oort Cloud Comet Lights Up in the Outer Solar System (Sky and Telescope online, 2021.06.25.)
https://skyandtelescope.org/astronomy-news/giant-oort-cloud-comet-lights-up-in-the-outer-solar-system/
Don’t panic! But a gigantic comet is currently inbound toward the Sun (Bad Astronomy, 2021.06.22.)
https://www.syfy.com/syfywire/gigantic-comet-is-currently-inbound-toward-the-sun

MPEC 2021-M53: 2014 UN271 (IAU/MPC, 2021.06.19,)
https://minorplanetcenter.net/mpec/K21/K21M53.html