STRÁNKY PROVOZUJE OBSERVATOŘ KLEŤ

Příběh podivínského páru komet

Miloš Tichý - 17. 11. 2003 | přístupy: 27851 | vytisknout článek

Na štěpení a rozpad komet jsme si v posledních letech už zvykli. Někdy však i to štěpení skrývá určitá překvapení.

Náš příběh začíná 8. ledna 2002, kdy projekt LINEAR objevil další dva z mnoha asteroidálních objektů na svém účtu. Samo o sobě by toto nebylo nic neobvyklého, kdyby tělesa nebyla od sebe vzdálena méně než jeden stupeň a neměla velice podobný pohyb a kdyby následující pozorování neukázala, že jde o komety se souběžnými chvosty. Při výpočtu drah navíc vyšlo najevo, že obě tělesa se nedlouho před svým objevem přiblížila k Jupiteru na méně než 0,4 AU (tj. méně než 60 milionů kilometrů) a že kolem Slunce obíhají v podivných drahách s přísluním ve vzdálenosti jen trochu menší než je Jupiterova, s oběžnou dobou 77-78 let a se sklonem necelých 15 stupňů k ekliptice. Jde tedy o nové vzdálené periodické komety.

 


Dalekohled projektu LINEAR

Přesné astrometrické polohy obou těles z ledna a počátku února 2002 byly hlášeny z řady hvězdáren, včetně Observatoře Kleť, kde pozorování byla pořízena 0,57-metrovým zrcadlovým dalekohledem a CCD kamerou SBIG ST-8 ve třech nocích, 9., 10. a 16. ledna. Další pozorování, z Japonska a Španělska, se týkala už pouze jedné z obou komet. Navíc se ukázalo, že obě tělesa byla rovněž zachycena na snímcích pořízených projektem LINEAR už 13. a 17. prosince a jedno z nich dokonce 19. listopadu 2001. Tato kometa byla rovněž nalezena na snímcích projektu NEAT z 18. prosince.

Naneštěstí byla obě tělesa poměrně slabá. Čelní (východní) kometa, značená C/2002 A1, nebyla nikdy hlášena jasnější než magnitudy 18.2, zatímco západní (C/2002 A2) dosáhla nejvýše magnitudy 17.4. Pozorované dráhové oblouky v r. 2001/2002 byly pouze 55 a 137 dní.

O tento pozoruhodný pár komet se začal zajímat i náš krajan Zdeněk Sekanina, pracující v JPL. Ve spolupráci se svým kolegou Paulem W. Chodasem, rozeným Kanaďanem polského původu, byl jimi krátce před objevem obou těles uveden do chodu nový počítačový kód, který byl založen na původním Sekaninově modelu kometárního štěpení, ale na rozdíl od předcházející verze, byly nyní brány automaticky v úvahu diferenciální poruchy způsobené všemi planetami jakož i (v našem případě zanedbatelný) relativistický efekt v pohybu komet. Vzhledem k Jupiterově přiblížení hrají diferenciální poruchy touto planetou způsobené zcela mimořádně významnou roli při integraci pohybu komet v čase. Jak značný je tento vliv je patrné z dramatických změn, jímž podléhají dráhové elementy obou těles a zejména jejich obězné doby, jejich oskulační hodnoty se během jednoho roku změnily o téměř 10 let!

Vyzbrojen novým kódem, Sekanina jej aplikoval na tento pár komet a ze svých předběžných výpočtů zjistil, že jde nepochybně o dvě složky téhož tělesa, jež se rozštěpilo desítky let před objevem. Kdy však vlastně k rozštěpení došlo, bylo velmi těžko říci, protože společný pozorovaný oblouk drah obou těles (50 dnů) byl příliš krátký na to, aby výsledky měly skutečně vědeckou cenu. Čas dělení byl zatížen chybou větší než +/-5 let, rychlost štěpení složek byla určena s relativní chybou +/-70 procent a hodnota decelerace byla rovněž značně nejistá.

 


1,06-m KLENOT teleskop

Mezitím v březnu 2002 byl na Observatoři Kleť uveden do provozu 1,06-metrový teleskop KLENOT, který umožňoval detekci podstatně slabších objektů než 0,57-metrový teleskop. Ke konci r. 2002 se ozval Zdeněk Sekanina s návrhem, zda bychom nebyli schopni s KLENOTem komety C/2002 A1 a C/2002 A2 znovu pozorovat během následující opozice v r. 2003. Situaci komplikoval fakt, že obě komety byly tou dobou více než rok po průchodu přísluním a tedy vzdálenější než počátkem roku 2002 jak od Slunce tak od Země. Dalo se proto očekávat, že budou podstatně slabší a nepochybně mimo dosah menšího 0,57-m kleťského dalekohledu

Počasí nám v lednu a počátkem února 2003 nepřálo, ale koncem února se vše v dobré obrátilo. I když šlo o velmi nesnadný projekt, uváží-li se jak velmi malá jasnost těles tak nejistota v jejich polohách, úspěch se nakonec dostavil. Nejprve jsme se s KLENOTem zaměřili na C/2002 A2, jež byla v roce 2002 soustavně jasnější. Nalezli jsme ji poprvé 22. února (kometa se jevila jako slabý difůzní objekt, bez jakéhokoliv náznaku ohonu). Po další jasné noci, 25. února, byla naše spokojenost úplná - kromě A/dvojky jsme poprvé po více jak roce nalezli i A-jedničku (byla též evidentně difůzní a bez viditelného náznaku ohonu, a navíc ještě se nám schovávala poblíž hvězdy), jež byla o asi 0,7 magnitudy méně jasná. Protože Sekaninův a Chodasův kód vyžaduje znalost poloh obou složek v téměř témž čase (v rozpětí nejvýše několika málo hodin), byla naše astrometrie na snímcích z 25. února prvním významným příspěvkem ve společném úsilí o vyřešení otázky původu obou komet.

 


Komety C/2002 A1 (vlevo) a C/2002 A2 (vpravo) 26. února 2003.
Foto © Projekt KLENOT, Observatoř Kleť

 


POZNÁMKA POD ČAROU ...

Naše astrometrická a fotometrická pozorování pokračovala až do 4. dubna. Mezitím v JPL probíhaly výpočty relativního pohybu obou komet, založené nyní na relativních polohách jak z r. 2002 tak 2003. Dlužno podotknout, že Observatoř Kleť byla v roce 2003 jedinou hvězdárnou na světě, kde obě komety byly nalezeny a zkoumány. Společný pozorovaný oblouk se prodloužil z 50 dnů na téměž desetinásobek - 477 dnů. Taková změna se projeví velmi podstatně v kvalitě matematického řešení problému, a vskutku výsledky založené na kombinovaných pozorováních z let 2002-2003 vedly k následujícím spolehlivě určeným výsledkům:

 

  • komety C/2002 A1 a C/2002 A2 tvořily az do r. 1978 (s nejistotou menší než 1 rok) jedno těleso

     

  • kometa C/2002 A1, tedy méně jasná, čelní složka, byla složkou hlavní a zřejmě hmotnější, zatímco C/2002 A2 byla souputníkem, čili složkou druhotnou, méně hmotnou

     

  • k štěpení původní komety došlo ve vzdálenosti 22,5 +/- 0,1 AU (3,4 miliardy km) od Slunce, tj. za dráhou Uranu, a 2,5 AU (370 milionů km) pod rovinou ekliptiky

     

  • rychlost oddělení složek byla 2,7 +/- 0,2 m/s, přičemž souputník se pohyboval převážně ve směru Slunce ve vztahu k hlavní složce

     

  • diferenciální decelerace souputníka vůči hlavní složce byla 13,4 +/- 1,5 jednotek jedné stotisíciny slunečního gravitačního zrychlení, odpovídající hodnotě pouhých 0,8 mikronu/s^2 ve vzdálenosti 1 AU od Slunce a hodnotě ještě 500 krát menší ve vzdálenosti 22,5 AU od slunce

     

 


Tyto výsledky jsou významné v několika směrech. Především jsou v souhlasu s faktem, který se v poslední době stále znova a znova potvrzuje, že totiž komety se štěpí kdekoliv ve sluneční soustavě, ne jen v blízkosti Slunce (a velkých planet, hlavně Jupitera), jak se až do nedávna soudilo. Ke štěpení tedy dochází většinou v důsledku jiných příčin než gravitačního vlivu těles mnohem hmotnějších než jsou samy komety: takovému štěpení říkáme neslapové a o podstatě sil k němu vedoucích se dosud vede diskuze, i když se zdá, že důležitým příspěvkem se podílí rotace jádra a že vrozený sklon k štěpení, způsobený mimořádnou křehkostí kometárních jader, rovněž hraje význačnou roli.

Naše výsledky také poukazují na druhý závažný fakt, že totiž hlavní, (hmotnější) složka původní komety nemusí být složkou jasnější. Poslední pozorování rozštěpené komety Bielovy například náleželo souputníkovi, zatímco hlavní složku už nebylo vidět (viz. článek "Štěpení a rozklad kometárních jader".)

¨ Velikost diferenciální decerelace odvozená pro pár C/2002 A1 a A2 je v souhlase s hodnotami odvozenými v dřívějších pracích o štěpení jiných komet. Protože tato hodnota je měřítkem přibližné životnosti souputníka (v tomto případě C/2002 A2), dá se předpovědět, že obě komety by mohly být opět pozorovány během příští opozice v r. 2004. i když k jejich detekci bude třeba ještě větších dalekohledů, prootže budou ještě méně jasné (očekávaná magnituda kolem 22).

 


Dráha komety C/2002 A1 (LINEAR) ve sluneční soustavě.

 


Dráha komety C/2002 A2 (LINEAR) ve sluneční soustavě.

I když dráhy obou komet nejsou dosud známy dostatečně přesně, aby bylo možné studovat pohyb jejich rodičovského tělesa se velmi dlouhých časových obdobích (řádově statisíců a milionů let), není dosud známo nic, co by svědčilo o tom, že tato původní kometa se někdy přiblížila ke Slunci víc než na zhruba 4,7 AU. Bude-li moci v budoucnosti tento předpoklad potvrdit, znamenalo by to, že ke štěpení komet dochází i v případech, kdy sluneční energie nepřesahuje hodnotu 20 krát menší než na Zemi.

Příběh komet C/2002 A1 a C/2002 A2 je také příkladem úspěšné mezinárodní spolupráce, jež se kleťskému osazenstvu stala o to příjemnější, že její výsledky vedly k publikaci společné práce v prestižním vědeckém časopise The Astrophysical Journal, a k utvrzení našeho vědomí, že přístrojové vybavení KLENOTem je nám skutečným vědeckým klenotem.

Zájemce o původní znění našeho vědeckého příspěvku si laskavě dovolujeme odkázati na práci:
PECULIAR PAIR OF DISTANT PERIODIC COMETS C/2002 A1 AND C/2002 A2 (LINEAR) Z. Sekanina, P. W. Chodas, M. Tichý, J. Tichá, and M. Kočer Astrophysical Journal 591, L67-L70, 2003 July 1

Jako raritu bychom na závěr rádi uvedli, že elektronicky vyšla tato práce 2. června 2003, to jest necelé dva měsíce po posledním našem pozorování ze 4. dubna v práci použitém. Máme zato, že tím držíme v Astrofyzikálním žurnále světový rekord ;-)



POČET NÁVŠTĚV

380 306 návštěv od 1. března 2003


Klet.cz Planetky.cz WebArchiv