A közelgő hatalmas üstökös esetében tudósok sikeresen azonosították azokat a molekulákat, amelyek a Naptól távoli aktivitását kiváltják.
Az eddig ismert legnagyobb méretű üstökösmag közeledik a Szaturnusz pályája felé, és már nagy naptávolságban aktív. A gáz- és porkibocsátást okozó gázok molekuláit először sikerült kimutatni az Atacamai Nagyméretű Milliméteres/Szubmilliméteres Teleszkóphálózat (ALMA) segítségével.
A Naprendszer peremvidékéről, az Oort-féle üstökösfelhőből érkezett nagy méretű üstököst fedeztek fel közel a Neptunusz pályájához. A kis égitestről először 2014. október 20-án készített CCD-felvételt a sötét energia kutatására irányuló égboltfelmérő program (Dark Energy Survey, DES) 4 méteres teleszkópja Chilében, majd a következő években számos további alkalommal is észlelte. 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 2021-ben, ezért kellett várni közel hét évet a felfedezés bejelentésére. Ezután az üstökös elnevezése C/2014 UN271 (Bernardinell-Bernstein) lett (röv. B-B).
Az üstökös jelenleg az Uránusz és a Szaturnusz közötti régióban halad. Hat év múlva, 2031. január 29-én eléri perihéliumát, ekkor 10,95 CSE távolságra lesz a Naptól, ami közel esik a Szaturnusz pályájához, de attól 10,12 CSE-re még távolabb található. Ekkor a Szaturnusz a Földről a Taurus (Bika) csillagképben lesz megfigyelhető, míg az üstökös a déli égbolton a Centaurus (Kentaur) csillagképben fog tündökölni. Így a két égitest egymástól jelentős távolságra helyezkedik el, hiszen az üstökös pályasíkja körülbelül 95,6 fokos szöget zár be az ekliptikával, amely a Föld és a többi nagybolygó, például a Szaturnusz pályasíkját is magába foglalja. Ennek következtében az üstökös viszonylag gyorsan távolodik el a gyűrűs bolygótól a térben.
A B-B üstökös felfedezése óta, 2021-ben, a földi nagy teleszkópok és űrtávcsövek segítségével végzett megfigyelések során a tudósok a magjának méretét 100-150 kilométer közöttire becsülték. Azonban a pontos méretmeghatározáshoz elengedhetetlenek voltak a látható és infravörös fénytartományban végzett fotometriai mérések, amelyek segítségével a mag méretét és felszíni fényvisszaverő képességét (más néven albedóját) tudták meghatározni. A szükséges infravörös megfigyelésekhez a chilei Atacama-sivatagban található ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) rádiótávcső-rendszer állt rendelkezésre, amely 54 darab 12 méteres és 12 darab 7 méteres átmérőjű mozgatható antennából áll. Ezt a rendszert interferometriai üzemmódban használták, lehetővé téve a milliméteres és annál rövidebb, szubmilliméteres hullámhosszúságú elektromágneses sugárzás érzékelését. Mivel a B-B üstökös a Szaturnusz és az Uránusz pályája között halad, és a távolság miatt felszíni hőmérséklete rendkívül alacsony, a test hőmérsékleti sugárzása a milliméter alatti hullámhossztartományban figyelhető meg az ALMA segítségével.
Emmanuel Lellouch, a Párizsi Obszervatórium kutatója által irányított francia kutatócsoport 2021 során az ALMA-megfigyelések révén megállapította a B‒B-üstökös magjának átmérőjét, amely 137 ± 17 km-re rúg. Ezen kívül sikerült meghatározni az üstökösmag felszínének fényvisszaverő képességét is, amely 0,053 ± 0,012 (vagyis 5,3 ± 1,2%) értéket mutatott. Ez az érték közel áll a hagyományosan használt 0,04 (4%) kanonikus értékhez, ami azt jelenti, hogy a mag fényvisszaverő képessége és aktivitása hasonló a már jól ismert üstökösökéhez. Ugyanakkor a B‒B-üstökös magja figyelemre méltóan nagy méretűnek számít az eddig megfigyelt üstökösök között.
A B-B üstökös egyik különleges tulajdonsága, hogy nagy távolságban a Nap körüli pályáján is aktívan viselkedik, azaz gáz- és porkómája van. Az üstökös aktivitása földi és űrtávcsövekkel egyaránt megfigyelhető. A Hubble-űrtávcső (HST) által készített felvételeken jól megfigyelhetők az üstökös kómája, valamint a mögötte húzódó széles csóvák, amelyek lenyűgöző látványt nyújtanak az éjszakai égbolton.
A B-B üstökös magjából és annak felszínéről már jelentős naptávolságokban is gáz szublimálni kezdett, amely magával ragadja a port, ezzel létrehozva a gáz- és porkómát. Ennek következtében kialakulhatnak a gáz- és porcsóvák is, amelyek lenyűgöző látványt nyújtanak a világűrben.
Tavaly március 8-án és 17-én az ALMA Obszervatóriumban zajlott a B-B üstökös milliméteres és szubmilliméteres tartományú megfigyelése, melyet Nathan X. Roth, a NASA/GSFC Greenbelt-i központjának és az Amerikai Egyetem Fizika Tanszékének kutatója vezetett. A kutatócsoport fő célja a B-B üstökös kómájában található gázmolekulák azonosítása volt, amelyek a magról kerültek ki. Ez a vizsgálat lehetővé teszi a tudósok számára, hogy meghatározzák, mely gázmolekulák képesek szublimálni nagy naptávolságban, és így feltérképezzék az Oort-felhőből származó üstökösmag ősi kémiai összetételét is. Ezen felül Roth és csapata által végzett ALMA-megfigyelések megerősítették, hogy a B-B üstökös magjának mérete, amelyet 2021-ben állapítottak meg, körülbelül 140 km, így ez a gigantikus égitest az eddig ismert legnagyobb üstökösmagnak számít.
Roth vezetésével a csapat 2024. március 8-án és 17-én figyelte meg a B-B üstököst az ALMA teleszkóphálózat legkompaktabb beállításával. A megfigyelések során az üstökös 16,6 CSE távolságra helyezkedett el a Naptól, míg a Földtől 16,9 CSE-re volt. Az üstökös a Szaturnusz és az Uránusz pályái között haladt, miközben a Nap felé tartott.
A kutatócsoport az ALMA megfigyelésekből kimutatta szén-monoxid CO (J=2-1) vonalát a 230 GHz frekvencián. Például a CO kibocsátási rátája március 8-án a gáz 0,386 km/s sebességű mozgásánál 3,44 x 10molekula/s, ami ilyen nagy naptávolságban jelentős mértékű aktivitásnak felel meg.
A HCO (formaldehid, avagy metanal) molekula kimutatása is sikerült ugyanabban az ALMA frekvenciatartományban (216-234 GHz), ahol a szén-monoxidot is észlelték. Például a formaldehid kibocsátási rátája március 8-án elérhette a legfeljebb 0,12 x 10 molekula/s értéket.
Roth és munkatársai az eddig távoli naptávolságban észlelt üstökösök gázmolekula-kibocsátásai alapján előrejelzéseket állítottak fel a B-B üstökös viselkedésével kapcsolatban. Megfigyeléseik szerint, amikor a B-B üstökös naptávolsága csökken, a mag felszíni hőmérsékletének emelkedése különféle molekulák kibocsátását teszi lehetővé. Például a Naphoz való távolság 15 CSE-re csökkenésekor, 2025. június 1-jén, metán (CH) fog megjelenni, majd 12,5 CSE-re 2027 novemberében etán (C2H6) következik, 11 CSE-re 2030 márciusában pedig hidrogén-szulfid (HS) és acetilén (C2H2) is aktívvá válik. 10,9 CSE távolságon, 2031 januárjában, a perihélium időszakában a formaldehid (HCO), szén-dioxid (CO) és ammónia (NH) kibocsátása várható. Ezen kívül a hidrogén-cianid (HCN) és metanol (CHOH) jelenléte és aktivitása kérdéses, míg a víz (HO) szublimációja valószínűleg nem lesz intenzív, mivel kétséges, hogy a vízjég dominál a B-B üstökös magjában vagy annak felszínén.
Az ALMA teleszkóprendszer, amely kiemelkedő felbontásával és a molekulák érzékelésére való érzékenységével büszkélkedhet, a jövőben lehetőséget teremt az üstökösök molekuláris összetevőinek azonosítására és aktivitásuk figyelemmel kísérésére. Roth és csapata a B-B üstökös ALMA-megfigyeléseinek eredményeit az Astrophysical Journal Letters szakfolyóiratban publikálta.
A hír a GINOP-2.3.2-15-2016-00003 "Kozmikus hatások és kockázatok" projekt témaköréhez kapcsolódik.
