قام TESS ، القمر الصناعي العابر لمسح الكواكب الخارجية ، بتصوير انفجار من المذنب 46P / Wirtanen. لقد اشتعلت الانفجار فيما تسميه ناسا أوضح الصور حتى الآن لانفجار مذنب من البداية إلى النهاية. انفجار المذنب هو زيادة كبيرة ولكن مؤقتة في نشاط المذنب ، خارج التبخر الطبيعي الناتج عن أشعة الشمس للجليد الذي يخلق غيبوبة وذيل المذنب.
علماء الفلك غير متأكدين من أسبابها ، ولكن دراسة جديدة تستند إلى هذه الملاحظة تلقي بعض الضوء عليها.
لا يُقصد من TESS دراسة المذنبات. وتتمثل مهمتها في رصد الانخفاضات في ضوء النجوم عندما يمر كوكب خارج المجموعة الشمسية أو يعبر أمام نجم. ولكن نظرًا لامتلاكه مجال رؤية واسع ، ولأنه يشاهد قسمًا واحدًا من السماء لأكثر من 27 يومًا ، فإنه يلتقط أيضًا ظواهر عابرة أخرى مثل انفجار المذنب هذا.
نُشرت الدراسة التي تحدد هذا الانفجار المذنّب في مجلة The Astrophysical Journal Letters في 22 تشرين الثاني (نوفمبر). الدراسة بعنوان ' النتائج الأولى منتيسملاحظات المذنب 46P / Wirtanen . ' توني فارنهام ، عالم أبحاث في قسم علم الفلك بجامعة ميريلاند ، هو المؤلف الرئيسي.
'يقضي TESS ما يقرب من شهر في كل مرة في تصوير جزء واحد من السماء. قال فارنهام في خبر صحفى .
تُظهر هذه الرسوم المتحركة انفجارًا متفجرًا للغبار والجليد والغازات من المذنب 46P / Wirtanen الذي حدث في 26 سبتمبر 2018 وتبدد خلال العشرين يومًا التالية. تم التقاط الصور ، من مركبة الفضاء تيس التابعة لناسا ، كل ثلاث ساعات خلال الأيام الثلاثة الأولى من الانفجار. ائتمانات: Farnham et al./NASA
'بينما تدور المذنبات حول الشمس ، يمكنها المرور عبر مجال رؤية TESS. فيرتانين كانت أولوية قصوى بالنسبة لنا نظرًا لاقترابها القريب في أواخر عام 2018 ، لذلك قررنا استخدام مظهرها في صور TESS كحالة اختبار لمعرفة ما يمكننا الخروج منه. قال فارنهام: 'لقد فعلنا ذلك وكنا مندهشين جدًا!'.
المذنبات هي أجسام صغيرة في النظام الشمسي ذات محتوى جليدي كبير. عادة ما تتبع مدارات إهليلجية طويلة تجعلها قريبة من الشمس. مع اقترابهم من الشمس ، يسخن المذنب ويخرج بعض الجليد منه ، ويسحب الغبار معه. هذا يخلق ملف تأكل و أ ذيل التي تمتد بعيدًا عن الشمس.
تُظهر صورة تلسكوب هابل الفضائي هذه لعام 2013 للمذنب ISON الأجزاء المتميزة من المذنب. الغيبوبة المستديرة حول نواة ISON زرقاء والذيل له صبغة حمراء. يعكس الجليد والغاز في الغيبوبة الضوء الأزرق من الشمس ، بينما تعكس حبيبات الغبار في الذيل ضوءًا أحمر أكثر من الضوء الأزرق. حقوق الصورة: بواسطة ESA / Hubble، CC BY 4.0، https://commons.wikimedia.org/w/index.php؟
انفجار المذنب هو ظاهرة متميزة منفصلة عن الغاز الطبيعي الذي ينتج الذيل والغيبوبة. في حين أن إطلاق الغازات هو عملية تدريجية مستمرة ، فإن الانفجار يكون له تأثير فوري. إنها مرتبطة بالظروف على سطح المذنب.
يعرف علماء الفلك عددًا من المحفزات المحتملة لثورات المذنبات. يمكن أن تحتوي المذنبات على جيوب من الجليد المتطاير. إذا اخترقت موجة حرارية أحد تلك الجيوب ، فقد يؤدي التسخين السريع إلى تبخر تلك الجليد ، مما يتسبب في اندلاع الغاز والغبار. هناك أيضًا أحداث ميكانيكية حيث ينهار جرف أو سمة أخرى على سطح المذنب ، مما يؤدي إلى تعريض الجليد المكشوف حديثًا إلى حرارة الشمس ، مما يتسبب في انفجار. يمكن أن يعمل كلاهما معًا ، وقد تكون هناك أسباب أخرى.
لفهم هذه الانفجارات ، من المهم بشكل خاص التقاط صور للمذنب في الأيام التي سبقت الانفجار نفسه. يمكن أن تساعد هذه الملاحظات علماء الفلك على فهم الخصائص الحرارية والفيزيائية للمذنب.
بفضل TESS ، هذا ما حدث في قضية 46P / Wirtanen.
'... حتى لو أتيحت لنا بطريقة ما الفرصة لجدولة هذه الملاحظات ، لم نكن لنفعل أي شيء أفضل من حيث التوقيت.'
توني فارنام ، المؤلف الرئيسي وعالم الأبحاث ، UMD.
بدأ الانفجار في 26 سبتمبر 2018 ، قبل ثلاثة أشهر تقريبًا من أقرب اقتراب للمذنب من الشمس. حدث السطوع الأولي على مرحلتين: أولاً كان هناك وميض ساطع استمر حوالي ساعة ، ثم كانت هناك مرحلة ثانية مدتها 8 ساعات من السطوع التدريجي. يعتقد الفريق الذي يقف وراء هذه الدراسة أن المرحلة الثانية كانت عبارة عن غبار وغاز من المرحلة الأولية ينتشر ويعكس المزيد من ضوء الشمس. بعد أن بلغ السطوع ذروته ، تلاشى الانفجار على مدى أسبوعين تقريبًا.
يظهر تسلسل الصورة تأثير الانفجار على غيبوبة Wirtanen. تُظهِر الألواح (2) و (3) بداية الانفجار (26.12 سبتمبر) و (4) - (6) تُظهر التكثيف المركزي اللامع وسحابة الغاز المتوسعة بسرعة. يبلغ عرض كل لوحة 400000 كم ، مع الشمال لأعلى والشرق إلى اليسار. تشير الدائرة ذات اللون الأزرق الفاتح إلى فتحة نصف قطرها 25000 كم. حقوق الصورة: Farnham et al ، 2019.
بفضل قدرات المراقبة TESS ، تمكن علماء الفلك من الوصول إلى الصور المركبة للثوران بفواصل زمنية تبلغ 30 دقيقة.
'بفضل 20 يومًا من الصور المتكررة جدًا ، تمكنا من تقييم التغييرات في السطوع بسهولة بالغة. هذا ما تم تصميم TESS من أجله ، لأداء وظيفته الأساسية كمساح للكواكب الخارجية ، 'قال فارنهام. 'لا يمكننا التكهن متى ستحدث نوبات المذنبات. ولكن حتى لو أتيحت لنا الفرصة بطريقة ما لجدولة هذه الملاحظات ، فلا يمكننا أن نفعل أي شيء أفضل من حيث التوقيت. حدث الانفجار بعد أيام قليلة من بدء الملاحظات '.
سمحت هذه الملاحظات التفصيلية للفريق بتقدير كمية المواد التي تم إخراجها أثناء الانفجار. يعتقدون أن Wirtanen خسر حوالي 1 مليون كيلوغرام (2.2 مليون رطل) من المواد ، وأن الانفجار تسبب في حفرة يبلغ قطرها حوالي 20 مترًا (65 قدمًا). من المحتمل أن يصبح هذا التقدير أكثر دقة عندما يحللون حجم جزيئات الغبار في الذيل.
هذه ليست المرة الأولى التي يتم فيها ملاحظة 46P / Wirtanen أثناء انفجار. حدث ذلك ثلاث مرات أخرى على الأقل منذ اكتشافه في عام 1948: في أكتوبر 1991 ، وسبتمبر 2002 ، ومايو 2008. نظرًا لعدم ارتباط أي من هذه الانفجارات بالموقع المداري للمذنب ، يعتقد العلماء أن الانفجارات ليست مرتبطة بمنطقة متقلبة باستمرار من المذنب.
هذا يجعل Wirtanen مختلفًا عن الانفجارات التي شوهدت على بعض المذنبات الأخرى. المذنب 29P / شواسمان حارس أمن 1 (SW1) يبدو أنه يعاني من نوبات متكررة. نصف هذه الانفجارات دورية ، مما يشير إلى أن بها مناطق جليدية ساخنة متطايرة تنفجر وفقًا للتدفئة النهارية.
نعتقد أن المذنبات تفقد معظم كتلتها من خلال مسارات الغبار. عندما تصطدم الأرض بأثر غبار مذنب ، نحصل على زخات نيزكية '.
مايكل كيلي ، مؤلف مشارك ، UMD.
اكتشف فريق علماء الفلك أيضًا مسار المذنب لأول مرة. الممر منفصل عن الذيل. بينما يتشكل الذيل بواسطة الرياح الشمسية ويشير دائمًا بعيدًا عن الشمس ، يكون الممر دائمًا خلف المذنب ، متتبعًا مساره المداري. يتكون الممر أيضًا من حطام أكبر من الذيل. الممر هو المكان الذي يفقد فيه المذنب معظم كتلته ، ويكون مسؤولاً عن زخات الشهب التي تُرى من الأرض.
رسم تخطيطي لفنان لمذنب يُظهر ذيل الغاز ، وذيل الغبار ، ومسار الغبار. حقوق الصورة: بواسطة NASA Ames Research Centre / K. Jobse ، P. Jenniskens
'المسار يتبع مدار المذنب عن كثب ، في حين ينحرف الذيل عنه ، حيث يتم دفعه بفعل ضغط إشعاع الشمس. قال مايكل كيلي ، عالم أبحاث مشارك في قسم علم الفلك UMD وأحد مؤلفي الورقة البحثية ، إن المهم في المسار هو أنه يحتوي على أكبر مادة. 'غبار الذيل ناعم جدًا ، يشبه كثيرًا الدخان. لكن درب الغبار أكبر بكثير - مثل الرمل والحصى. نعتقد أن المذنبات تفقد معظم كتلتها من خلال مسارات الغبار. عندما تصطدم الأرض بأثر غبار مذنب ، نحصل عليه زخات الشهب . '
'نحن أيضًا لا نعرف ما الذي يسبب الانفجارات الطبيعية وهذا في النهاية ما نريد اكتشافه'.
توني فارنام ، مؤلف بارز وعالم أبحاث ، UMD.
في حين أن هذه الدراسة رائعة ، إلا أنها مجرد بداية. مزيد من التحليل لهذا المذنب ، ولغيره في مجال رؤية TESS ، يجب أن يلقي مزيدًا من الضوء على المذنبات واندفاعها. ستساعد مراقبة المزيد من المذنبات أيضًا في تحديد ما إذا كان السطوع متعدد المراحل نادرًا أم شائعًا في نوبات انفجار المذنبات.
قال فارنام: 'نحن أيضًا لا نعرف ما الذي يسبب الانفجارات الطبيعية وهذا في النهاية ما نريد اكتشافه'. 'هناك ما لا يقل عن أربعة مذنبات أخرى في نفس المنطقة من السماء حيث قام TESS بهذه الملاحظات ، مع إجمالي حوالي 50 مذنبا متوقعًا في أول عامين من بيانات TESS. هناك الكثير الذي يمكن أن ينتج عن هذه البيانات '.
أكثر:
- خبر صحفى: بعثة ناسا لصيد الكواكب خارج المجموعة الشمسية تلتقط انفجار مذنب طبيعي بتفاصيل غير مسبوقة
- ورقة ابحاث: النتائج الأولى منتيسملاحظات المذنب 46P / Wirtanen
- ورقة عام 1955 عن انفجارات المذنبات: انفجارات المذنب