De verste aanstormende actieve komeet ontdekt

komeet C/2017 K2 PANSTARRS
Komeet C/2017 K2 PANSTARRS. De foto is gemaakt in juni 2017 door de Wide Field Camera 3 van de Hubble Space Telescope. Credit: NASA, ESA, and D. Jewitt (UCLA)

Astronomen hebben met behulp van de Hubble Space Telescope de verste komeet waargenomen die op weg is naar de Zon. Komeet K2 zoals die voorlopig wordt genoemd is afkomstig uit de Oort wolk. K2 brengt voor het eerst, en mogelijk ook meteen voor het laatst, een bezoek aan de binnenste delen van het zonnestelsel. De komeet bevindt zich nog steeds ver voorbij de baan van Saturnus dus de activiteit is nog gering. Vermoedelijk is het de meest primitieve komeet die we ooit hebben waargenomen.

De Hubble fotografeerde de komeet toen die zich op een afstand van meer dan 2,4 miljard kilometer van de Aarde bevindt. Dat is voorbij de baan van Saturnus. De komeet wordt maar lichtjes opgewarmd door de Zon maar vertoont toch al een zwakke coma met een doorsnede van meer dan 125.000 kilometer. Deze coma omringd een kleine, vaste kern van bevroren gas en stof. Deze waarnemingen zijn de eerste tekenen van activiteit ooit gezien van een komeet die voor het eerst de zone met planeten van ons zonnestelsel binnenkomt.

De komeet, die C/2017 K2 PANSTARRS wordt genoemd, heeft vermoedelijk miljarden jaren door de koude buitenwijken van het zonnestelsel gereisd alvorens aan zijn reis naar de binnenste delen te beginnen. In die buitenwijken is het extreem koud met temperaturen tot wel -260 °Celsius. De baan van de komeet leert ons dat hij uit de Oort wolk afkomstig moet zijn. Dit is een bolvormig gebied met een diameter van ongeveer 1 lichtjaar waar zich vermoedelijk honderden miljarden kometen bevinden. Kometen zijn de ijsachtige overblijfselen van het ontstaan van het zonnestelsel nu ongeveer 4,6 miljard jaar geleden. Ze bevatten de oersamenstelling van ons zonnestelsel.

Komeet K2 bevindt zich dermate ver van de Zon en het is er zó koud dat astronomen weten dat de activiteit die nu wordt waargenomen is niet wordt veroorzaakt door het verdampen van waterijs zoals dat bij andere kometen normaal is. Astronomen denken dat de activiteit wordt veroorzaakt door sublimatie van hele vluchtige gassen. Sublimatie is het proces waarin een vaste stof direct overgaat naar de gasfase zonder eerst vloeibaar te zijn en dat maakt de komeet speciaal. Deze komeet bevindt zich zó ver weg en is zo ongelooflijk koud dat waterijs er stijf bevroren is.

Uitgaande van de waarnemingen van de coma, gedaan met de Hubble telescoop, denken de onderzoekers dat het zonlicht bevroren vluchtige gassen verwarmd die het koude oppervlak van de komeet coaten. We moeten dan denken aan gassen als zuurstof, stikstof, koolstofdioxide en koolstofmonoxide. Deze ijsachtige vluchtige gassen stijgen op van de komeet en maken daarbij stof vrij dat de coma vormt van de komeet. Oudere studies van de samenstelling van kometen in de buurt van de Zon hebben aangetoond dat die ook een dergelijke mix van vluchtige ijsachtige gassen bevatten.

De onderzoekers denken dat de vluchtige gassen allemaal door K2 zijn verspreid en dat ze vermoedelijk miljarden jaren geleden op alle kometen in in de Oort wolk voorkwamen. Maar de vluchtige gassen aan het oppervlak zijn juist die gassen die de warmte van de Zon absorberen en daardoor verdampen. De meeste kometen worden veel dichter bij de Zon ontdekt, meestal als ze in de buurt van de baan van Jupiter komen, dus tegen de tijd dat we ze zien zijn deze vluchtige oppervlaktegassen al lang verdwenen. Daarom denken de onderzoekers dat K2 de meest oorspronkelijk komeet is die ooit is waargenomen.

K2 werd in mei 2017 ontdekt met behulp van de Panoramic Survey Telescope and Rapid Respons System (Pan-STARRS) in Hawaii. Dit is een onderzoeksproject in het kader van het Near-Earth Object Observations programma van de NASA. De onderzoekers gebruikten eind juni 2017 de Hubble telescoop om K2 nader te onderzoeken.

De Hubble ontdekte de uitgebreide coma en de compacte kern die minder dan 20 kilometer in doorsnede is. De coma is overigens 10 * de diameter van de aarde in doorsnede.

Deze enorme coma moet zich al veel verder weg van de Zon hebben gevormd. In de data van de CFHT was de coma al zichtbaar toen de komeet zich nog op 3,2 miljard kilometer van de Zon bevond. Toen men in de archieven ging zoeken bleek de komeet met zijn coma al in 2013 op opnames gemaakt met de Canada-France-Hawaii Telescope (CFHT) te staan maar de komeet was te lichtzwak om op te vallen.

Men denkt dat de komeet al minstens vier jaar continu actief is. De coma was al zichtbaar toen de komeet zich nog tussen de banen van Uranus en Neptunus bevond. De activiteit zal bij het naderen van de Zon alleen maar toenemen.

Vreemd genoeg tonen de opnames van de Hubble geen staart bij K2. Die staart is een typisch kenmerk van kometen. De afwezigheid van een dergelijke staart duidt er op dat de deeltjes die van de komeet afkomen te groot zijn om door de stralingsdruk van de Zon teruggeduwd te worden tot een staart achter de komeet.

Astronomen zullen meer dan voldoende tijd hebben om K2 gedetailleerd te bestuderen. De komende vijf jaar zal de komeet zijn reis naar de binnenste delen van het zonnestelsel vervolgen. In 2022 zal de dichtste nadering tot de Zon plaatsvinden en dat zal net voorbij de baan van Mars zijn. Het is voor het eerst dat astronomen de ontwikkeling van activiteit van een komeet die rechtstreeks uit de Oort wolk komt, kunnen volgen. Bij het naderen van de Zon zal de komeet steeds actiever worden en vermoedelijk ook wel een staart gaan vormen.

Volgens het onderzoeksteam is de James Webb Telescope die begin 2019 gelanceerd moet worden en die waarnemingen in het infrarood kan verrichten, uitstekend geschikt om de warmte te meten die uit de kern van de komeet komt. Dat zou astronomen een veel betere schatting van de grootte en de vorm van de kern op kunnen leveren.

De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters. Geïnteresseerden kunnen het artikel als pdf downloaden.

 

Eerste publicatie: 29 september 2017
Bron: Donna Weaver / Ray Villard, Space Telescope Science Institute