TESS ziet grote uitbarsting van komeet 46P/Wirtanen

Komeet 46P/Wirtanen
Komeet 46P/Wirtanen werd op 17 januari 1948 ontdekt door de Amerikaanse astronoom Carl Wirtanen. De komeet maakt deel uit van de Jupiterfamilie van kometen. Dit zijn kometen die hun verste punt van de Zon in de buurt van de baan van Jupiter hebben liggen. De komeet heeft een doorsnede van ongeveer 1,1 kilometer en draait met een periode van 5,4 jaar om de Zon heen. Het is dus een kortperiodieke komeet. Deze opname dateert van 13 december 2018 en is gemaakt door de Hubble Space Telescope. Image credit: NASA / ESA / D. Bodewits, Auburn University / J.-Y. Li, Planetary Science Institute.

Op 26 september 2018 nam de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) een uitbarsting van gas, ijs en stof waar vanuit de kern van komeet 46P/Wirtanen. Het is de gedetailleerdste waarneming tot nu toe van het ontstaan en verdwijnen van een uitbarsting van een komeet. De onderzoekers publiceerden hun resultaten op 22 november 2019 in het tijdschrift Astrophysical Journal Letters.

Oorzaak plotselinge uitbarstingen

Normaal wordt komeetactiviteit bepaald door zonlicht dat zorgt voor verdamping van ijs in de buurt van het oppervlak van de kern en de uitstromende gassen die zorgen voor transport van stof van de kern af om zo de coma te vormen. Echter het is bekend dat veel kometen af en toe spontane uitbarstingen vertonen die tijdelijk de activiteit van een komeet behoorlijk kunnen vergroten.

Men weet niet wat de oorzaak van dergelijke uitbarstingen is maar ze hebben te maken met omstandigheden aan het oppervlak van de komeet.

In het verleden zijn er al verschillende mechanismes voorgesteld die dit kunnen veroorzaken waaronder een thermische gebeurtenis waarbij een golf van hitte door een laag van sterk vluchtig ijs kan breken. Dit zou er voor zorgen dat het ijs zeer snel verdampt en een explosie van activiteit veroorzaakt. Ook is er een mechanisch gebeurtenis voorgesteld waarbij er een klif ineenstort waardoor vers ijs aan direct zonlicht wordt blootgesteld.

Onderzoeken van dit uitbarstingsgedrag van kometen kan wetenschappers helpen om de natuurkundige en thermische eigenschappen van kometen beter te leren begrijpen. De waarnemingen die de TESS deed van komeet 46P/Wirtanen waren de eerste waarbij alle fases van een natuurlijke komeetuitbarsting, van begin tot eind, werden vastgelegd.

Drie eerdere waarnemingen kwamen in de buurt van het begin van een uitbarsting

. De waarnemingen in 2007 van een uitbarsting van komeet 17P/Holmes begonnen laat waardoor de eerste uren van het helder worden werden gemist. In 2017 werd er een uitbarsting van komeet 29P/Schwassmann-Wachmann 1 waargenomen maar die waren net te vroeg en dat had te maken met al eerder ingeplande waarnemingen. In 2005 nam de Deep Impact ruimtesonde een uitbarsting van komeet Tempel 1 waar maar dit was geen natuurlijke uitbarsting maar eentje die door met behulp van een projectiel vanuit de ruimtesonde was gemaakt.

Ofschoon komeet 46P/Wirtanen op 16 december 2018 zijn dichtste nadering tot de Aarde had werd de uitbarsting al eerder waargenomen, beginnende op 26 september 2018.

Het eerste helderder worden van de uitbarsting vond plaats in twee duidelijk te onderscheiden fases. Eerst vond een uur lange opvlamming plaats gevolgd door een meer geleidelijke tweede fase waarbij de helderheid gedurende 8 uur verder toenam. Deze tweede fase werd mogelijk veroorzaakt door de geleide verspreiding van stof van de komeet dat steeds meer zonlicht reflecteerde.

Na het bereiken van een piek in de helderheid doofde komeet 46P/Wirtanen gedurende meer dan twee weken weer langzaam uit.

Uitbarsting van komeet 46P/Wirtanen
Met behulp van gegevens van NASA’s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) hebben astronomen van de Universiteit van Maryland (UMD) in College Park, Maryland, een duidelijke begin-tot-eindbeeldsequentie van een explosieve emissie van stof, ijs en gassen vastgelegd tijdens de close approach van komeet 46P/Wirtanen eind 2018.

Waarnemen

Omdat de TESS iedere 30 minuten gedetailleerde compositieopnames kon maken was men in staat om de veranderingen in helderheid nauwkeurig in kaart te brengen. Eigenlijk precies waarvoor TESS is ontworpen: het vinden van exoplaneten aan de hand van helderheidsveranderingen. TESS kon gedurende 20 dagen zeer frequent opnames maken van de komeet.

Dergelijke uitbarstingen zijn niet te voorspellen en dus zijn ook de waarnemingen niet in te plannen. De astronomen hadden geluk want de uitbarsting van komeet 46P/Wirtanen begon slechts enkele dagen nadat de waarnemingen waren begonnen.

Volgens de astronomen is er bij de uitbarsting van 26 september 2018 ongeveer 1000 ton materiaal vrijgekomen en dat materiaal zou voor een krater van ongeveer 20 meter breed hebben kunnen zorgen.

TESS nam ook voor het eerst het stofspoor van 46P/Wirtanen waar

Anders dan de staart van een komeet, de nevel van fijn stof dat achter een komeet aan vliegt en groter wordt als de komeet de Zon nadert, is het spoor een veld van groter puin dat in de baan van komeet rond de Zon achterblijft. Anders dan een staart waarvan de richting verandert als gevolg van de zonnewind, is dit spoor min of meer constant.

Het spoor van grotere stofdeeltjes volgt min of meer de baan van de komeet terwijl de staart van de komeet wegwijst als gevolg van de straling van de Zon.

Wat belangrijk is aan het spoor is dat dit de grootste komeetdeeltjes bevat.

Het stof van de staart is heel erg fijn en is vergelijkbaar met deeltjes van rook. Het stofspoor is veel groter en is meer te vergelijken met zand en kiezelsteentjes. Astronomen denken dat kometen het merendeel van hun massa verliezen aan het stofspoor. Als de Aarde door dit spoor heen beweegt leidt dit tot een meteorenregen.

Het onderzoek werd op 20 november 2019 gepubliceerd in het tijdschrift “Astrophysical Journal Letters”.

Artikel: Tony L. Farnham et al. 2019. First Results from TESS Observations of Comet 46P/Wirtanen. ApJL 886, L24;

 

 

Eerste publicatie: 4 december 2019
Bron: SciNews en anderen