Ogon udającej kometę planetoidy Phaethon nie składa się z pyłu!
Na ilustracji: Wizja artystyczna Phaethona. Źródło: NASA.
Naukowcy wykazali, że odkryta 30 lat temu planetoida Phaethon, która jest źródłem deszczu meteorów Geminidów, ma ogon złożony nie z pyłu, ale z sodu. To odkrycie stanowi wyzwanie dla zrozumienia natury tego obiektu i rodzi pytania o naturę niektórych komet.
Planetoidy, które są w większości skaliste, zwykle nie tworzą ogonów, gdy zbliżają się do Słońca. Robią to komety, które są mieszanką lodu i skał. Komety tworzą warkocze, gdy Słońce odparowuje znajdujący się ich lód. Przy tej okazji komety wyrzucają materię ze swojej powierzchni, która formuje ślad wzdłuż toru ich ruchu. Gdy Ziemia przechodzi przez pozostałości materii kometarnej, drobne fragmenty komety spalają się w jej atmosferze, a my możemy obserwować deszcz meteorów.
Po odkryciu Phaethona w 1983 roku astronomowie zdali sobie sprawę, że orbita tej planetoidy pasuje do orbity Geminidów. Wskazywało to na Phaethona jako źródło corocznego deszczu meteorów mimo że Phaethon jest planetoidą, a nie kometą.
Powyższa dwugodzinna sekwencja zdjęć z Obserwatorium Słonecznego i Heliosferycznego (SOHO) pokazuje Phaethona (zakreślonego kółkiem) poruszającego się względem gwiazd tła. Zdjęcia wykonano 15 maja 2022 r., kiedy planetoida o średnicy około 8,7 km zbliżyła się do Słońca na odległość około 20 milionów km. Podczas gdy SOHO rutynowo obserwuje Słońce, widzi również wiele obiektów, które przelatują w pobliżu Słońca, w tym komety i planetoidy. Pojawiające się i znikające białe plamki to wysokoenergetyczne cząstki lub promienie kosmiczne, które nieustannie bombardują kamerę SOHO. Źródło: ESA/NASA/USNRL/Karl Battams
W 2009 roku należąca do NASA misja kosmiczna Solar Terrestrial Relations Observatory (STEREO) dostrzegła krótki warkocz odchodzący od Phaethona, gdy planetoida osiągnęła punkt najbliższy Słońcu (czyli „peryhelium”) na swojej 524-dniowej orbicie. Zwykłe teleskopy nie widziały wcześniej ogona, ponieważ powstaje on tylko wtedy, gdy Phaethon jest tak blisko Słońca, że mogą go obserwować tylko specjalistyczne teleskopy słoneczne. STEREO widział również, jak ogon Phaethona rozwijał się podczas późniejszych podejść do Słońca w 2012 i 2016 roku. Wygląd ogona potwierdzał tezę, że pył uciekał z powierzchni planetoidy, gdy był ogrzewany przez Słońce.
Gdy w 2018 roku inna misja słoneczna sfotografowała część śladu szczątków Geminidów i znalazła kolejną niespodziankę. Obserwacje wykonane przez należącą do NASA sondę Parker Solar Probe wykazały, że ogon Phaethona zawiera znacznie więcej materiału, niż planetoida mogłaby wyrzucić podczas zbliżenia się do Słońca. Naukowcy zaczęli się zastanawiać, czy za kometowym zachowaniem Phaethona stoi coś innego niż pył. Ich uwaga skierowała się na sód, ponieważ komety często świecą jasno dzięki emisji sodu, gdy znajdują się bardzo blisko Słońca.
Ilustracja przedstawia planetoidę Phaethon ogrzewaną przez Słońce. Powierzchnia planetoidy nagrzewa się tak bardzo, że sód znajdujący się w skale Phaethona może odparować i wydostać się w przestrzeń kosmiczną, powodując jej rozjaśnienie jak kometa i usunięcie małych kawałków skalistego gruzu. Źródło: NASA/JPL-Caltech/IPAC
Wcześniejsze badania, oparte na modelach i testach laboratoryjnych, sugerowały, że intensywne ciepło Słońca podczas bliskiego zbliżenia się Phaethona do Słońca może rzeczywiście odparować sód wewnątrz planetoidy i napędzać aktywność podobną do komety. Mając nadzieję, że dowiemy się, z czego naprawdę jest zrobiony ogon Phaethona, badacze poszukali go podczas ostatniego peryhelium Phaethona w 2022 roku. Użyli obserwacji sondy Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) – wspólnej misji NASA i Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) – której filtry fotometryczne pozwalają wykryć sód i pył, jak również archiwalnych obrazów pochodzących ze STEREO i SOHO. Dzięki tej pracy znaleźli ogon Phaethona podczas jego 18 bliskich zbliżeń do Słońca w latach 1997-2022.
W obserwacjach SOHO ogon planetoidy wydawał się jasny w filtrze czułym na sód, ale nie pojawił się w filtrze czułym na pył. Ponadto kształt ogona i sposób, w jaki się rozjaśniał, gdy Phaethon mijał Słońce, dokładnie odpowiadały temu, czego naukowcy oczekiwaliby, gdyby składał się z sodu, ale nie z pyłu.
Instrument LASCO na pokładzie SOHO zobrazował planetoidę Phaethon w różnych filtrach, gdy planetoida przechodziła w pobliżu Słońca w maju 2022 r. Po lewej stronie pomarańczowy filtr czuły na sód pokazuje planetoidę z otaczającą chmurą i mały warkocz, co sugeruje, że atomy sodu z powierzchni planetoidy świecą w odpowiedzi na światło słoneczne. Po prawej, czuły na pył niebieski filtr nie pokazuje nawet śladu Phaethona, co wskazuje, że planetoida nie produkuje wykrywalnego pyłu. Źródło: ESA/NASA/Qicheng Zhang
Co ciekawe, badanie to zostało wykonane przy użyciu danych z dwóch heliofizycznych misji kosmicznych – SOHO i STEREO – które w żadnym razie nie były przeznaczone do badania takich zjawisk.
Badacze zastanawiają się teraz, czy niektóre komety odkryte w danych SOHO, które były analizowane w ramach projektu Sungrazer w ogóle nie są kometami, ale skalistymi planetoidami, takimi jak Phaethon, ogrzanymi przez Słońce.
Wciąż jednak pozostaje jedno ważne pytanie: jeśli Phaethon nie wyrzuca dużo pyłu, w jaki sposób planetoida dostarcza materiału do roju Geminidów, który widzimy każdego grudnia?
Naukowcy podejrzewają, że jakieś destrukcyjne wydarzenie kilka tysięcy lat temu – być może fragment planetoidy rozpadający się pod wpływem naprężeń związanych z rotacją Phaethona – spowodowało, że Phaethon wyrzucił miliardy ton materiału, który według szacunków składa się na strumień szczątków Geminidów. Jednak to, czym dokładnie było to wydarzenie, pozostaje tajemnicą.
Więcej odpowiedzi może przyjść z nadchodzącej misji Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) o nazwie DESTINY+ (skrót od Demonstration and Experiment of Space Technology for Interplanetary Voyage Phaethon fLyby and dUst Science). Oczekuje się, że jeszcze w tej dekadzie DESTINY+ przeleci obok Phaethona, obrazując jego skalistą powierzchnię i badając pył, który może istnieć wokół tej zagadkowej planetoidy.
https://www.urania.edu.pl/wiadomosci/ogon-udajacej-komete-planetoidy-phaethon-nie-sklada-sie-z-pylu
Wątek: Planetoidy i komety (zbiorczo) (Przeczytany 147591 razy)