Mitä ISONille tapahtui?

Komeetta ISONin periheliohitus.
Kuva NASA.

Tutkijat ovat ”äimän käkenä” siitä, mitä komeetta C/2012 S1 (ISON):lle tapahtui periheliohituksen aikana? Komeetta menetti kokonaan koman ja pyrstön sen lähestyessä periheliä ja komeetta näytti tuhoutuneen kokonaan. Koma ja pyrstö kuitenkin alkoivat kehittyä uudelleen, kun komeetta oli edennyt kauemmaksi Auringosta.

Ilmiö on oikeastaan hyvin helppo selittää yleisellä tasolla ja perusfysiikan tuntemuksella (yksityiskohdat ovat kuitenkin erijuttu):

Lähestyessään periheliä komeetasta irtosi isohkoja kappaleita, jolloin vesihöyryä ja pölyä vapautui runsaasti. Tämä oli odotettavissa ja pöly muodosti pitkän vanan komeetan radalle (joka nähdään LASCO C2 kuvassa).

Auringon säteilypaine vain 1,2 miljoonan kilometrin etäisyydellä fotosfääristä on niin voimakas, että se puhaltaa kaiken pölyn hyvin nopeasti isoon tilaavuuteen ja kauas komeetasta. Näin ollen pölyn tiheys tulee sellaiseksi, että sen heijastama valo ei näy valokuvissa.

Komeetan haihduttamalla vedelle kävi toisin. Auringon uv-säteily hajottaa veden molekyylit hyvin nopeasti vedyksi ja hydroksidiksi (H⁺ ja OH^-) ja OH-molekyyleistä osa hajoaa vedyksi ja hapeksi. Kaasut kyllä säteilevät valoa[1]. Auringon korona kuitenkin koostuu suurimmaksi osaksi vedystä, jolloin komeetasta lähtöisin olevan vedyn säteily peittyy Auringon koronan säteilyyn.

Molemmat ilmiöt ovat mahdollisia, jos auringonvalon paine on niin voimakas, että sen hajottava vaikutus on suurempi kuin mitä komeetasta vesihöyryä on mahdollista haihtua ja pölyä vapautua.

Tutkijoilta kuitenkin kuluu jokin aika, ennen kuin tarkat tietokonemallit on saatu tehtyä ja tutkimukset on tehty, jotta voitaisiin tieteellisellä tarkkuudella kertoa mitä oikein tapahtui. Vastaavaa, tai ainakin vähäisemmässä määrin vastaa, on kyllä harvoin nähty.  Edellisen kerran näin ilmeisesti tapahtui vuonna 2011 Lovejoy-komeetalle.

Samoin kuin Lovejoy-komeetalle kehittyi uudelleen pyrstö, niin nyt ISON-komeetallekin näin kävi. Sen edellytyksenä oli tietysti se, että komeettaydin pysyi kuitenkin suhteellisen koskemattomana ja tiiviinä suurista menetyksistä huolimatta. Komeetan ydin on kuitenkin niin pieni (halkaisijaltaan muutama kilometri), että sen näkyminen SOHOn, Stereo A:n ja SDO:n kuvissa oli mahdotonta.

Periheliohitus LASCO C2 koronagrafin
kuvaamana. Kuva NASA.

Komeetan lähitulevaisuudesta on vaikea ennustaa mitään varmaa. Jos ydin selviää yhtenäisenä muutaman vuorokauden, se jatkaa laskettua rataa poispäin Auringosta ja lopulta poistuu Aurinkokunnasta.

Komeetta himmenee muutamassa viikossa näkymättömiin, vaikka se näkyisikin lähipäivinä paljain silmin. Aikaisemmat kirkkausennusteet on kuitenkin syytä unohtaa, sillä ytimen ominaisuudet varmasti muuttuivat niin paljon, että täytyy tehdä uusia havaintoja uusien parametrien määrittämiseksi. Tämä onnistunee muutaman vuorokauden kuluessa.

Jatko riippuu myös paljolti siitä, kuin stabiilissa tilassa komeettaydin on. Jos ytimen sisään ei ole syntynyt sulavesitaskuja tai niiden sisäinen paine on vähäinen, komeettaydin voi selvitä jatkossa suunnilleen muuttumattomana. Jos korkeapaineisia vesitaskuja on, niin silloin siellä voi tapahtuva voimakkaita purkauksia ja komeetan kirkkaus voi kasvaa muutamassa tunnissa jopa miljoonakertaiseksi.

Jos komeetta on riittävän kirkas, parin ensimmäisen viikon aikana sen voi nähdä ilta ja aamutaivaalla. Näkyvissä oleva aika kasvaa pidemmäksi ja lopulta se näkyy koko yön. Joulukuun puolivälin jälkeen (Tampereella 19.12.) komeetta siirtyy sirkumpolaariseksi ja on horisontin yläpuolella koko vuorokauden. Vaikka komeetan kirkkaus vähenee päivien ja viikkojen kuluessa, se siirtyy aina vain tummemmalle taivaalle ja näin ollen sen näkyvyys voi olla kaikkein helpoin viikon parin kuluttua.

Tähänkin tekstiin tuli aika monta jos-sanaa. Tämä tietysti johtuu siitä, että kukaan tässä vaiheessa ei tiedä varmasti mitä komeetalle tulee tapahtumaan. Alkujaankin komeettojen kirkkausennusteet ovat hyvin epävarmoja ja nykyisessä tilanteessa ISON-komeetan käyttäytyminen on todella ennustamatonta. Mutta tehdään havaintoja ja toivotaan että ISON tuottaisi vielä iloisen yllätyksen.

Huomautukset

[1] Vety voi olosuhteista riippuen säteillä valoa hyvin monella aallonpituusalueella. Aallonpituudet muodostavat sarjoja, jotka kantavat sarjan tehneen tutkija nimeä. Sarjat ovat Balmerin (Johan Balmer, 1825–1898), Paschen- (Friedrich Paschen, 1865–1947), Brackett’in (Frederick Sumner Brackett, 1896–1988), Pfund’in (August Herman Pfund, 1879–1949) ja Humphreyn (Curtis J. Humphreys, 1898–1986) sarjat. Näiden sarjojen lisäksi on mahdollista, että vedyllä olisi muitakin aallonpituuksia.