Ensimmäinen tähtienvälinen komeetta on mahdollisesti kaikkein muuttumattomin koskaan löydetty komeetta

eso2106fi — Tutkimustiedote – Pasi Nurmi

Amatööritähtitieteilijä Gennadi Borisov löysi vaeltajakomeetta ^[1] 2I/Borisovin elokuussa 2019, ja sen vahvistettiin tulleen aurinkokunnan ulkopuolelta muutamaa viikkoa myöhemmin. ”2I/Borisov saattaa olla ensimmäinen täysin muuttumaton^[2] komeetta, mitä on koskaan havaittu”, Stefano Bagnulo (Armagh Observatory and Planetarium) Pohjois-Irlannista sanoi. Hän johti tänään Nature Communications-lehdessä julkaistua uutta tutkimusta. Tutkimusryhmä uskoo, ettei komeetta ole koskaan kulkenut lähelläkään mitään tähteä ennen kuin se lensi Auringon ohi vuonna 2019. 

Euroopan eteläisen observatorion uudet ESO:n VLT-kaukoputken (Very Large Telescope) havainnot ovat osoittaneet, että komeetta 2I/Borisov, joka on vasta toinen ja viimeisin tähtienvälinen vierailija Aurinkokunnassamme, on yksi muuttumattomin koskaan havaituista komeetoista. Tähtitieteilijät epäilevät, että komeetta ei todennäköisesti ole koskaan kulkenut tähden läheltä, mikä tekee siitä muinaisen jäänteen, joka kantaa mukanaan informaatiota sen muodostaneesta kaasu- ja pölypilvestä.

 

Bagnulo ja hänen kollegansa käyttivät havainnoissa ESO:n VLT-kaukoputken FORS2-instrumenttia Pohjois-Chilessä sijaitsevalla kaukoputkella tutkiakseen yksityiskohtaisesti 2I/Borisovia polarimetria ^[3] tekniikkaa käyttäen. Koska tätä tekniikkaa käytetään säännöllisesti aurinkokuntamme komeettojen ja muiden pienten kappaleiden tutkimiseen, tämä mahdollisti kohteen havaintojen vertaamisen paikallisista komeetoista kerättyyn dataan.

Tutkimusryhmä havaitsi, että 2I/Borisovin polarimetriset ominaisuudet poikkeavat aurinkokunnan omista komeetoista lukuun ottamatta komeetta Hale–Boppia. Komeetta Hale–Bopp herätti paljon yleistä kiinnostusta 1990-luvun lopulla, koska se oli helposti nähtävissä paljain silmin, ja myös siksi, että se oli yksi muuttumattomista komeetoista, joita tähtitieteilijät olivat koskaan havainneet. Ennen viimeisintä ohikulkuaan Hale–Boppin arvellaan kulkeneen Aurinkomme ohi vain kerran, ja siksi aurinkotuuli ja säteily eivät olleet siihen juurikaan vaikuttaneet. Tämä tarkoitti sitä, että se oli muuttumaton, ja sen koostumus oli hyvin samanlainen kuin sen ja koko muun Aurinkokunnan noin 4,5 miljardia vuotta sitten muodostanut kaasu- ja pölypilvi.

Analysoimalla komeetan polarisaatiota yhdessä komeetan värin kanssa tutkimusryhmä sai kerättyä tietoa sen koostumuksesta. He päättelivät, että 2I/Borisov on itse asiassa vielä muuttumattomampi kuin Hale—Bopp. Tämä tarkoittaa, että se kantaa mukanaan alkuperäistä tietoa sen aikoinaan synnyttäneestä kaasu- ja pölypilvestä.

”Se, että kaksi komeettaa ovat huomattavan samankaltaisia, viittaa siihen, että ympäristö, josta 2I/Borisov on peräisin, vastaa koostumukseltaan varhaista Aurinkokunnan ympäristöä”, yksi tutkimuksen kirjoittajista Alberto Cellino, Italian Torinon astrofysiikan observatoriosta (National Institute for Astrophysics (INAF)), sanoi.

Olivier Hainaut on Saksassa työskentelevä ESO:n tähtitieteilijä ja hän on tästä samaa mieltä. Hän tutkii komeettoja ja muita Maan läheisiä kohteita, mutta ei ollut mukana tässä uudessa tutkimuksessa. ”Tärkein erittäin vahva tulos on se, että 2I/Borisov ei vastaa mitään muuta komeettaa, paitsi Hale–Boppia”, hän sanoi ja lisäsi, että ”on hyvin todennäköistä, että ne muodostuivat hyvin samanlaisissa olosuhteissa.”

”2I/Borisovin saapuminen tähtienvälisestä avaruudesta oli ensimmäinen tilaisuus tutkia toisesta planeettajärjestelmästä peräisin olevan komeetan koostumusta ja selvittää, onko tästä komeetasta peräisin oleva aine jotenkin erilaista kuin meidän paikallisilla komeetoilla”, Ludmilla Kolokolova Marylandin yliopistosta Yhdysvalloista kertoi. Hän oli mukana 'Nature Communications'-tutkimuksessa.

Bagnulo toivoo, että tähtitieteilijöille tulisi toinen, vielä parempi mahdollisuus tutkia näitä vaeltavia komeettoja paljon yksityiskohtaisemmin vielä ennen vuosikymmenen loppua. ”ESA suunnittelee laukaisevansa vuonna 2029 Comet Interceptorin, jolla on valmiudet tavoittaa mahdollinen vieraileva tähtienvälinen kohde, jos sellainen löydettäisiin sopivalla lentoradalla”, hän sanoi viitaten Euroopan avaruusjärjestön tulevaan luotainhankkeeseen.

 

Taiteilijan näkemys komeetta 2I/Borisovista. Kuva ESO.

  

Pölyn ominaisuuksiin on piilotettu tieto komeetan alkuperästä

Tähtitieteilijät eivät aina tarvitse satelliitteja tai luotaimia komeettojen tutkimiseen, vaan he voivat käyttää myös monia maanpäälisiä teleskooppeja kerätäkseen tietoja vaeltajakomeettojen, kuten 2I/Borisov, erilaisista ominaisuuksista. ”Kuvitelkaa, kuinka onnekkaita olimme, että valovuosien etäisyydeltä peräisin oleva komeetta matkasi kotiovellemme aivan sattumalta”, ESO:n Chilessä työskentelevä tähtitieteilijä Bin Yang sanoi. Myös hän hyödynsi omassa tutkimuksessaan 2I/Borisovin kauttakulkua aurinkokuntamme läpi tutkiakseen tätä salaperäistä komeettaa. Hänen tutkimusryhmänsä tulokset julkaistaan Nature Astronomy -lehdessä. 

Yang ja hänen tutkimusryhmänsä käytti tutkimuksessa Atacama Large Millimeter/submillimeter Array eli ALMA-radioteleskooppiverkoston dataa (ESO on ALMA:n yhteistyökumppani). He käyttivät myös ESO:n VLT:stä peräisin olevaa dataa tutkiakseen 2I/Borisovin pölyhiukkasia saadakseen tietoa komeetan syntymästä ja sen kotijärjestelmän olosuhteista.

He havaitsivat, että 2I/Borisovin komassa (komeetan ydintä ympäröivässä pölykuoressa) on pienikokoisia kiviä, noin millimetrin kokoisia tai suurempia hippusia. Lisäksi he havaitsivat, että komeetan hiilimonoksidin ja veden suhteelliset määrät muuttuivat selvästi sen lähestyessä Aurinkoa. Tutkimusryhmä, johon myös Olivier Hainaut kuului, kertoi tämän osoittavan, että komeetta koostuu materiasta, joka muodostui sen synnyttäneen planeettajärjestelmän eri osissa.

Yangin ja hänen tutkimusryhmänsä havainnot viittaavat siihen, että 2I/Borisovin muodostanut materia oli sekoitus tähden lähellä ja kauempana olevaa ainetta, ehkä juuri jättiläisplaneettojen olemassaolon vuoksi, joiden voimakas gravitaatio sekoittaa planeettakunnan materiaa. Tähtitieteilijät uskovat, että vastaava prosessi oli käynnissä varhaisessa aurinkokunnassamme.

Vaikka 2I/Borisov oli ensimmäinen Auringon vierestä kulkenut vaeltajakomeetta, se ei ollut ensimmäinen tähtienvälinen vierailija. Ensimmäinen tähtienvälinen kohde, jonka on havaittu kulkevan aurinkokuntamme ohi, oli 'Oumuamua. Kohdetta tutkittiin ESO:n VLT:lla jo vuonna 2017. Alkujaan komeetaksi luokiteltu 'Oumuamua luokiteltiin myöhemmin asteroidiksi, sillä siltä puuttui koma.

 

Huomautukset

[1] Termi vaeltajakomeetta (roque comet) tarkoittaa tähtienvälisestä avaruudesta tullutta komeettaa ja sen käyttötarkoitus on korostaa sitä, että kyseessä on nimenomaan vieraileva, meidän Aurinkokuntaamme kuulumaton komeetta.

[2] Komeetan muuttumattomuudella tarkoitetaan sitä, että sen ainekoostumus ja rakenne on säilynyt se miljardeja vuosia sitten tapahtuneesta muodostumisesta lähtien täysin tai lähes muuttumattomana. Komeettojen ainekoostumus ja rakenne muuttuvat auringonvalon ja -lämmön vaikutuksesta etenkin silloin, kun ne ovat ratansa perihelin lähellä. Lämpö haihduttaa herkästi haihtuvia kaasuja, jotka ovat komeetoissa jäänä, ja etenkin komeetoista irtoaa haihtuvien kaasujen myötä myös paljon silikaateista ja mineraaleista koostuvaa pölyä ja pieniä kappaleita. Hyvin läheltä Auringon sivuuttavat komeetat voivat myös pirstoutua pienemmiksi kappaleiksi, jotka jatkavat matkaa omilla, mutta hyvin samankaltaisilla radoilla kuin alkuperäinen komeettaydin.

[3] Polarimetria on tekniikka, jolla mitataan valon polarisaatiota. Valo polarisoituu esimerkiksi silloin, kun se menee tiettyjen suotimien läpi, kuten polarisoitujen aurinkolasien linssien tai komeetasta peräisin olevan aineen läpi. Tutkimalla komeetan pölyn polarisoiman auringonvalon ominaisuuksia tutkijat voivat saada tietoa komeettojen fysiikasta ja kemiasta.