The Suuri komeetta

Tutkijat ovat onnistuneet määrittämään komeetan 2014 UN271 (Bernardinelli-Bernstein) koon. Aikaisemmin sen arvioitiin olevan suuri, mutta sen todellista kokoa ei tiedetty.

Tähän asti suurin komeetta on ollut vuonna 1995 löydetty ja seuraavana vuona nähty Hale-Bopp. Sen halkaisijaksi tutkijat laskivat peräti 74 km. Komeetta näkyi Suomenkin yötaivaalla hyvin kirkkaana keväällä 1996 ja siitä pystyi tekemään havaintoja jopa heti kaupunkien (Tampere) keskustan ulkopuolella.

Tämä Dark Energy Survey (DES) -tutkimuksen kuva komeetta Bernardinelli-Bernstein’stä on otettu 570 megapikselin Dark Energy Camera (DECam) -kameralla, joka on asennettu Víctor M. Blancon 4 metrin teleskooppiin Cerro Tololo Interissä. -American Observatory (CTIO) Chilessä. Nämä kuvat näyttävät komeetan lokakuussa 2017, jolloin se oli 25 au päässä, vain hieman Neptunuksen etäisyyttä lähempänä.

Bernardinelli-Bernsteinin komeetan (täsmälleen keskellä) arvioidaan olevan noin tuhat kertaa massiivisempi kuin tyypillinen komeetta, joten se on luultavasti suurin nykyaikana löydetty komeetta.

DECam on suunniteltu erityisesti DES:ää varten, ja DOE ja NSF toimivat vuosina 2013 – 2019. DECam on DOE:n rahoittama, ja se rakennettiin ja testattiin DOE:n Fermilabissa. DES:n tehtävänä oli kartoittaa 300 miljoonaa galaksia yötaivaan 5000 neliöasteen alueella, mutta kuuden vuoden havaintojensa aikana se havaitsi myös monia komeettoja ja trans-Neptunisia kohteita, jotka sattuvat kuvakenttään.

Dark Energy Surveyn tietojen analysointia tukevat Department of Energy (DOE) ja National Science Foundation (NSF), ja DECam-tiedearkistoa kuratoi Community Science and Data Center (CSDC) NSF:n NOIRLabissa. CTIO ja CSDC ovat NOIRLabin ohjelmia. 

Kuva Dark Energy Survey/DOE/FNAL/DECam/CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/P. Bernardinelli & G. Bernstein (UPenn)/DESI Legacy Imaging Surveys.

Tutkijat Pedro Bernardinelli (Washingtonin yliopisto) ja Gary Berstein (Pensylvanian yliopisto) havaitsivat komeetan Dark Energy Survey kuva-aineistosta. Kuvat oli otettu vuonna 2014, josta syystä komeetan luettelotunnukseen tuli vuosi 2014. Komeetta oli hieman liikkunut seuraavina vuosina, joten sen täytyi olla Aurinkokuntamme kohde.

Ratalaskelmat osoittivat sen olevan peräisin Oortin pilvestä ja yhteen kierrokseen kuluu aikaa 5,5 miljoona vuotta. Etäisimmillään komeetta on noin valovuoden etäisyydellä Auringosta. Tällä hetkellä komeetta on lähestymässä Aurinkokuntamme sisäosia ja se saavuttaa ratansa perihelin vuonna 2031. Perihelietäisyys Auringosta on noin hieman suurempi kuin Saturnuksen keskietäisyys. Valitettavasti suuri perihelietäisyys tekee komeetasta himmeä, se ei tule paljain silmin havaittavaksi suuresta koostaan huolimatta.

Kuinka suuri se sitten on? Tutkijat pyrkivät määrittämään komeetan koon niiden lähestyessä tai poistuessa perihelistään siinä vaiheessa, kun komeetalla ei ole komaa ja pyrstöä, jolloin saadaan mitattua sen tarkka koko suhteellisen tarkasti. Koon määrittäminen ei yleensä ole helppoa, koska tutkijat joutuvat olettamaan komeetan albedon, siis valonheijastuskyvyn. Se kuitenkin vaihtelee eri komeetoilla ja sen lisäksi useimmat komeetat ovat hyvin tummia, joten laskettu koko sisältää melkoisen suuren epätarkkuuden.

Tällä kertaa tutkijat Emmanuel Lellouch'n johdolla (Observatoire de Paris) komeetan koko arvioitiin mittaamalla komeetan mikroaaltosäteilyä, joka tulee komeetan kiinteästä osasta, ytimestä. Havaintovälineenä oli Etelä-Amerikassa sijaitseva Atacama Large Millimeter Array ja mittaukset tehtiin elokuussa 2021. Silloin komeetta oli 19,6 au etäisyydellä. Mikroaalloilla komeetan ytimestä heijastuneet eri aallonpituudet mahdollistivat sen ytimeen koon määrittämisen, joka on noin 137 km.

Vaikka komeetta ei tulekaan kovin lähelle maapalloa, tutkijoilla on oiva tilaisuus tehdä havaintoja todellisesta Oortinpilven komeetasta. Erityisesti komeetan kemiallinen koostumus kiinnostaa tutkijoita, sillä se on mitä ilmeisimmin sitä alkuperäistä ja muuttumatonta materiaalia, mistä koko Aurinkokuntamme on muodostunut. Vaikka emme tiedä kuinka monta kierrosta komeetta on tehnyt nykyisellä radallaan, niin tutkijat eivät usko sen materiaalin kovinkaan paljoa muuttuneen alkuperäisestä.

Komeetat eivät ole ikuisia ja muuttumattomia, sillä jokaisen perihelin ohituksen aikaan ne yleensä menettävät merkittävän osan pintamateriaalistaan Auringon lämpösäteilyn ja tihentyvän aurinkotuulen vaikutuksesta. Lisäksi jäljelle jääväässä osassa tapahtuu kemiallisia reaktioita, jotka voivat tuottaa yhdisteitä (tholiineita), joita alkuperäisessä materiaalissa ei ole. Tholiini ovat tummia kemiallisia yhdisteitä, jotka tummentavat komeetan pintaa merkittävästi. Mitä useammin komeetta on perihelinsä ohittanut, sen pienempi ja tummempi se on. Tutkijat arvioivatkin, että lyhyellä (< 200 vuotta) kiertoradalla olevat komeetat voivat tehdä enintään noin tuhat perihelin ohitusta ennen kuin ne katoavat kokonaan.