3I/ATLAS – Pitkämatkainen kulkija

KAK – Kolmas tunnettu tähtienvälinen kappale, 3I/ATLAS, on nyt saanut perusteellisen ratalaskennan ja dynaamisen analyysin. Uusi tutkimus ^[1] käy läpi sen liikeradan miljoonien vuosien taaksepäin Galaksin potentiaalissa ja tutkii, onko sen menneisyydestä löydettävissä tähtiä, jotka olisivat joskus vaikuttaneet sen kulkuun.

Syväkuva tähtienvälisestä komeetasta 3I/ATLAS, joka on otettu Gemini Multi-Object Spectrograph (GMOS) -observatoriolla Gemini Southissa Cerro Pachónissa Chilessä. Kuvassa näkyy komeetan laaja koma - kaasu- ja pölypilvi, joka muodostuu komeetan jäisen ytimen ympärille sen lähestyessä Aurinkoa. Pyrstö, joka ulottuu noin 1/120 asteen päähän taivaalla on suuntautunut poispäin Auringosta.

Valotukset seurasivat komeettaa sen kulkiessa taivaan poikki, ja lopullinen kuva on koostettu siten, että tähdet pysähtyivät paikalleen havainnon aikana. Kuvassa näkyy myös kaksi pientä värillistä jälkeä, jotka ovat peräisin toisistaan riippumattomista asteroideista, joiden liike poikkeaa komeetan liikkeestä.

Kuva: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/Shadow the Scientist
Image Processing: J. Miller & M. Rodriguez (International Gemini Observatory/NSF NOIRLab), T.A. Rector (University of Alaska Anchorage/NSF NOIRLab), M. Zamani (NSF NOIRLab). 

Tutkimus käytti Gaia DR3 -luettelon tietoja yli kolmen ja puolen miljoonan tähden tarkoista paikkoista ja nopeuksista. 3I/ATLAS:n rata määritettiin taaksepäin 10 miljoonan vuoden ajalle, käyttäen yksityiskohtaista mallia Galaksin gravitaatiopotentiaalista.

Laskelmissa etsittiin tilanteita, joissa komeetta ja tähti kulkevat alle kahden parsekin etäisyydeltä toisistaan. Raja määriteltiin siten, että ohitettu tähti voisi muuttaa komeetan rataa havaittavasti. Monte Carlo -simulaatiot huomioivat sekä komeetan että tähtien astrometriset epävarmuudet, jotta löydettäisiin vain aidosti todennäköiset kohtaamiset.

Lopputulos oli yllättävän yksiselitteinen. Tutkijat löysivät 93 mahdollisesti läheistä kohtaamista, mutta mikään niistä ei ollut dynaamisesti merkittävä. Merkittävin kohtaaminen oli tähden Gaia DR3 6863591389529611264 ohitus noin 0,30 parsekin (noin 1 valovuosi) etäisyydeltä, suhteellisnopeuden ollessa 35 km/s. Tällainen ohitus aiheutti komeetan nopeuteen hyvin pienen ^[2] muutoksen – täysin merkityksetön Galaktisessa mittakaavassa. Radan suunta muuttui vain aavistuksen verran ^[3].

 

Galaktinen kulkija ohuessa levyssä

Kun komeetan liike asetettiin Galaktiseen viitekehykseen, sen ominaisuudet vastasivat hyvin ohuen levyn ^[4] tähtipopulaatiota. Sen pystyliike pysyy |Z| < 0,42 kpc rajoissa, ja kokonaisnopeus Aurinkoon nähden on noin 55 km/s – tyypillinen arvo ohueen levyyn kuuluville tähdille.

Tilastollisesti sen todennäköisyys kuulua tähän ryhmään on noin 20-kertainen paksuun levyyn verrattuna. Tämä tarkoittaa, että 3I/ATLAS on todennäköisimmin peräisin tavallisesta, melko nuoresta tähtijärjestelmästä Galaksin ohuessa kiekossa.

Dynaamisen “iän” perusteella sen matkanteko on kuitenkin voinut kestää useita miljardeja vuosia. On mahdollista, että se on sinkoutunut ulos alkuperäisestä järjestelmästään planeettadynamiikan seurauksena jo varhain, ja on sen jälkeen kulkenut hiljaisesti tähtienvälisessä avaruudessa ennen saapumistaan Aurinkokuntaan.

Tutkimuksen johtopäätös on ehkä antikliimaksinen, mutta samalla hyvin informatiivinen: 3I/ATLAS:n rata on säilynyt lähes häiriöttömänä vähintään 10 miljoonan vuoden ajan.

Yksikään tunnettu tähti ei ole tullut lähelle sitä, eikä sen liikerataa voida yhdistää mihinkään nykyisin havaittavaan tähtijärjestelmään. Tämä tekee sen alkuperästä tuntemattoman. Samalla tutkimustulos vahvistaa käsitystä siitä, että tähtienväliset kappaleet todella liikkuvat Galaksissa vapaasti ja lähes häiriöttömästi.

 

Lähde ja viitteet

[1] “3I/ATLAS: In Search of the Witnesses to Its Voyage” (Perez-Couto et al. 2025). https://arxiv.org/pdf/2509.07678

[2] Δv≃5×10⁻⁴ km/s

[3] θ ≃ 1,6×10⁻⁵ radiaania, mikä tarkoittaisi 100 miljoonan vuoden aikana noin 0,05 parsekin poikkeamaa aikaisemmasta suunnasta.

[4] Linnunrata koostuu useasta osasta: ohut levy, paksu levy, tähtihalo, keskuspullistuma  ja galaksin keskusalue. Näistä kaksi ensimmäistä – ohut ja paksu levy – muodostavat suurimman osan galaksin kiekkomaisesta osasta, jossa Aurinkokin sijaitsee.

Ohut levy

Ohut levy on nuorempi, tiheämpi ja litteämpi osa Galaksin kiekkoa. Sen paksuus (tähtien jakauman mitta Z-suunnassa) on tyypillisesti noin 300–400 parsekia. Tässä levyosassa sijaitsee suurin osa nuorista ja keski-ikäisistä tähdistä, kaasusta, pölystä ja tähtienvälisistä pilvistä. Tässä Linnunradan osassa tapahtuu edelleen aktiivista tähtienmuodostusta.

Tähtien radat ovat melko ympyrämäisiä ja pysyvät lähellä galaksin keskitasoa. Metallipitoisuudet ovat yleensä korkeat: [Fe/H] ≳ −0,3, eli tähdet sisältävät paljon raskaampia alkuaineita (metalleja), jotka ovat syntyneet aikaisempien tähtisukupolvien supernovissa. Tyypillinen nopeusdispersio on pieni: vain noin
20–40 km/s pystysuunnassa galaksin tasoon nähden. Aurinko kuuluu ohueen levyyn.

Paksu levy

Paksu levy on vanhempi ja harvempi Linnunradan rakenne, joka ulottuu paljon korkeammalle galaksin keskitasosta, noin 900–1200 parsekin korkeuteen. Tähdet ovat ikääntyneitä (8–12 Gyr) ja niiden metallipitoisuus on alhainen, [Fe/H] ≈ −0,5...−1,0. Niiden liikkuvat epäsäännöllisemmillä ja kallistuneemmilla radoilla, ja niiden nopeusdispersio on suurempi (50 – 70 km/s). Näiden tähtien synty on jo lakannut, joten siellä ei ole merkittävästi kaasua eikä aktiivisia tähtienmuodostusalueita. Kinematiikan puolesta paksu levy pyörii hieman hitaammin Galaksin keskustan ympäri kuin ohut levy.

Komeetta 3I/ATLAS

KAK – Ensimmäinen tähtienvälisestä avaruudesta tullut komeetta, 3I/ATLAS, ohitti tänään Marsin suhteellisen läheltä. Etäisyyttä Marsiin oli vain noin 0,19 au (30 miljoonaa km) kello 4 UTC aikaan (kello7 Suomen aikaa). Komeetan nopeus Marsin suhteen oli noin 86 km/s. Komeetan liikerata on päinvastainen kuin Marsin liikesuunta Auringon ympäri, joten kohtaamisnopeus on melkoisen suuri.

NASAn julkaisema kuva komeetta 3I/ATLAS:sta. Kuvassa näkyy koma ja siitä lähteä pyrstö. Taustataivaan tähdet näkyvät viiruina kaukoputken seuratessa komeettaa. Kuva NASA.

Komeetta on siis retrogradisella radalla, radan inklinaatio on 135,5°. Tämä tarkoittaa sitä, että komeetan liikesuunta on Aurinkokunnan yleistä liikesuunnan suhteen vastakkainen. Tästä johtuu, että myös havaintoikkunat ovat suhteellisen lyhyitä Aurinkokuntamme komeettoihin verrattuna.

Marsin kiertoradalla ja Marsin pinnalla olevat luotaimet tekevät havaintoja komeetan ollessa Marsia lähimmillään. Luotaimia ei kuitenkaan ole suunniteltu komeettojen havaitsemiseen, joten niillä on hyvin rajalliset kyvyt tehdä merkittäviä havaintoja.

Marsin kiertoradalla olevilla ESA:n Mars Express ja ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) ovat avainasemassa havaintojen teossa. Myös Marsin kiertoradalla oleva Mars Reconnaissance Orbiter:n on tarkoitus tehdä havaintoja komeetasta. Näillä laitteilla on mahdollista havaita komeetan komaa ja pyrstöä, jotka koostuvat pölystä ja kaasuista, sillä ne ovat näkyviä luotainten kameroissa. Lisäksi luotaimissa on spektrografeja, joilla voidaan tehdä havaintoja vedestä ja hiilidioksidista ja muista haihtuvista kaasuista. Lisäksi niiden avulla on mahdollista tehdä pitkittäishavaintoja, kuinka koman ja pyrstöjen kirkkaudet muuttuvat sinä aikana, kun komeetta on luotainten havaintolaitteiden näkyvissä.

Komeetta saavuttaa perihelin lokakuun 29. päivänä. Silloin sen etäisyys Auringosta on 1,356 au (203 456 000 km) ja komeetan nopeus on noin 68 km/s. Perihelin jälkeen komeetan rata vie sen kauemmaksi Auringosta ja lopulta komeetta poistuu Aurinkokunnasta.

Marsin jälkeen komeetta tulee Jupiterin läheisyyteen, vaikka ohitus tapahtuukin melko kaukaa. Lyhimmillään komeetan ja Jupiterin välinen etäisyys on maaliskuun 16. päivänä 2026. Silloin näiden kappaleiden välinen etäisyys toisistaan on 0,359 au.

Saturnuksen radan komeetta ylittää heinäkuussa 2026, Uranuksen toukokuussa 2027 ja Neptunuksen maaliskuussa 2028. Nämä Aurinkokuntan uloimmilla radoilla olevat planeetat ovat kaikki kaukana komeetasta sen ylittäessä niiden radat.

Komeetan rata on merkitty punaisella viivalla ja himmeällä harmaalla on merkitty ekliptikantaso ja siihen liittyvät pystysuorat viivat kertovat radan korkeuden ekliptikan suhteen. Komeetta (liike vasemmalta oikealle) on tähän asti ollut ekliptikan eteläpuolella mutta Marsin ohittamisen jälkeen se siirtyy ekliptikan pohjoispuolelle. Kuvakaappaus Van Buiten komeettasivun ratalaskurista.

Maan suhteen komeetta on kaiken aikaa melkoisen kaukana. Lyhimmillään komeetan etäisyys Maasta on joulukuun 19. (2025) päivänä, jolloin sen etäisyys on 1,797 au. Suuresta etäisyydestä johtuen, komeetan kirkkaus on vähäinen. Tänään se näkyisi parhaimmillaan noin m_v=12,7 kirkkaudella, etäisyyden ollessa noin 2,492 au. Lisäksi sen deklinaatio on pieni ( –10° 38’). Lisäksi sen havaitsemisen tällä hetkellä estää Auringon läheisyys. Seuraavan kerran komeettaa voidaan havaita Maasta marraskuusta alkaen, jolloin sen kirkkauden arvioidaan olevan suurin, noin m_v=11,5.

Joulukuussa komeetasta voisi tehdä havaintoja kohtalaisen kokoisella harrastaja kaukoputkella. Etäisyyden ollessa lyhin (19.12.2025) komeetan lasketaan olevan kirkkaudeltaan m_v=13,7. Valokuvaamalla ja pinoamalla muutaman kymmen kuvaa, sen pitäisi tulla näkyville kohtalaisen helposti. Joulukuussa komeetan deklinaatio on noin 7° ja se kasvaa hiljalleen ajan kuluessa, joten Suomesta se näkyy kohtalaisella korkeudella. Havaintoaika vain on aamuyöstä tai varhain aamulla (etelämerdiaanin ylitys on noin kello 5.20), jolloin komeetta on korkeimmillaan horisontista 35° (Tampere) korkeudella.

 

Kuinka suuri on komeetta 3I/ATLAS?

Kuten aina, uuden kohteen koko kiinnostaa niin tutkijoita kuin maallikkojakin. Komeetat ovat erityisen vaikeita kohteita, sillä ne ovat lähes aina niin pieniä kappaleita, että itse komeettaydintä on lähes mahdotonta nähdä. Pienen koon lisäksi ytimen havaittavuutta vaikeuttaa komeetan ympärille kehittyvät kaasukehä, jonka kirkkaus estää ytimen näkymisen melko tehokkaasti.

Elokuussa 2025 julkaistujen Hubble-havaintojen perusteella ytimen säde on enintään 2,8 km, jos oletetaan albedon olevan 0,04. Tämä antaa ylärajaksi halkaisijan noin 5,6 km. Samassa analyysissä alaraja saatiin noin 0,16 km:n säteelle. Tämä riippuu siitä, mitä haihtuvia aineita (vesijää, hiilimonoksidi) komeetassa on.

Parhaiden havaintojen perusteella 3I/ATLAS:n ytimen koko on todennäköisesti alle 5 – 6 km halkaisijaltaan. Arviot pienemmästä ytimestä, noin kilometrin luokkaa, ovat täysin mahdollisia. Suuret, kymmenien kilometrien kokoluokkaa olevat vaihtoehdot jäävät vähemmän todennäköisiksi, mutta niitä ei voi täysin sulkea pois ennen kuin lisähavaintoja saadaan.

 

Lähteet

·         ArXiv: Hubble observations of interstellar comet 3I/ATLAS

·         ArXiv: SPHEREx observations of 3I/ATLAS

·         Astrobiology.com: Hubble makes size estimate of interstellar comet 3I/ATLAS (2025-08-29)

·         Avi Loeb (Medium): Is the nucleus of 3I/ATLAS 15 kilometers in diameter?

·         astro.vanbuiten.nl

 

 

3I/ATLAS on tavanomaisen kokoinen

KAK / ESA lehdistötiedote — Kansainvälinen tutkimusryhmä, johtajanaan David Jewitt (Department of Earth, Planetary and Space Sciences, UCLA, Los Angeles, CA 90095), on ottanut kaikkien aikojen terävimmän kuvan odottamattomasta tähtienvälisestä komeetasta 3I/ATLAS käyttämällä NASA:n/ESA:n Hubble-avaruusteleskooppia.

Tämä kuva tähtienvälisestä komeetasta 3I/ATLAS otettiin Hubble-avaruusteleskoopin laajakenttäkameralla 21. heinäkuuta 2025. Mittakaavapalkki on merkitty kaarisekunneissa. Pohjois- ja itäkompassinuolet osoittavat kuvan suunnan taivaalla. Tämä kuva on otettu näkyvän valon (max. 587,4 nm) aallonpituudella. Kuva: NASA, ESA, D. Jewitt (UCLA); kuvankäsittely: J. DePasquale (STScI).

Hubble-havaintojen ansiosta tähtitieteilijät voivat arvioida tarkemmin komeetan jäisen ytimen kokoa. Ytimen halkaisijan yläraja on 5,6 kilometriä, vaikka se voisi olla vain 320 metriä, tutkijat raportoivat. Hubble-kuvat asettavat tiukemmat rajoitukset ytimen koolle kuin aiemmat maanpäälliset arviot. Komeetan kiinteää ydintä ei voi tällä hetkellä havaita suoraan edes Hubblen avulla. Muiden observatorioiden, kuten NASA/ESA/CSA:n James Webb -avaruusteleskoopin, havainnot tulevat tarkentamaan tietojamme komeetasta, koon lisäksi myös sen kemiallisesta koostumuksesta.

Hubble kuvasi komeetan Auringon lämmittämältä puolelta purkautuvan pölypilven ja ytimestä poispäin virtaavan pölypyrstön. Tutkimustietojen mukaan massahäviö vastaa komeettoja, jotka havaitaan ensimmäisen kerran noin 480 miljoonan kilometrin etäisyydellä Auringosta. Pölymäärä on yhtäläinen aiemmin havaittujen Aurinkokuntaan kuuluvien ja Aurinkoa lähestyvien komeettojen massahäviön kanssa. Suuri ero on siinä, että tämä tähtienvälinen vierailija on peräisin jostain toisesta tähtikunnasta muualta Linnunradastamme.

3I/ATLAS kulkee Aurinkokuntamme läpi noin 58 km/s nopeudella, mikä on suurin koskaan mitattu vierailevalle kappaleelle. Tämä vauhti on todiste siitä, että komeetta on ajelehtinut tähtienvälisen avaruuden halki miljardeja vuosia. Useiden tähtien ja tähtisumujen ohitusten gravitaatiovaikutus on kiihdyttänyt komeetan nopeutta. Mitä kauemmin 3I/ATLAS on ollut tähtienvälisessä avaruudessa, sitä suuremmaksi sen nopeus on kasvanut.

Tutkimus julkaistaan The Astrophysical Journal Letters -lehdessä. Se on jo saatavilla täällä.

Komeetta tähtienvälisestä avaruudesta

KAK/ ESA:n tiedote – Tähtitieteilijät ovat vahvistaneet harvinaisen vierailijan löytämisen: komeetta tulee Aurinkokunnan ulkopuolelta.

Löytö on saanut luettelotunnuksen 3I/ATLAS, ja se on hiljattain tunnistettu tähtienvälinen kohteeksi. Se on vasta kolmas laatuaan koskaan havaittu kuuluisien 1I/Oumuamua vuonna 2017 ja 2I/Borisov vuonna 2019 jälkeen. Suomessa ^[1] useampaan kameraan 23.10.202022 tallentunut meteorin aiheuttanutta pienkappaletta pidetään ilmeisesti sen verran vähäpätöisenä, että sille ei ole kansainvälistä I-tunnusta annettu.

Komeetta näkyy himmeänä pisteenä kuvan keskellä. Muut kohteet ovat taustataivan tähtiä, joiden suhteen komeetta liikkuu.  Kuva ESA/Las Cumbres Observatory.

Komeetta havaittiin ensimmäisen kerran 1. heinäkuuta 2025 Asteroid Terricular-impact Last Alert System (ATLAS) -teleskooppilla (Río Hurtado, Chile). Sen epätavallinen suunta herätti heti epäilyksiä kappaleen alkuperäksi tähtienvälistä avaruutta. Tämän vahvistivat myöhemmin tähtitieteilijät ympäri maailmaa, ja kohde sai tunnuksen 3I/ATLAS, mikä osoittaa sen aseman kolmantena tunnettuna tähtienvälisemä matkaajana.

3I/ATLAS on tällä hetkellä noin 670 miljoonan kilometrin etäisyydellä Auringosta ja lähestyy periheliä, jonka se saavuttaa lokakuun lopulla 2025. Periheli on Marsin kiertoradan sisäpuolella. Kappaleen kooksi arvioidaan olevan jopa 20 kilometriä halkaisijaltaan ja sen nopeus noin 60 km/s suhteessa Aurinkoon. Nopeus on sen verran suuri, että se tulee myös poistumaan Aurinkokunnastamme aikanaan. 3I/ATLAS ei aiheuta vaaraa maapallolle, sillä se ei tule lähemmäksi Maata kuin 240 miljoonaa kilometriä, yli 1,5 au:n etäisyydelle.

Heti lähestyvän kappaleen havaitsemisen jälkeen automaattiset havaitsemisjärjestelmät varoittivat ESA:n tähtitieteilijöitä, jotka osallistuvat vanhempien havaintojen kartoitukseen, jotta komeetan rata voitaisiin määrittää mahdollisimman tarkasti. Tämä toiminta ja tehtävä tunnetaan nimellä ‘precovery. ’

ESA-tähtitieteilijät käyttävät kaukoputkia Havaijilla, Chilessä ja Australiassa seuraamaan komeetan etenemistä. Jotkut näistä kaukoputkista ovat ESA: n omistuksessa, ja toisia voidaan käyttää pitkäaikaisten kumppanuussopimusten ansiosta. Nämä ponnistelut ovat osa ESA: n laajempaa tehtävää havaita, seurata ja luonnehtia maapallon lähellä tulevia kohteita (NEO), vaikka 3I/ATLAS ei olekaan yksi niistä.

Lähestyvä 3I/ATLAS on aktiivinen komeetta. Jos se lämpiää riittävästi lähestyessään Aurinkokuntamme sisäosia, se voi tuottaa itselleen pyrstön. Ensimmäiset merkit pyrstön muodostumisesta onkin jo havaittu ja tästä syystä sitä pidetään komeettana. Perihelin aikaan komeetta sijaitsee samalla suunnalla kuin Aurinko Maasta katsottuna. Näin ollen se ei ole näkyvissä, mutta sen odotetaan ilmaantuvan näkyviin joulukuun alussa. Tällöin se on jälleen havaittavissa ja mahdolliset perihelin aikaiset muutokset tulevat näkyviin.

Se, mikä tekee tähtienvälisistä kohteista niin poikkeuksellinen, on alkuperä. Vaikka jokaisella planeettakuntamme planeetalla, kuulla, asteroidilla ja komeetalla on yhteinen alkuperä, tähtienväliset vierailijat ovat todella ulkopuolisia. Ne ovat muiden planeettajärjestelmien jäännöksiä, joilla on erilainen synty- ja kehityshistoria, ja ne voivat kertoa meille paljon lisää maailmankaikkeuden toiminnasta.

Havainnekuva Comet Interceptor mission luotaimista lähestymässä komeettaa. Kuva ESA.

Tulipa komeetat tähtienvälisestä avaruudesta tai omaan Aurinkokuntaamme kuuluvasta Oortinpilvestä, ne tarjoavat mahdollisuuden tutkia niiden ainukertaisia piirteitä ja ominaisuuksia. ESA valmisteleekin operaatiota ”Comet Interceptor mission” ^[2], jossa vuoden 2029 aikana sijoitetaan luotain Maan Lagrangen pisteeseen (L2). Luotain ”pysäköidään” sinne odottamaan sopivaa komeettaa, jonka luotain voisi tavoittaa.

Jos tällainen komeetta havaitaan, niin pysäköity luotain lähettää kaksi mukanaan kuljettamaa pienempää luotainta kohtaamaan tulijan. Kahdella luotaimella voidaan havaita komeetta eri puolilta ja eri etäisyyksiltä, jolloin mahdollisesti saatava data on mahdollisimman monipuolista ja samalla se tarjoaa tarkastella kohdetta 3D-tilassa. Ei ole mitään varmuutta siitä, tuleeko tällaista komeettaa sinä aikana, jonka luotain voi toimia, mutta sillä on kuitenkin paljon paremmat mahdollisuudet onnistua tehtävässä kuin vasta sitten Maasta lähetettävällä luotaimilla.

 

Viitteet

[1] Voit lukea tästä tapahtumasta Avaruusmagasiinin artikkelista ”Tähtienvälinen meteoroidi hipaisi maapallon ilmakehää”  ja Tähdet ja avaruus -lehti no. 2/2023: Mikko Suominen ja Marko Pekkola: ”Suomen yllä viiletti tähtienvälinen meteoroidi.”

[2] Lue artikkeli ”Top five questions Comet Interceptor will help answer” .

Hyödyllistä tietää

Lue myös ESA:n englanninkielinen artikkeli ”How are comets named?”

 

Komeetta haihtui ”taivaan tuuliin”

C/2024 S1 (ATLAS) oli komeetta, jonka ATLAS-HKO havaitsi Havaijilta 27. syyskuuta 2024. Komeetta olisi ohittanut perihelin 28. lokakuuta 2024 noin 0,008 au:n (1,2 miljoonan kilometrin) etäisyydellä Aurinkokunnan barysentristä (massakeskipisteestä). Viimeisin havainto siitä tehtiin SOHO/LASCO C2 -kameralla 28.10.2024 kello 7.00 UTC aikaa. Komeetta kirjaimellisesti haihtui ”taivaan tuuliin”. Ennen katoamistaan komeetalla oli samanlainen rata kuin Kreutzin auringonhipojilla^[1], jotka syntyivät suuren komeetan pirstoutuessa ehkä noin 1 000 – 2 000 vuotta sitten.

C/2024 S1 11. lokakuuta 2024. Huomaa ytimen pitkänomainen muoto, joka voi olla merkki pirstoutumisesta. Kuva Wikimedia Commons.

 

Komeetta löydettiin ATLAS-tutkimuksen aikana Havaijin Haleakalassa sijaitsevalla 0,5 metrin teleskoopilla. Tuolloin komeetan näennäiseksi magnitudiksi arvioitiin m_v=15,3, ja sen koman halkaisija oli noin 30 kaarisekuntia. Myöhempien havaintojen mukaan koman halkaisija oli kolme kaariminuuttia ja pyrstö noin 2,5 kaariminuutin mittainen. Komeetalla oli väriltään vihertävä, joka johtui luultavasti kaksiatomisesta hiilestä. Komeetan näennäisen kirkkauden arvioitin olevan noin m_v=11,5 joka kirkkaus pysytteli lähes muuttumattomana koko seuraavan viikon.

Lokakuun 8. päivänä havaittiin, että komeetta oli pitkänomainen ja että siltä puuttui tiivistynyt koma. Kirkkaushavainnot osoittivat sen olevan himmeämpi kuin 3. lokakuuta. Himmeneminen arveltiin olevan seurausta komeettaytimen hajoamisesta. 

 Komeetta C/2024 S1 ATLAS lähestymässä periheliään. Komeetta on ympyröity. Kuva SOHO/LASCO C3.

 Myöhemmät havainnot 15. lokakuuta alkaen osoittivat kuitenkin hyvin tiivistyneen koman ja komeetta kirkastui kaksi kirkkausluokkaa 15. ja 16. lokakuuta välisenä aikana. 19. lokakuuta koman halkaisijan arvioitiin olevan 2,4 kaariminuuttia, kun taas pyrstö oli noin 24 kaariminuutin pituinen. Lokakuun 20. päivänä komeetan näennäisen kirkkaus oli m_v= 8,2, mutta seuraavana päivänä sen ilmoitettiin himmenneen mv=10:een. Haavaintojen mukaan koman ja pyrstön koot pienenivät, mikä osoitti, että toinen purkaus oli tapahtunut.

Lokakuun 23. päivänä koman halkaisijaksi mitattiin yksi kaariminuutti, sen kirkkaus oli m_v=10,8 ja pyrstön pituus 17 kaariminuuttia.

Vain muutama tunti ennen perihelin saavuttamista komeetta haihtui kahdessa tunnissa, mikä näkyi SOHO LASCO C2:n kuvissa 28. lokakuuta kello 07.00 UTC.

Spekulaatiot perihelin aikaisesta kirkkaudesta olivat luokkaa m_v= –5 — –7.  Kirkkaudeltaan se olisi siis ollut moninkertainen Venuksen kirkkauteen verrattuna. Jos komeetta olisi selvinnyt perihelin ohituksesta ja sen kirkkaus olisi säilynyt, niin se olisi näkynyt ennen auringonnousua eteläiseltä pallonpuoliskolta suhteellisen hyvin.

Toiseksi viimeinen kuva LASCO C2 kamerasta. Viimeisessä kuvassa komeetta oli erittäin himmeä. Kuva SOHO/LASCO C2.

 Lisätietoja

[1] Auringonhipojia on havaittu jo satojen vuosien ajan. Nämä ovat komeettoja, joiden periheli on hyvin lähellä Aurinkoa. Perihelin läheisyydessä komeettojen kirkkaus kasvaa ja usein ne pirstoutuvat pienempiin kappaleisiin, monet niistä eivät kuitenklaan ole selvinneet periheliohituksesta ja kadonneet.

1890-luvulla Heinrich Kreutz tutki siihen asti havaittuja komeettoja ja totesi, että osa niistä oli auringonhipojia ja osa ei. Hän havaitsi myös, että ne komeetat, jotka todella olivat auringonhipojia, noudattivat kaikki samanlaisia kieroratoja, eli ne olivat kaikki yhden hajonneen komeetan sirpaleita. On todennäköistä, että alkuperäinen oli hyvin iso komeetta ja sen fragmentit ovat hajonneet toistuvasti, kun ne kiersivät Aurinkoa noin 800 vuoden välein. Hänen työnsä kunniaksi tämä komeettaryhmä nimettiin Kreutzin auringonhipojiksi. Myöhemmin on tunnistettu myös muita auringonhipojien ryhmiä, mutta Kreutzinrymän komeettojen lukumäärä on suurin.

[2] SOHO/LASCO C2 ja C3 kameroilla on havaittu yli 5 000 komeettaa, joista hyvin suuri joukko on ollut auringonhipojia. Kaikki kameroissa näkyvät komeetat eivät kuitenkaan ole auringonhipojia kuten esimerkiksi komeetta C/2023 A3 (Tsuchinshan-ATLAS). Se vain sattui olemaan samalla suunnalla kuin Aurinko Maasta katsottuna. Todellisuudessa tämä komeetta oli Merkuriuksen ja Venuksen ratojen välissä näkyessään LASCO C3 -kamerassa.

 

 

Komeetta tulee

Komeetta C/2023 A3 (Tsuchinshan-ATLAS) on ollut viime päivinä hankalasti havaittavissa, sillä sen kirkastuminen ei ole edennyt odotusten mukaisesti. Syyskuun 27. päivänä 2024, komeetta ohitti perihelinsä, mutta sen havaitseminen on ollut haastavaa Auringon läheisyyden vuoksi. Joitain havaintoja on kuitenkin tehty, mutta kirkkauden arviointi on ollut vaikeaa Auringon häikäisyn vuoksi. Havaintojen mukaan komeetan ydin saattaa olla hajonnut, mikä voi vaikuttaa sen tulevaan näkyvyyteen​.

Havainnekuva siitä, miltä komeetta C/2023 A3 (Tsuchinshan-ATLAS) voisi näyttää Suomessa lokakuun puolivälissä, jos kirkastuminen tapahtuisi kaikkein hurjimpien ennusteiden mukaisesti.

Lokakuussa komeetta siirtyy paremmin havaittavaksi illalla Suomen taivaalla. Parhaimmillaan se saattaa saavuttaa kirkkauden, joka tekee siitä näkyvän paljain silmin, mutta todennäköisesti kiikarit tai kaukoputki ovat tarpeen. Komeetta nousee korkeammalle iltataivaalle noin 13. – 14. lokakuuta lähtien, ja sitä kannattaa etsiä länsitaivaalta auringonlaskun jälkeen​.

Komeetan arvioidaan olevan peräisin kaukaisesta Oortin pilvestä. C/2023 A3:n kiertoaika Auringon ympäri on noin 80 660 vuotta, mikä tekee siitä erittäin pitkäperiodisen komeetan. Saattaa olla, että komeetta onkin ensimmäisellä vierailullaan Aurinkokunnan sisäosissa. Tämä tarkoittaa, että sen alkuperä on todennäköisesti hyvin kaukana Aurinkokunnassa, Oortin pilvessä. Monet muut komeetat kiertävät Aurinkoa huomattavasti nopeammin, esimerkiksi Halley vain noin 76 vuoden välein.

​Komeetta on siis erittäin pitkäomaisella radalla. Se ei ole kuitenkaan auringonhipoja (engl. sungrazer), mikä erottaa sen merkittävästi joistakin muista Oortin pilvestä tulevista komeetoista. Auringonhipojien radat vievät ne erittäin lähelle Aurinkoa, joskus jopa muutaman tuhannen kilometrin etäisyydelle sen pinnasta, mikä voi johtaa komeetan hajoamiseen voimakkaan lämmön ja vuorovesivoimien vuoksi.

C/2023 A3:n perihelin etäisyys Auringosta on noin 58 miljoonaa kilometriä (0,39 AU), mikä on huomattavasti kauempana kuin esimerkiksi auringonhipojilla. Tämä myös tekee sen radasta vähemmän dramaattisen kuin esimerkiksi Kreutzin ryhmän komeetoilla, jotka ovat tunnetuimpia auringonhipojia.

​Komeetta C/2023 A3 (Tsuchinshan-ATLAS) on lähimpänä Maata 13. lokakuuta 2024. Tällöin etäisyys Maahan on noin 70 miljoonaa kilometriä (0,46 AU). Tämä ajankohta tarjoaa parhaan mahdollisuuden komeetan havaitsemiseen, sillä silloin se on nousemassa korkeammalle iltataivaalla ja kirkkauden ennustetaan olevan suurimmillaan. Vaikka perihelin ohitus oli jo syyskuun lopulla, komeetan näkyvyys paranee, kun se liikkuu pois Auringon häikäisystä ja kohti Maan suuntaa.

Jos komeetan kirkkaus kasvaa ennusteiden mukaisesti tai jopa hieman niitä kirkkaammaksi, komeetta pitäisi olla helppo havaintokohde paljain silmin. Luonnollisesti kiikari tai kaukoputki helpottaa komeetan näkymistä, jos kirkkaus on juuri ja juuri kirkkaampi kuin taustataivas. Kiikarille tarvitset jalustan ja kaukoputkelle jopa seurantajalustan.

Valokuvaaminen on monen komeettahavaitsijan suunnitelmissa. Sitä varten tarvitset pitkäpolttovälisen objektiivin kameraan. Polttovälin pituudet alkavat noin 300 mm ja uskoisin käyttökelpoisen pisimmän polttovälin olevan noin 600 mm. Tällaisella 600 mm objektiivilla saa samaan kuvaan jo melkoisen pätkän pyrstöä, ja ehkä jopa koko näkyvissä olevan pyrstön, jos sen kirkkaus ei ylitä taustataivaan kirkkautta merkittävästi. Aina kun käytät pitkää polttoväliä kamerassa, niin se pitää kiinnittää jalustaan, jotta kuvista ei tulisi ”tärähtäneitä”. Tärähtämistä voi estää myös käyttämällä kauko-ohjainta tai etälaukaisinta. Jos sitä ei ole, niin aina on käytettävissä 2 tai 10 sekunnin ajastin, sellainen on jokaisessa kamerassa.

Monet varmaan yrittävät kuvata komeettaa kännykällään. En suosittele sitä, sillä niiden kameroissa on yleensä laajakulmaobjektiivi mutta ei riittävän zoomauksen mahdollistava objektiivi. Lisäksi kuvasta voi tulla paljon useimmin ”tärähtänyt”, kun kännykkää pidetään kädessä kuvauksen aikana. Ainakin kännykkä pitäisi kiinnittää kamerajalustaan kuvien onnistumisen varmistamiseksi. Tätä tarkoitusta varten on kameraliikkeissä myynnissä sopivia kiinnitysvälineitä.

Jos olet kiinnostunut aiheesta, niin voit lukea enemmän artikkelista Komeettavuosi 2024. Tästä artikkelista löydät linkit myös etsintäkarttoihin.

Päivitys 29.9.2024

Tuoreimpien havaintojen mukaan komeettaydin ei ole hajonnut, vaikka tätä artikkelin ingressissä hieman uumoiltiin. Kirkkauden kehitys on ollut odotusten mukaista (http://www.aerith.net/comet/catalog/2023A3/2023A3.html), joten komeetasta voi tulla aivan hyvä havaintokohde niin harrastajille kuin muillekin. 

Komeetan kirkkaudessa voi olla jonkinlainen lyhytaikainen maksimi eteenpäin sironnan vaikutuksesta lokakuun alkupuolella. Jos näin tapahtuu, komeetan kirkkaus voi ylittää ennusteet. Eteenpäin sironnan vaikutus ei kuitenkaan jatku muutamaa vuorokautta pitempään.

Komeettavuosi 2024

Vuotta 2024 voidaan hyvällä syyllä kutsua komeettavuodeksi, sillä vuoden aikana on havaittavissa kaksi erittäin kirkasta komeettaa. Näistä syyskaudella näkyvän komeetan odotetaan olevan paljain silmin näkyvä. Keväällä näkyvä on siinä rajalla, näkyykö vai ei paljain silmin. Tässä artikkelissa keskityn käsittelemään molempien komeettojen näkymistä.

Komeetta on hieno yötaivaalla näkyvä luonnonilmiö, jolle parhaimmillaan ei löydy vertaista. Havainnkuva © Kari A. Kuure.

 

12P/Pons–Brooks

Komeetta Pons–Brooks on ennen periheliä (21.4.2023) korkealla pohjoisella tähtitaivaalla ja tätä kirjoittaessani nähtävissä keskikokoisella harrastajakaukoputkella tai tähtikiikareilla.

Talven aikana komeetan reitti taivaalla kulkee aluksi Lyyran ja Joutsenen tähdistöjen kautta Sisiliskon, Pegasoksen ja Andromedan kautta Kaloihin, Oinaaseen lopulta Härän tähdistöön. Reitti on siis hyvin suoraviivainen ja komeetta on näkyvissä periheliin asti iltataivaalla lännessä. Pimeän laskeutuessa se on aluksi hyvin korkealla (yli 40°) mutta kevätkauden edistyessä aina vain matalammalla. Huhtikuussa komeetta on jo hyvin lähellä horisonttia ja vain hieman aikaisemmin laskeneen Auringon jäljiltä taivas on vielä vaalea. Tämä vaikeuttaa havainnointia, mutta jos komeetta kirkastuu riittävästi, niin sinällään vaalea taustataivas ei pitäisi tuottaa havaintovaikeuksia.

Komeetta 12P/Pons–Brooks'in etsintäkartta Talvella ja keväällä 2024. Kuva © Kari A. Kuure.

 Komeetan löysi Jean Louis Pons 12, heinäkuuta 1812. Pons ei kuitenkaan ollut ainoa komeetan löytäjä, vaan samana vuonna Vincent Wisniewski ja Alexia Bouvard havaitsivat sen elokuussa toisistaan tietämättä. Alustavien havaintojen jälkeen Johann Franz Encke laski komeetan kiertoajaksi 70,68 vuotta. Komeettaa odotettiin vuonna 1883 näkyvän uudelleen. Vuoden kuluessa komeetta ei kuitenkaan näkynyt, kunnes syyskuun 2. päivänä 1883 William Robert Brooks havaitsi sen sattumalta.

Pons-Brook on Halley-tyyppinen komeetta. Sen radan kiertoaika on lyhytjaksoinen (20 – 200 vuotta) ja radan inklinaatio hyvin jyrkkä 74,2 astetta. Tästä syystä komeetta on vain lyhyen aikaa ekliptikan tasossa ja suurten planeettojen vaikutus sen rataan on vähäistä. Tutkijat pitävätkin komeetan radan olevan hyvin stabiili vuodesta 1740 aina vuoteen 2167 asti.

Seuraavalla kierroksella komeetta kirkastui 1.7.1953 ja toisen kerran maaliskuussa 1954. Komeetta oli tällöin perihelissä 2.1.1953 ja parhaiten iltataivaalla se oli näkyvissä joulukuussa 1952. Vuoden 1953 kirkastuminen oli 100-kertaista. Kirkastumiset aiheutuvat kryovulkaanisesta aktiivisuudesta, jossa avaruuteen purkautuu äkillisesti runsaasti kaasuja, jäitä ja pölyä. Tässä suhteessa Pon-Brooks tuntuu olevan erityisen aktiivinen. Meksikolaiset tukijat esittivät vuonna 2011, että komeetasta olisi irronnut noin kilometrin luokkaa oleva kappale vuoden 1883 perihelin ohituksen yhteydessä. Elokuussa 1883 havaittiin maapallon läheisyydessä monia kappaleita, jotka ohittivat planeettamme vain 533 – 8 062 km etäisyydeltä. Aivan varmaksi ei kuitenkaan niiden alkuperää ole pysytty määrittämään ja muitakin mahdollisia lähteitä niille on olemassa.

Komeetta 12P/Pons–Brooks:n näkyminen perihelin aikaan. Kuva © Kari A. Kuure.

 

Komeetta Pons-Brooks on jälleen lähestymässä periheliä, joka on 21.4.2023. Ja kuten aikaisemmillakin kierroksilla komeetta on osoittanut aktiivisuuden merkkejä jo noin vuotta ennen periheliä. Vuoden 2023 aikana komeetta kirkastui kahdesti noin 100-kertaiseksi ja kerran noin 40-kertaiseksi. Kirkastumiset tapahtuivat heinäkuussa, lokakuussa ja marraskuussa.

Tällä kierroksella komeetan kiertoaika on 71,29 vuotta, perihelietäisyys 0,78 au ja radan inklinaatio 74,19°. Maata lähimmillään se on 2.6.2024, jolloin sen etäisyys on 1,55 au. Komeetan kirkkaus on tällä hetkellä m_v=10. Ennusteen mukaan komeetan kirkkaus voisi saavuttaa perihelin aikoihin kirkkauden m_v=4. Jos näin käy, komeettaa voisi olla hieman vaikea havaita vaalealta taivaalta huhtikuussa.

Tässä on pieni toivon kipinä kuitenkin olemassa ja se on syy myös tämän komeetan ottamiseen tähän artikkeliin: Jos komeetta kirkastuu ennen periheliä huhtikuussa vaikkapa 100-kertaiseksi, silloin komeetta voisi olla aivan hienosti nähtävissä paljain silmin kuukauden ensimmäisellä puoliskolla. Olipa tilanne mikä tahansa, niin kiikareilla ja kaukoputkilla komeetta on varmastikin näkyvissä.

 

C/2023 A3 Tsuchinshan-ATLAS

Komeetta C/2023 A3 on todella ”suuri komeetta”, sillä sen maksimikirkkaudeksi ennustetaan m_v=0, jonka se saavuttaa perihelin aikaan 27.9.2024. Komeetta lähestyy Aurinkokunnan sisäosaa ekliptikan pohjoispuolelta. Ennen periheliä se siirtyy ekliptikan eteläpuolelle Marsin ja Jupiterin ratojen välissä ja ei ole havaittavissa Suomesta. Perihelin jälkeen komeetta kuitenkin nousee jälleen pohjoiselle tähtitaivaalle ja sen myötä havaitseminen helpottuu, etenkin jos komeetta saavuttaa todella lasketun kirkkauden. 

Komeetta C/2023 A3 Tsuchinshan-ATLAS:n rata vuoden 2024 aikana. Kuva © Kari A. Kuure.

 

Komeetta löydettiin Purple Mountain observatoriossa (Kiina) 9. tammikuuta 2023. Se löytyi myös Etelä-Afrikassa sijaitsevassa ATLAS-kaukoputkella Sutherlandin observatoriossa 22. helmikuuta 2023. Nämä löydöt tapahtuivat toisistaan riippumatta. ATLAS teleskoopin havainnoista tehtyjen ratalaskelmien perusteella pääteltiin, että komeetan täytyi olla sama kuin mitä Purple Mountain observatorio oli havainnut. Purple Mountainin tiedot oli syötetty Minor Planet Centerin tietokantaan odottamaan vahvistusta. Kun komeetasta ei saatu kuitenkaan vahvistushavaintoja, komeetta katsottiin kadonneeksi ja tieto poistettiin tietokannasta 30. tammikuuta. Tästä syystä komeetta on saanut molempien löytäjäobservatorioiden nimet.

Komeetan radan tultua riittävän tarkasti määritellyksi, Zwizky Transient Facilityn (Palomar observatorio) laitteistolla otetuista kuvista 22. joulukuulta 2022 komeetta löydettiin jälkeenpäin. Kuvissa komeetta oli kirkkaudeltaan m_b=19,4 ± 0,2 ja sillä oli 10 kaarisekunnin pyrstö.

Rata osoittautui retrogradiseksi, eli Aurinkokunnassamme yleistä kiertosuuntaa vastaan tapahtuvaksi. Komeetan perihelietäisyys on 0,39 au. Komeetan vauhti perihelissä on 67,33 km/s. Ennen periheliä komeetan radan apheli oli noin 90 000 au etäisyydellä.

Komeetta on oppositiossa huhtikuun 18. päivänä. Silloin se on näkyvissä eteläisellä taivaalla keskiyön (noin kello 1.37) aikaan etelämeridiaanissa ja noin 25,5° korkeudella. Komeetan kirkkaus on tällöin mv=11,1, joten se pitäisi näkyä pienellä harrastajakaukoputkella. Tampereella pimeät yöt päättyvät samaan aikaan, joten kovin pitkään komeetta ei ole näkyvissä keväisellä yötaivaalla.

Komeetan näkyminen sen ollessa lähinnä Maata. 12.10.2024. Kuva © Karia A. Kuure.

 

Maata komeetta on lähimmillään 12. lokakuuta 2024, jolloin se on 0,47 au etäisyydellä. Rata on lievästi hyperbolinen, eli näyttäisi siltä, että komeetta sinkoutuu pois Aurinkokunnasta perihelin jälkeisellä radallaan. Aivan tarkasti tätä ei pystytä osoittamaan.

Suomessa komeetta on näkyvissä perihelin jälkeen, aluksi aamutaivaalla mutta komeetan deklinaation kasvaessa aina vain paremmin iltataivaalla.

Perihelin läheisyydessä komeetta saattaa näkyä hyvin liki auringonnousua itäisessä horisontissa. Näkyvyys tietysti riippuu siitä, kuinka kirkkaaksi komeetta lopulta muodostuu ja millainen säätila kullakin paikkakunnalla vallitsee. Paras mahdollisuus havaita komeetta on tietysti aivan horisonttiin asti selkeältä taivaalta.

Perihelin jälkeen komeetta siirtyy lopulta ekliptikan pohjoispuolelle. Tällöin (noin 9.10. tietämillä) havainnot voi siirtää iltaan. Tietysti aamupuolella voi seurata sitä niin pitkälle, kuin päivätaivaalta komeetta on havaittavissa. Iltataivaalta komeettahavaintoja voi aloitella hieman ennen auringonlaskua. Aluksi komeetta näkyy suunnilleen auringonlaskun suunnassa mutta syksyn aikana sen elongaatio kasvaa ja komeetta siirtyy enemmän lounaaseen. Komeetta pitäisi olla paljain silmin havaittavissa lokakuun loppupuolelle asti ja sen jälkeen pienellä kiikarilla tai kaukoputkella. Hieman isommalla tähtikiikarilla ja kaukoputkella komeettahavaintoja pitäisi pystyä tekemään marraskuun puoliväliin, jos sää sen mahdollistaa. Marraskuu on yleensä kokonaan pilvinen, joten kovinkaan hyviä mahdollisuuksia havainnoille ei ole.

Jos olet kiinnostunut tekemään havaintoja komeetoista, lue myös artikkeli ”Komeettojen havaitseminen” Tampereen Ursan jäsenblokista Radiantti. Artikkelissa kerrotaan helppoja tapoja havaita komeettoja.

Komeettojen etsintäkartat ovat ladattavissa oheisista linkeistä:

12P/Pons–Brooks

C/2023 A3 Tsuchinshan-ATLAS

 

Sanastoa

Astronominen yksikkö (au) on maapallon keskietäisyys Auringosta, noin149 600 km.

Apheli on Aurinkoa kiertävän kappaleen radan etäisin piste.

Kryovulkaainen aktiivisuus on jäisessä kappaleessa tapahtuvia virtauksia ja purkauksia, jotka aktivoituvat sisäisen tai ulkopuolisen (Auringon lämpö) lämmönlähteen vaikutuksesta. Pelkkä lämpö ei yleensä ole riittävä aktiivisuuden synnyttämiseen, vaan sen lisäksi jäässä täytyy olla aineita, jotka helpottavat jäiden osittaista sulamista nesteeksi tai kaasuksi. Tavallisesti tällainen aine on ammonium ja sen vesiliuos ammoniakki.

Periheli on Aurinkoa kiertävän kappaleen radan Aurinkoa lähinnä oleva piste.

 

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.

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.