Solbetande komet

Den representativa omloppsbanan för en solbetande komet.

En solbetande komet är en komet som passerar extremt nära solen vid perihelium – ibland inom några tusen kilometer från solens yta. Även om små sungrazers helt kan avdunsta under en sådan nära inställning till solen, kan större sungrazers överleva många perihelionpassager. Men den starka avdunstning och tidvattenkrafter de upplever leder ofta till att de splittras.

Fram till 1880-talet trodde man att alla ljusa kometer nära solen var en upprepad återkomst av en solbetande komet. Sedan bestämde den tyske astronomen Heinrich Kreutz och den amerikanske astronomen Daniel Kirkwood att, istället för att samma komet återvände, var varje framträdande en annan komet, men var och en var släkt med en grupp kometer som hade separerat från varandra vid en tidigare passage nära solen (vid perihelium ). Mycket lite var känt om populationen av solbetande kometer fram till 1979 då koronagrafiska observationer gjorde det möjligt att upptäcka sungrazers. Den 21 oktober 2017 finns det 1495 kända kometer som kommer inom ~12 solradier (~0,055 AU). Detta står för nästan en tredjedel av alla kometer. De flesta av dessa föremål förångas när de närmar sig, men en komet med en kärnradie större än 2–3 km kommer sannolikt att överleva perihelionpassagen med en slutlig radie på ~1 km.

Sungrazer-kometer var några av de tidigast observerade kometerna eftersom de kan se väldigt ljusa ut. Vissa anses till och med vara stora kometer . När en komet passerar solen kommer kometen att lysa upp inte bara på grund av reflektionen från kometkärnan när den är närmare solen, utan solen förångar också en stor mängd gas från kometen och gasen reflekterar mer ljus . Denna extrema ljusning kommer att möjliggöra observationer med blotta ögat från jorden beroende på hur flyktiga gaserna är och om kometen är tillräckligt stor för att överleva perihelion. Dessa kometer är ett användbart verktyg för att förstå kometernas sammansättning när vi observerar utgasningsaktiviteten och de erbjuder också ett sätt att undersöka effekterna av solstrålningen på andra solsystemkroppar.

Sungrazers historia

Före 1800-talet

En av de första kometerna som fick sin omloppsbana beräknad var den solbetande kometen (och den stora kometen) från 1680, nu betecknad C/1680 V1 . Den observerades av Isaac Newton och han publicerade omloppsresultaten 1687. Senare, 1699, föreslog Jacques Cassini att kometer kunde ha relativt korta omloppsperioder och att C/1680 V1 var samma sak som en komet som observerades av Tycho Brahe 1577, men 1705 fastställde Edmond Halley att skillnaden mellan de två kometernas perihelavstånd var för stor för att de skulle vara samma objekt. Detta markerade dock första gången som det antogs att stora kometer var släkt eller kanske samma komet. Senare Johann Franz Encke omloppsbanan för C/1680 V1 och fann en period på cirka 9 000 år, vilket ledde till att han drog slutsatsen att Cassinis teori om kortfristiga sungrazers var felaktig. C/1680 V1 hade det minsta uppmätta perihelionavståndet fram till observationen 1826 av kometen C/1826 U1.

1800-talet

Framsteg gjordes för att förstå solbetande kometer på 1800-talet med de stora kometerna 1843 , C/1880 C1 och 1882 . C/1880 C1 och C/1843 D1 hade mycket liknande utseenden och liknade också den stora kometen från 1106, därför föreslog Daniel Kirkwood att C/1880 C1 och C/1843 D1 var separata fragment av samma föremål. Han antog också att föräldrakroppen var en komet som sågs av Aristoteles och Ephorus 371 f.Kr. eftersom det fanns ett förmodat påstående att Ephorus bevittnade att kometen splittrades efter perihel.

Kometen C/1882 R1 dök upp bara två år efter den tidigare observerade sungrazer, så detta övertygade astronomerna om att dessa ljusstarka kometer inte alla var samma objekt. Vissa astronomer teoretiserade att kometen kunde passera genom ett motståndskraftigt medium nära solen och det skulle förkorta dess period. När astronomer observerade C/1882 R1, mätte de perioden före och efter perihelion och såg ingen förkortning i perioden, vilket motbevisade teorin. Efter perihelion sågs detta objekt också delas upp i flera fragment och därför verkade Kirkwoods teori om dessa kometer som kommer från en föräldrakropp som en bra förklaring.

I ett försök att länka kometerna från 1843 och 1880 till kometen 1106 och 371 f.Kr., mätte Kreutz fragmenten av kometen från 1882 och fastställde att det troligen var ett fragment av kometen från 1106. Han utpekade då att alla solbetande kometer med liknande omloppsegenskaper som dessa få kometer skulle ingå i Kreutzgruppen .

1800-talet gav också det första spektrum som tagits av en komet nära solen som togs av Finlay & Elkin 1882. Senare analyserades spektrumet och Fe- och Ni -spektrallinjerna bekräftades.

1900-talet

Den första solbetande kometen som observerades på 1900-talet var 1945 och sedan mellan 1960 och 1970 sågs fem solbetande kometer (C/1961 O1, C/1962 C1 , C/1963 R1 , C/1965 S1 och C/1970 K1 ) . Kometen från 1965 (kometen Ikeya-Seki) gjorde det möjligt att mäta spektrala emissionslinjer och flera element upptäcktes inklusive järn, vilket markerade detta som den första kometen sedan den stora kometen 1882 som visade detta särdrag. Andra emissionslinjer inkluderade K , Ca , Ca + , Cr , Co , Mn , Ni , Cu och V. Kometen Ikeya-Seki ledde också till att Kreutz-sungrazerna delas upp i två undergrupper av Brian Marsden 1967. En undergrupp verkar ha kometen 1106 som moderkropp och medlemmarna är fragment av den kometen, medan den andra gruppen har liknande dynamik men ingen bekräftad moderorgan som är associerat med det.

Koronagrafiska observationer

1900-talet påverkade i hög grad solbetande kometforskning med lanseringen av koronagrafiska teleskop inklusive Solwind , SMM och SOHO . Fram till denna punkt sågs solbetande kometer bara med blotta ögat, men med de koronagrafiska teleskopen observerades många sungrazers som var mycket mindre och väldigt få har överlevt perihelionpassage. De kometer som observerades av Solwind och SMM från 1981 till 1989 hade visuell magnitud från cirka -2,5 till +6 vilket är mycket svagare än kometen Ikeya-Seki med en visuell magnitud på cirka -10.

1987 och 1988 observerades det första gången av SMM att det kunde finnas par av solbetande kometer som kan dyka upp inom mycket korta tidsperioder från en halv dag upp till cirka två veckor. Beräkningar gjordes för att fastställa att paren var en del av samma föräldrakropp men bröts isär vid tiotals AU från solen. Uppbrottshastigheterna var bara i storleksordningen några meter per sekund, vilket är jämförbart med rotationshastigheten för dessa kometer. Detta ledde till slutsatsen att dessa kometer bryter av tidvattenkrafterna och att kometerna C/1882 R1, C/1965 S1 och C/1963 R1 troligen bröt av från den stora kometen 1106.

Koronagrafer gjorde det möjligt att mäta kometens egenskaper när den nådde mycket nära solen. Det noterades att solbetande kometer tenderar att nå en topp i ljusstyrka på ett avstånd av cirka 12,3 solradier eller 11,2 solradier. Man tror att denna variation härrör från en skillnad i dammsammansättning. En annan liten topp i ljusstyrka har hittats vid cirka 7 solradier från solen och det beror möjligen på en fragmentering av kometkärnan. En alternativ förklaring är att ljusstyrketoppen vid 12 solradier kommer från sublimeringen av amorfa oliviner och toppen vid 11,2 solradier kommer från sublimeringen av kristallina oliviner. Toppen vid 7 solradier skulle då kunna vara sublimeringen av pyroxen .

Solbetar grupper

Kreutz Sungrazers

Huvudartikel: Kreutz sungrazer

De mest kända sungrazers är Kreutz Sungrazers, som alla härstammar från en gigantisk komet som bröts upp i många mindre kometer under sin första passage genom det inre solsystemet. En extremt ljus komet som sågs av Aristoteles och Ephorus 371 f.Kr. är en möjlig kandidat för denna moderkomet.

De stora kometerna 1843 och 1882 , kometen Ikeya–Seki 1965 och C/2011 W3 (Lovejoy) 2011 var alla fragment av den ursprungliga kometen. Var och en av dessa fyra var kort nog ljusstarka för att vara synliga på daghimlen, bredvid solen, 1882 års komet som överglänste till och med fullmånen .

1979 var C/1979 Q1 (SOLWIND) den första sungrazer som upptäcktes av den amerikanska satelliten P78-1 , i koronagrafier tagna den 30 och 31 augusti 1979.

Bortsett från kometen Lovejoy har ingen av solgrävarna som SOHO sett överlevt sin perihelionpassage; vissa kan ha störtat in i själva solen, men de flesta har sannolikt helt enkelt förångats helt.

Andra sungrazers

Kometen ISON tagen med Wide Field Camera 3 den 30 april 2013.

Cirka 83 % av solgrävarna som observerats med SOHO är medlemmar i Kreutz-gruppen. De övriga 17% innehåller några sporadiska sungrazers, men tre andra relaterade grupper av kometer har identifierats bland dem: Kracht-, Marsden- och Meyer-grupperna. Marsden- och Kracht-grupperna verkar båda vara släkt med Comet 96P/Machholz . Dessa kometer har också kopplats till flera meteorströmmar , inklusive Daytime Arietids , delta Aquariids och Quadrantids . Länkade kometbanor tyder på att både Marsden- och Kracht-grupperna har en liten period, i storleksordningen fem år, men Meyer-gruppen kan ha mellanliggande eller långa omloppsbanor. Meyer-gruppens kometer är vanligtvis små, svaga och har aldrig svansar. Den stora kometen från 1680 var en sungrazer och medan den användes av Newton för att verifiera Keplers ekvationer på orbital rörelse, var den inte medlem i några större grupper. Emellertid hade kometen C/2012 S1 (ISON), som sönderföll strax före perihelionen , orbitalelement som liknar den stora kometen 1680 och kunde vara en andra medlem av gruppen.

Ursprunget för solbetande kometer

Studier visar att för kometer med höga orbitala lutningar och perihelavstånd på mindre än cirka 2 astronomiska enheter , är den kumulativa effekten av gravitationsstörningar över många banor tillräcklig för att reducera perihelavståndet till mycket små värden. En studie har föreslagit att kometen Hale-Bopp har ungefär 15 % chans att så småningom bli en sungrazer.

Roll i solastronomi

Rörelsen av svansar av sungrazers som överlever perihelion (som kometen Lovejoy) kan ge solastronomer information om solkoronans struktur, särskilt den detaljerade magnetiska strukturen.

Se även

Fotnoter

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Sungrazing_comet&oldid=1143899889 "