Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các nhà thiên văn học đã chụp được một chuỗi hình ảnh từ đầu đến cuối rõ ràng về sự phát tán bùng nổ của bụi, băng và khí trong quá trình tiếp cận gần của sao chổi 46P / Wirtanen vào cuối năm 2018.
Sử dụng dữ liệu từ Vệ tinh Khảo sát Exoplanet của NASA (TESS), các nhà thiên văn học tại Đại học Maryland (UMD), ở College Park, Maryland, đã chụp được chuỗi hình ảnh bắt đầu rõ ràng về phát thải bụi, băng và khí trong vụ nổ cách tiếp cận chặt chẽ của sao chổi 46P / Wirtanen vào cuối năm 2018. Đây là quan sát đầy đủ và chi tiết nhất cho đến nay về sự hình thành và tiêu tan của một vụ nổ sao chổi xảy ra tự nhiên. Các thành viên trong nhóm đã báo cáo kết quả của họ trong số ra ngày 22 tháng 11 của The Astrophysical Journal Letters .
Tony Tnham, một nhà khoa học nghiên cứu cho biết: “TESS dành gần một tháng để chụp ảnh một phần của bầu trời. Không có ngày hay đêm và không có sự can thiệp của khí quyển, chúng tôi có một bộ quan sát rất dài, đồng đều”. Khoa thiên văn UMD và là tác giả chính của bài nghiên cứu. “Khi sao chổi quay quanh Mặt trời, chúng có thể đi qua góc nhìn của TESS. Wirtanen là ưu tiên hàng đầu của chúng tôi vì cách tiếp cận gần vào cuối năm 2018, vì vậy chúng tôi đã quyết định sử dụng sự xuất hiện của nó trong hình ảnh TESS làm trường hợp thử nghiệm để xem những gì chúng tôi có thể nhận ra từ nó. Chúng tôi đã làm như vậy và rất ngạc nhiên! “
“Trong khi TESS là một cường quốc để khám phá các hành tinh quay quanh các ngôi sao sáng gần đó, chiến lược quan sát của nó cho phép khoa học bổ sung rất thú vị”, nhà khoa học dự án TESS Padi Boyd thuộc Trung tâm bay không gian Goddard của NASA ở Greenbelt, Maryland nói. “Vì dữ liệu TESS nhanh chóng được công bố thông qua Lưu trữ Mikulski của NASA cho Kính viễn vọng Không gian (MAST), thật thú vị khi thấy các nhà khoa học xác định dữ liệu nào là mối quan tâm của họ, và sau đó thực hiện tất cả các loại khoa học ngẫu nhiên bổ sung ngoài các ngoại hành tinh.”
Hoạt động của sao chổi bình thường được thúc đẩy bởi ánh sáng mặt trời làm bốc hơi các ion gần bề mặt của hạt nhân và các khí thoát ra kéo bụi ra khỏi hạt nhân để hình thành hôn mê. Tuy nhiên, nhiều sao chổi được biết là trải qua các vụ nổ tự phát thỉnh thoảng có thể đáng kể, nhưng tạm thời làm tăng hoạt động của sao chổi. Hiện tại vẫn chưa biết nguyên nhân gây ra vụ nổ, nhưng chúng có liên quan đến các điều kiện trên bề mặt của sao chổi. Một số cơ chế kích hoạt tiềm năng đã được đề xuất, bao gồm cả sự kiện nhiệt, trong đó một sóng nhiệt xâm nhập vào túi của các lực rất dễ bay hơi, làm cho băng nhanh chóng bốc hơi và tạo ra một vụ nổ hoạt động, và một sự kiện cơ học, trong đó một vách đá sụp đổ, phơi băng tươi dưới ánh sáng mặt trời trực tiếp. Do đó, các nghiên cứu về hành vi bộc phát,
Mặc dù Wirtanen đến gần Trái đất nhất vào ngày 16 tháng 12 năm 2018, nhưng sự bùng nổ xảy ra sớm hơn trong cách tiếp cận của nó, bắt đầu vào ngày 26 tháng 9 năm 2018. Sự bùng nổ ban đầu của vụ nổ xảy ra theo hai giai đoạn khác nhau, với một chớp sáng kéo dài hơn một giờ giai đoạn thứ hai tiếp tục phát triển rực rỡ thêm 8 giờ nữa. Giai đoạn thứ hai này có khả năng gây ra bởi sự phát tán dần dần của bụi sao chổi từ vụ nổ, khiến đám mây bụi phản xạ ánh sáng mặt trời nhiều hơn. Sau khi đạt độ sáng cực đại, sao chổi mờ dần trong khoảng thời gian hơn hai tuần. Vì TESS chụp ảnh chi tiết, tổng hợp cứ sau 30 phút, nhóm đã có thể xem từng pha một cách chi tiết tinh tế.
“Với những hình ảnh rất thường xuyên trong 20 ngày, chúng tôi có thể đánh giá sự thay đổi độ sáng rất dễ dàng. Đó là những gì TESS được thiết kế để thực hiện công việc chính của nó như là một nhà khảo sát ngoại hành tinh”, Farnham nói. “Chúng ta không thể dự đoán khi nào sự bùng nổ của sao chổi sẽ xảy ra. Nhưng ngay cả khi chúng ta có cơ hội lên lịch cho những quan sát này, chúng ta không thể làm gì tốt hơn về mặt thời gian. Sự bùng nổ xảy ra chỉ vài ngày sau khi các quan sát bắt đầu.”
Nhóm nghiên cứu đã tạo ra một ước tính sơ bộ về lượng vật liệu có thể bị đẩy ra trong vụ nổ, khoảng một triệu kg (2,2 triệu bảng), có thể để lại một miệng hố trên sao chổi dài khoảng 20 mét (khoảng 65 feet). Phân tích sâu hơn về kích thước hạt ước tính trong đuôi bụi có thể giúp cải thiện ước tính này. Quan sát nhiều sao chổi cũng sẽ giúp xác định xem việc làm sáng nhiều giai đoạn là hiếm hay phổ biến trong các vụ nổ sao chổi.
TESS cũng đã phát hiện lần đầu tiên dấu vết bụi của Wirtanen. Không giống như đuôi của sao chổi – tia khí và bụi mịn theo sau sao chổi, phát triển khi nó đến gần mặt trời – dấu vết của sao chổi là một mảnh vụn lớn hơn theo dõi đường quỹ đạo của sao chổi khi nó di chuyển quanh mặt trời. Không giống như một cái đuôi, nó thay đổi hướng khi nó được thổi bởi gió mặt trời, hướng của đường mòn duy trì ít nhiều không đổi theo thời gian.
Michael Kelley, một người cho biết: “Con đường này theo sát quỹ đạo của sao chổi hơn, trong khi phần đuôi được bù lại từ nó, vì nó bị đẩy xung quanh bởi áp suất bức xạ của mặt trời. Điều đáng chú ý về con đường này là nó chứa vật liệu lớn nhất”. liên kết nhà khoa học nghiên cứu trong Khoa thiên văn UMD và là đồng tác giả của bài nghiên cứu. “Bụi đuôi rất tốt, rất giống khói. Nhưng bụi đường mòn lớn hơn nhiều – giống như cát và sỏi. Chúng tôi nghĩ rằng sao chổi mất phần lớn khối lượng qua các vệt bụi của chúng. Khi Trái đất chạy vào vệt bụi của sao chổi, chúng tôi có mưa sao băng. “
Trong khi nghiên cứu hiện tại mô tả các kết quả ban đầu, Farnham, Kelley và các đồng nghiệp của họ mong muốn được phân tích sâu hơn về Wirtanen, cũng như các sao chổi khác trong quan điểm của TESS. “Chúng tôi cũng không biết điều gì gây ra sự bùng nổ tự nhiên và cuối cùng đó là những gì chúng tôi muốn tìm,” Farnham nói. “Có ít nhất bốn sao chổi khác trong cùng một khu vực trên bầu trời nơi TESS thực hiện những quan sát này, với tổng số khoảng 50 sao chổi được mong đợi trong dữ liệu TESS trong hai năm đầu tiên. Có rất nhiều dữ liệu có thể đến từ những dữ liệu này. “
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi NASA / Goddard Space Flight Center . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :