U komety Hartley 2

Ke kometám se nelétá tak často, jak by se zdálo. Přeci jen se ale ve čtvrtek 4. listopadu 2010 podařilo přidat k dřívějším nemnohým návštěvám komet další úspěšný těsný průlet, tentokrát kolem jádra komety 103P/Hartley 2. Kometa Hartley 2 byla objevena v roce 1986 Malcomem Hartleym na observatoři Siding Spring v Austrálii. Její oběžná doba byla určena na 6,46 roků, jde tedy o krátkoperiodickou kometu, která dolétne od Slunce nanejvýše do vzdálenosti, ve které obíhá planeta Jupiter. Přesná měření charakteristik komety byla prováděna nejrůznějšími metodami. Spitzerovým vesmírným dalekohledem bylo na základě měření ze srpna 2008, kdy byla kometa vzdálena od Slunce 5,5 AU , zjištěno, že průměr jádra by se měl pohybovat něco málo přes jeden kilometr (poloměr 0,57±0,08 km), albedo bylo změřeno na 0,028±0,009. Velkým překvapením proto byla vysoká hodnota emise molekulární vody změřená Spitzerovým dalekohledem (3×10²⁸ molekul za sekundu). Při tak malém jádru by to nutně znamenalo výtrysky vytvářející komu z celého povrchu jádra, a to dokonce i v afeliu , poblíž kterého se kometa právě nacházela. Prozatím nebyla známa jiná tak aktivní kometa. Pro srovnání na kometě 9P/Tempel 1, kterou sonda Deep Impact navštívila v roce 2005, byla tryskajícími proudy z jádra aktivní jen zhruba jedna pětina povrchu a ani u ostatních blíže známých kometárních jader nebylo zatím nikdy jádro natolik aktivní.

Prozatím byla zblízka pozorována a zkoumána jen nemnohá jádra komet. Poprvé se podařilo uvidět jádro komety Halleyovy, a to evropské sondě Giotto, dne 14. března 1986 ze vzdálenosti 596 km. Giotto se pak 10. července 1992 ještě přiblížila ke kometě 26P/Grigg-Skjellerup, ke které se dostala dokonce na 125 km. Mise byla čtrnáct dní poté ukončena pro nedostatek paliva. Následovala mise Deep space 1, která po návštěvě asteroidu 9969 Braille v roce 1999 prolétla 22. září 2001 ve vzdálenosti 2 200 km kolem jádra komety Borelli. Dalším kometárním návštěvníkem byla sonda Stardust, která prolétla 2. ledna 2004 kolem jádra komety 81P/Wild 2 ve vzdálenosti 240 km. Cílem této mise bylo dopravit na Zemi částice kometárního materiálu, kterým je jádro obklopeno, což se nakonec podařilo. Následovala sonda Deep Impact, která měla připraven experiment s nastřelením impaktoru do jádra komety Tempel 1 a následné studium takto vyvržené látky z hloubi jádra pod viditelným povrchem, jak samotnou sondou, tak pozemskými teleskopy. Tento experiment se podařilo provést 4. července 2005. Jelikož na impaktoru byla také umístěna kamera, byly získány snímky povrchu jádra s velmi vysokým rozlišením detailů ještě před nárazem a roztřískáním impaktoru o kometu.

Úspěšná mise sondy Deep impact byla v roce 2006 prodloužena, sonda byla přesměrována k novým úkolům a byly vytvořeny dva nové dílčí projekty. Prvním projektem, který byl pojmenován EPOCh (the Extrasolar Planet Observation and Characterization Investigation), je sledování extrasolárních planet a jejich charakteristik. Druhým cílem se stalo sledování komet, zejména pak návštěva komety Hartley 2. Tato část projektu byla pojmenována DIXI (Deep Impact eXtended Investigation of comets). Celá mise tak byla přejmenována na EPOXI, název vznikl jako složenina jmen EPOCh a DIXI. Sonda sice měla ještě dle parametrů své dráhy šanci prolétnout kolem komety 85P/Boethin, což se nakonec pro nemožnost tuto kometu přesněji dohledat, nepodařilo. Dalším kandidátem na nové těsné setkání s pozemskou technikou se tak stala kometa Hartley 2. Již při průletu kolem Země v prosinci 2007 (a následně ještě 30. 12. 2008 a 28. 12. 2009) byla zemská přitažlivost využita pro nasměrování sondy tak, aby následné jemné korekce její dráhy umožnily těsný průlet sondy kolem komety dne 4. listopadu 2010, kdy se Hartley 2 měla dostat téměř do perihelia a velmi blízko k dráze Země .

Jádra dosud navštívených komet při těsných průletech kosmických sond, které se podařilo vyfotografovat. Jádro komety Hartley 2 je z navštívených těles prozatím nejmenší. Zdroj: Projekt EPOXI.

Snímek komety Hartley 2 poblíž otevřené dvojité hvězdokupy χ a h v Perseovi. S postupujícím podzimem se kometa na severní obloze posunuje do ranních hodin, klesá přes Jednorožce do Hydry a Velkého psa a dle očekávání poblíž perihelia také zvyšuje svoji jasnost. Zdroj: NASA. Pokud se chcete na kometu podívat vlastníma očima, stáhněte si vyhledávací mapy.

Dráhy komet Tempel 1 a Hartley 2, které se staly cílem sondy Deep Impact
přejmenované posléze na EPOXI. Zdroj: Projekt EPOXI.

Manévrování sondy EPOXI, které pomocí čtyř průletů kolem Země přivedlo sondu k setkání s kometou. Vzájemná rychlost při průletu sondy míjející kometu byla 12,3 km/s. Zdroj: Projekt EPOXI.

Kometa zblízka. Pět snímků, které se podařilo pořídit při rychlém průletu sondy kolem komety, ukazuje nápadně různý povrch jádra i ve velkém měřítku. Neočekávaná je hladká střední část tělesa, která není nikterak členitá krátery či jinými nerovnostmi typickými naopak pro oba konce protaženého tělesa. Výtrysky, které jsou původci zářící hlavy komety, jsou evidentní výhradně z koncových hlavic protáhlého jádra a na hladké střední části se nenacházejí. Snímky byly pořízeny postupně od horního pravého přes levý uprostřed k dolnímu pravému ve směru hodinových ručiček. Zdroj: Projekt EPOXI.

Jádro komety Hartley 2 vypadá jako obří kosmická ohlodaná kost. Na tak malé těleso jde ale o velmi aktivní útvar. Z radiových měření jsou známa podobná tělesa, která by mohla být i jen několika spojenými volnými kusy skal, které jsou vázány slabou vzájemnou gravitací, možná i elektromagnetickými silami, pokud by šlo o drobný prachový materiál. Je možné, že jádro komety vzniklo složením nesourodých, původně nesouvislých složek a střední část je pokryta jemným prachem. Ve spektru komety, které je nejspíše spektrem zejména plynů obklopujících jádro, byly nalezeny jako hlavní složky voda a oxid uhličitý. Zdroj: Projekt EPOXI.

Spektrum komety pořízené zhruba hodinu před těsným průletem ze vzdálenosti 44 000 km. Voda a CO₂ jako hlavní složky infračerveného spektra by mohly být lepidlem, které za nízkých teplot drží nesourodý materiál jádra pohromadě. Zdroj: Projekt EPOXI.

Mapy kometární hlavy pořízené ve vybraných oblastech spektra tak, že jsou zobrazeny zvlášť prostorová rozložení vodních par, CO₂ a prachového obalu drobného kamenného jádra. Zdroj: Projekt EPOXI.

Fluktuace výronů CO₂ v dlouhodobějším měřítku. Pravděpodobně díky rotaci komety a nerovnoměrnosti podpovrchového složení a rozvrstvení zmrzlého CO₂ dochází díky slunečnímu osvitu k nestejnorodému odpařování tohoto plynu v čase. Na horním pruhu jsou snímky komety ve světle pouze CO₂, jak odpovídají spodní datové stupnici. Jasnost komety ve světle CO₂ je zachycena žlutými body. Zdroj: Projekt EPOXI.

Výsledky získané sondou EPOXI se budou jistě ještě dlouho a pečlivě zpracovávat. Výše uvedený text je proto jen stručnou zprávou o úspěšném projektu, kterým těsný průlet ve vzdálenosti 700 km od jádra komety je. Míření sondy s takovou přesností přitom probíhalo na několikrát v průběhu posledních čtyř roků. Pořízení pěti velmi kvalitních snímků jádra, kolem kterého prolétla sonda rychlostí 12,3 km/s se přitom jeví jako malý zázrak. Budiž tedy všem odměnou pohled na krásně ohlodanou kosmickou kost, která se k nám přilétla podívat z doby, kdy sluneční soustava teprve vznikala.

Zdroje:

1. University of Mariland: NASA EPOXI project homepage
2. University of Mariland: NASA EPOXI project, galerie
3. NASA: Project EPOXI
4. NASA Sciernce News: Scientists Watch for a "Hartley-id" Meteor Shower, Oct 27, 2010
5. C. M. Lisse et al.: Spitzer Space Telescope Observations of the Nucleus of Comet 103P/Hartley 2; CALTEX Library Service, 2009
6. University of Mariland: EPOXI factsheet
7. NASA: Deep Impact homepage
8. NASA Stardust homepage
9. NASA: Deep Space 1 demonstrated 200 starts and 16,246 hours of operation as of 12/18/2001!
10. Solar Views: Deep Space 1