Denna sekvens av radarbilder av kometen 46P/Wirtanen från den 15 december visar uppenbar rotation av kärnan i moturs riktning. Den vertikala axeln är avståndet i siktlinjen (15m/pixel) och den horisontella axeln är i Dopplerhastighet från kometens rotation. Kärnan roterar en gång var 8,9:e timme, bestäms från optiska bilder. Den här filmen täcker 1,4 timmar av kometens rotation. Genom att kombinera bilder tagna under flera dagar, forskare kan konstruera en formmodell av kometkärnan. Kredit:University of Arizona
Knappt synligt för blotta ögat, Kometen 46P/Wirtanen håller några hemligheter så nära att endast radar kan avslöja dem.
När kometen närmade sig jorden den 16 december, den studerades av ett team av forskare under ledning av Ellen Howell från UA:s Lunar and Planetary Laboratory. Teamet använde Arecibo Observatorys planetradar, som stöds av NASA:s Near-Earth Object Observations-program.
Att studera kometen med radar ger en glimt av dess kärna, den fasta delen av kometen döljs vanligtvis inuti ett moln av gas och damm som utgör koma och svans. Radarbilder möjliggör också en exakt bestämning av kometens bana, gör det möjligt för forskare att bättre förutsäga hur gas- och stoftutsläppen kan förändra omloppsbanan.
Arecibo Observatory, en anläggning av National Science Foundation som drivs av University of Central Florida, är den enda radaranläggningen med känslighet för att ta bilder av Comet 46P/Wirtanens kärna under dess förbiflygning. Arecibo-radarobservationerna av kometen 46P/Wirtanen började 10 december och fortsatte till och med 18 december.
Radarbilderna av kärnan avslöjade en långsträckt, något knölig kropp som är mycket grövre än andra som har studerats.
De nya radarobservationerna gav de första definitiva mätningarna av kometen 46P/Wirtanens diameter, vilket är cirka 0,9 miles (1,4 km). Tidigare storleksuppskattningar av diametern härleddes från kometens ljusstyrka, men radar ger en mer direkt mätning.
Howells team, som inkluderade forskare från University of Central Florida och Lunar and Planetary Institute, kunde också observera kometens storkorniga koma, som endast kan detekteras för radar. De upptäckte att den innehåller en betydande population av partiklar, definieras som de som är strax under en tum (2 cm) och större. Denna koma kjol, sett i vissa men inte alla kometer som observerats med radar, är mycket omfattande och asymmetrisk i denna aktiva komet.
Kometen P46/Wirtanen (vänster) ses här korsa en mörk, månlös natthimmel den 17 december, med Plejaderna skymta i bakgrunden. Kredit:Vincent Cheng, Guangdong, Kina
"Radarobservationer ger oss bilder av kometkärnan som vi inte kan få på något annat sätt. Den här kometen har en riktigt robust yta, som kan vara relaterad till den stora populationen av spannmål i koma, sade Howell, en senior forskare vid Lunar and Planetary Laboratory. "Varje komet vi studerar är unik. Radarbilder är viktiga pusselbitar."
Howells team kunde också hitta några överraskande skillnader mellan denna och andra kometer i samma familj.
Kometen 46P/Wirtanen är en av en grupp kometer som kallas kometer i familjen Jupiter, eftersom deras banor styrs av Jupiters gravitation. Två andra kometer från Jupiterfamiljen, 45P/Honda-Mrkos-Pajdusakova och 41P/Tuttle-Giacobini-Kresak, studerades också nyligen med radar 2017.
Även om de tre kometerna har liknande banor och aktivitetsnivåer, radarobservationerna visar att de faktiskt är ganska olika, särskilt med hänsyn till de stora kornen i koma. Kometen 46P/Wirtanen har en stor population av stora spannmål, 45P/Honda-Mrkos-Pajdusakova har en mindre population av dessa spannmål, men 41P/Tuttle-Giacobini-Kresak hade ingen.
Kometen 46P/Wirtanen närmade sig jorden närmast på cirka 7,2 miljoner miles (11,6 miljoner km), eller 30 jord-måne avstånd, med en hastighet på över 22 tusen miles per timme (10 km/sek) i förhållande till jorden. Howells team samarbetade med en större UA-forskargrupp, ledd av Lunar and Planetary Laboratory professor Walter Harris, att observera kometen vid många olika våglängder under passet för att karakterisera gasen och stoftet som kommer från kärnan som bildar koma.
Kometer är rester av planetbildande processen, och är en del av en grupp av föremål gjorda av vatten, is och stenigt material som bildades bortom Neptunus. Studiet av dessa objekt ger oss en uppfattning om hur vårt solsystem bildades och utvecklades över tiden.
Denna komet är bara den åttonde avbildade med radar under de senaste 30 åren, eftersom kometer sällan kommer tillräckligt nära jorden för att få detaljerade bilder. Faktiskt, även om 46P/Wirtanen har en omloppstid på cirka 5,44 år, den passerar sällan så nära jorden. Nästa närgång av Comet 46P/Wirtanen kommer att vara 2029, men under det närmandet kommer kometen att vara 10 gånger längre bort från jorden än vad den är nu.
Denna förbiflygning var den mest kända möjligheten att avbilda en komet med radar under de kommande 30 åren.
