Schematisk rekonstruktion av ett Solar Orbiters möte med jongassvansen från den fragmenterade kometen C/2019 Y4 (ATLAS). I diagrammet, linjer identifierar interplanetära magnetfältlinjer i solvinden; dessa draperas runt kometen och bildar den typiska magnetosvansen med motsatt orientering på de två sidorna. Solar Orbiter-data från Imperial College MAG-magnetometern visas längs rymdfarkostens bana genom strukturen:pilar indikerar magnetfältets riktning, och längd dess intensitet. Den identifierade skarpa gränsen mellan stjärten och den omgivande solvinden på den draperade sidan indikeras av den magentafärgade streckade linjen. Kredit:L. Matteini / Imperial College London
En slumpmässig genomgång av svansen på en sönderfallen komet har erbjudit forskare en unik möjlighet att studera dessa anmärkningsvärda strukturer, i ny forskning som presenterades idag vid National Astronomy Meeting 2021.
Kometen ATLAS splittrades strax innan den närmade sig solen förra året, lämnar sin forna svans släpande genom rymden i form av tunna moln av damm och laddade partiklar. Upplösningen observerades av rymdteleskopet Hubble i april 2020, men på senare tid har ESA-rymdfarkosten Solar Orbiter flugit nära svansresterna under sitt pågående uppdrag.
Detta lyckliga möte har gett forskare en unik möjlighet att undersöka strukturen hos en isolerad komet svans. Genom att använda kombinerade mätningar från alla Solar Orbiters in-situ instrument, forskarna har rekonstruerat mötet med ATLAS svans. Den resulterande modellen indikerar att det omgivande interplanetära magnetfältet som bärs av solvinden "draperar" runt kometen, och omger ett centralt svansområde med ett svagare magnetfält.
Kometer kännetecknas vanligtvis av två separata svansar; en är den välkända ljusa och böjda dammstjärten, den andra - vanligtvis svagare - är jonsvansen. Jonsvansen härstammar från interaktionen mellan kometgasen och den omgivande solvinden, den heta gasen av laddade partiklar som ständigt blåser från solen och genomsyrar hela solsystemet.
Hubble rymdteleskopbild av kometen C/2019 Y4 (ATLAS), tagen den 20 april 2020, ger den skarpaste bilden hittills av sönderdelningen av kometens fasta kärna. Hubbles eagle-eye view identifierar så många som 30 separata fragment, och särskiljer bitar som är ungefär lika stora som ett hus. Innan uppbrottet, hela kometens kärna kan ha varit längden på en eller två fotbollsplaner. Kometen befann sig cirka 91 miljoner miles (146 miljoner kilometer) från jorden när bilden togs. Kredit:NASA / ESA / STScI / D. Jewitt (UCLA)
När solvinden samverkar med ett fast hinder, som en komet, dess magnetfält tros böjas och "draperas" runt det. Den samtidiga närvaron av magnetfältsdrapering och kometjoner som frigörs genom smältningen av den isiga kärnan producerar sedan den karakteristiska andra jonsvansen, som kan sträcka sig över stora avstånd nedströms från kometens kärna.
Lorenzo Matteini, en solfysiker vid Imperial College London och ledare för arbetet, säger att "det här är en ganska unik händelse, och en spännande möjlighet för oss att studera makeup och struktur av komet svansar i oöverträffad detalj. Förhoppningsvis med Parker Solar Probe och Solar Orbiter som nu kretsar närmare solen än någonsin tidigare, dessa händelser kan bli mycket vanligare i framtiden!"
Detta är den första detekteringen av kometsvans som sker så nära solen – långt inne i Venus omloppsbana. Det är också ett av mycket få fall där forskare har kunnat göra direkta mätningar från en fragmenterad komet. Data från detta möte förväntas bidra i hög grad till vår förståelse av kometernas interaktion med solvinden och strukturen och bildningen av deras jonsvansar.
