NASA:s rymdteleskop Hubble har fotograferat den längsta aktiva inkommande komet som någonsin setts, på ett enormt avstånd av 1,5 miljarder miles från solen (bortom Saturnus bana). Lite uppvärmd av den avlägsna solen, det har redan börjat utveckla en 80, 000 mil brett flummigt moln av damm, kallas koma, omsluter en liten, fast kärna av frusen gas och damm. Dessa observationer representerar de tidigaste tecknen på aktivitet som någonsin setts från en komet som kommer in i solsystemets planetzon för första gången.

kometen, kallas C/2017 K2 (PANSTARRS) eller "K2", har rest i miljontals år från sitt hem i de kyliga yttre delarna av solsystemet, där temperaturen är cirka minus 440 grader Fahrenheit. Kometens bana indikerar att den kom från Oorts moln, ett sfäriskt område nästan ett ljusår i diameter och tros innehålla hundratals miljarder kometer. Kometer är de isiga resterna från bildandet av solsystemet för 4,6 miljarder år sedan och därför orörda i isiga sammansättning.

"K2 är så långt från solen och så kallt, vi vet med säkerhet att aktiviteten – allt det luddiga som får det att se ut som en komet – inte produceras, som i andra kometer, genom avdunstning av vattenis, " sa ledande forskare David Jewitt vid University of California, Los Angeles. "Istället, vi tror att aktiviteten beror på sublimeringen [en fast substans som direkt förändras till en gas] av superflyktiga ämnen när K2 gör sitt första inträde i solsystemets planetariska zon. Det är därför det är speciellt. Den här kometen är så långt borta och så otroligt kall att isen där är frusen som en sten."

Baserat på Hubble-observationerna av K2s koma, Jewitt föreslår att solljus värmer upp frusna flyktiga gaser - som syre, kväve, koldioxid, och kolmonoxid - som täcker kometens kyliga yta. Dessa isiga flyktiga ämnen lyfts från kometen och släpper ut damm, bildar koma. Tidigare studier av sammansättningen av kometer nära solen har avslöjat samma blandning av flyktiga isar.

"Jag tror att dessa flyktiga ämnen sprids över hela K2, och i början för miljarder år sedan, de var förmodligen genom alla kometer för närvarande i Oorts moln, " sa Jewitt. "Men de flyktiga ämnen på ytan är de som absorberar värmen från solen, så, på sätt och vis, kometen fäller sitt yttre skinn. De flesta kometer upptäcks mycket närmare solen, nära Jupiters bana, så när vi ser dem, dessa ytflyktiga ämnen har redan bakats bort. Det är därför jag tror att K2 är den mest primitiva kometen vi har sett."

K2 upptäcktes i maj 2017 av Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System (Pan-STARRS) på Hawaii, ett undersökningsprojekt av NASA:s Near-Earth Object Observations Program. Jewitt använde Hubbles Wide Field Camera 3 i slutet av juni för att ta en närmare titt på den iskalla besökaren.

Hubbles skarpa "öga" avslöjade omfattningen av koma och hjälpte också Jewitt att uppskatta storleken på kärnan - mindre än 12 miles tvärs över - även om den svaga koman är 10 jorddiametrar över.

Denna enorma koma måste ha bildats när kometen var ännu längre bort från solen. Gräver igenom arkivbilder, Jewitts team avslöjade vyer av K2 och dess flummiga koma tagna 2013 av Canada-France-Hawaii Telescope (CFHT) på Hawaii. Men föremålet var då så svagt att ingen märkte det.

"Vi tror att kometen har varit kontinuerligt aktiv i minst fyra år, " sa Jewitt. "I CFHT-data, K2 hade koma redan 2 miljarder miles från solen, när det var mellan Uranus och Neptunus banor. Den var redan aktiv, och jag tror att det hela tiden har varit aktivt på väg in. När det närmar sig solen, det blir varmare och varmare, och aktiviteten ökar."

Men, nyfiket, Hubble-bilderna visar inte en svans som rinner från K2, som är en signatur för kometer. Frånvaron av en sådan egenskap indikerar att partiklar som lyfts från kometen är för stora för att strålningstrycket från solen ska svepa tillbaka dem till en svans.

Astronomer kommer att ha gott om tid att genomföra detaljerade studier av K2. Under de kommande fem åren, kometen kommer att fortsätta sin resa in i det inre solsystemet innan den når sitt närmaste närmande till solen 2022 strax bortom Mars omloppsbana. "Vi kommer för första gången att kunna övervaka den utvecklande aktiviteten hos en komet som faller in från Oortmolnet över ett extraordinärt intervall av avstånd, " sa Jewitt. "Den borde bli mer och mer aktiv när den närmar sig solen och kommer förmodligen att bilda en svans."

Jewitt sa att NASA:s rymdteleskop James Webb, ett infrarött observatorium planerat att lanseras 2018, kunde mäta värmen från kärnan, vilket skulle ge astronomer en mer exakt uppskattning av dess storlek.

Teamets resultat kommer att visas i numret av The 28 september Astrofysiska tidskriftsbrev .