Bilder av kometen 41P/Tuttle-Giacobini-Kresak tagna den 19 mars, 2017 med Discovery Channel Telescope. Det mesta av utsläppen från koma togs bort på konstgjord väg för att visa strålarnas struktur. Det skiljer sex timmar mellan de två bilderna och båda strålarna roterar medurs. Den svaga strålen på den vänstra bilden ökar i styrka när solljus träffar området, medan den andra jetstrålen nästan stängs av helt när dess källa på kärnan går in i natten. Kometrotationsperioden var 24 timmar och ökade till 27 timmar bara tio dagar senare. Kredit:Schleicher/Lowell Observatory.
Astronomer vid Lowell Observatory observerade kometen 41P/Tuttle-Giacobini-Kresak förra våren och märkte att dess rotationshastighet snabbt saktade ner. En forskargrupp ledd av David Schleicher studerade kometen medan den var närmare jorden än vad den någonsin har varit sedan upptäckten. Kometens rotationsperiod blev dubbelt så lång, går från 24 till mer än 48 timmar inom sex veckor, en mycket större förändring än någonsin tidigare i en komet. Om det fortsätter att sakta ner, den kan stanna helt och sedan börja rotera i motsatt riktning.
Kometen 41P/Tuttle-Giacobini-Kresak är en kortperiodisk komet som nu fullbordar en bana runt solen vart 5,4:e år. Upptäcktes först av H. Tuttle 1858, den var förlorad i flera år tills den återupptäcktes av M. Giacobini 1907. Förlorad igen och återupptäcktes för tredje gången 1951 av K. Kresak, nu har kometen namnen på sina tre oberoende upptäckare.
Astronomer hade svårt att studera denna komet i detalj fram till början av 2017 då den passerade inom 13 miljoner miles (21 miljoner kilometer) från jorden, den närmaste sedan upptäckten. Med en relativt inaktiv kärna som uppskattas vara mindre än en mil stor (cirka 1,4 km), denna komet var äntligen tillräckligt ljus för en omfattande observationskampanj.
Under åtta veckor mellan mars och maj i år, kometen förblev på ett avstånd av mindre än 18 miljoner miles (30 miljoner kilometer) från jorden. I jämförelse, avståndet mellan solen och jorden är 93 miljoner miles. Dessa förhållanden gjorde det möjligt för astronomer att studera det i detalj.
Rester från bildandet av solsystemet, kometer har förändrats väldigt lite under de senaste 4,5 miljarder åren. När en komet kommer närmare solen och isen på dess yta förångas, den utvecklar gas- och dammstrålar tusentals kilometer långa som i slutändan skapar koma eller huvud, och svansen som skiljer kometer från asteroider och andra himlakroppar. En av de vanligaste gaserna som finns i kometer är cyanradikalen, en molekyl som består av en kolatom och en kväveatom.
Schleicher och hans medarbetare använde Lowell Observatorys Discovery Channel Telescope, tillsammans med Hall-teleskopet och Robotic-teleskopet som ligger på Anderson Mesa nära Flagstaff, Arizona. De hittade och mätte rörelsen hos två cyanogenstrålar som kom från kometen 41P/Tuttle-Giacobini-Kresak. Från dessa jets, de fastställde att rotationsperioden ändrades från 24 timmar i mars till 48 timmar i slutet av april, sakta ner till mindre än halva rotationshastigheten i slutet av observationskampanjen i maj.
"Medan vi förväntade oss att observera cyanogenstrålar och kunna bestämma rotationsperioden, vi förutsåg inte att detektera en förändring i rotationsperioden under ett så kort tidsintervall. Det visade sig vara den största förändringen i rotationsperioden som någonsin uppmätts, mer än en faktor tio större än vad som finns i någon annan komet, sade Schleicher, som leder projektet.
Detta resultat antyder också att kometen har en mycket långsträckt form, en låg densitet, och att jetstrålarna är placerade nära slutet av kroppen, ger det vridmoment som behövs för att åstadkomma den observerade förändringen i rotation.
"Om framtida observationer exakt kan mäta kärnans dimensioner, då skulle den observerade förändringen av rotationsperioden sätta gränser för kometens densitet och inre styrka. Sådan detaljerad kunskap om en komet erhålls vanligtvis endast genom ett dedikerat rymdfarkostuppdrag som det nyligen avslutade Rosetta-uppdraget till kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko, " sa medarbetare Matthew Knight.
Ser man till det förflutna å andra sidan, ger ett annat möjligt scenario. Om kometen betedde sig på liknande sätt i tidigare banor, den kunde ha roterat så snabbt att kärnan kan ha gått sönder, tillåta mer gas att strömma ut och orsaka en ökning av ljusstyrkan under en kort tidsperiod. Ett sådant utbrott observerades 2001.
De preliminära resultaten presenterades under det 49:e mötet för American Astronomical Society Division for Planetary Sciences som hölls i Provo, Utah. Hela teamet består av David Schleicher från Lowell Observatory, Nora Eisner från University of Sheffield, Matthew Knight från University of Maryland, och Audrey Thirouin också från Lowell Observatory.
