kometen 46p/wirtanen närmade sig jorden närmast den 16 december, 2018. på grund av sin semestertid och det klargröna sken, den iskalla besökaren fick smeknamnet "julkometen". 46p/wirtanen var bara 7,1 miljoner miles från jorden, eller 30 gånger avståndet till månen, vilket är det närmaste kometen någonsin varit vår planet på århundraden. Kredit:NASA
Kometen 46P/Wirtanen släppte en ovanlig mängd alkohol när den gjorde sin historiska förbiflygning av jorden för två och ett halvt år sedan. Det är ett av resultaten från den senaste publicerade studien av kometdetektiver som genomfördes efter att ha observerat 46P/Wirtanen med W. M. Keck Observatory på Maunakea i Hawaii.
"46P/Wirtanen har ett av de högsta alkohol-till-aldehyd-förhållandena som uppmätts i någon komet hittills, sa Neil Dello Russo, en kometforskare vid Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory och medförfattare till studien. "Detta ger oss information om hur kol, syre, och vätemolekyler distribuerades i det tidiga solsystemet där Wirtanen bildades."
Data från Keck Observatory avslöjade också en märklig egenskap. I vanliga fall, när kometer kretsar närmare solen, de frusna partiklarna i deras kärna värms upp, koka sedan av, eller sublimera, går direkt från fast is till gas, hoppa över vätskefasen. Denna process, kallas avgasning, är det som producerar koma - en gigantisk mantel av gas och damm som glöder runt kometens kärna. När kometen kommer ännu närmare solen, solstrålning driver bort en del av koma från kometen, skapa svansarna.
Men med kometen 46P/Wirtanen, teamet gjorde en konstig upptäckt:En annan process bortom solstrålning är att på mystiskt sätt värma upp kometen.
"Intressant, vi fann att temperaturen uppmätt för vattengas i koma inte minskade signifikant med avståndet från kärnan, vilket innebär en uppvärmningsmekanism, " sa medförfattaren Erika Gibb, professor och ordförande för institutionen för fysik och astronomi vid University of Missouri–St. Louis.
Gibb säger att det finns ett par möjliga förklaringar. Den ena är en kemisk reaktion där solljus kan jonisera några atomer eller molekyler i den täta koma nära kärnan, frigör höghastighetselektroner. När dessa superladdade elektroner kolliderar med en annan molekyl, de kan överföra en del av sin kinetiska energi och värma vattengasen i koma.
"En annan möjlighet är att det kan finnas fasta isbitar som flyger bort från 46P/Wirtanen, ", sa Gibb. "Vi har sett detta i några kometer som besökts av rymdfarkoster, särskilt Hartley 2 under NASA:s EPOXI-uppdrag. Dessa isbitar faller bort från kärnan och sublimerar, frigör energi längre ut i koma."
Detta scenario skulle stämma överens med observationer av andra hyperaktiva kometer som 46P/Wirtanen – en klass av kometer som släpper ut mer vatten än förväntat om de släpper ut alla sina gaser direkt från sina iskalla kärnor när de närmar sig solen. Vattnet spyr ut i form av gas men kan senare kondensera till vätska om det skulle komma till en planets yta. Det är därför forskare misstänker kometer, såväl som asteroider, kan ha levererat vattnet som utgör jordens hav.
Data från Keck Observatory visade att kometen Wirtanen uppvisade relativt fler vattenmolekyler längre ut i koma efter sublimering jämfört med andra molekyler - nämligen etan, vätecyanid, och acetylen. Detta tyder på att ytterligare vatten frigörs från isiga korn i den inre koma, vilket är ett betydande resultat som kommer från ett markbaserat teleskop. Sådana observationer har gjorts med rymdfarkoster som besöker andra kometer men kan vara svåra att studera från marken på grund av störningar från vatten i jordens atmosfär. För att ta itu med detta, markbaserade studier har använt en teknik för att rikta in sig på vattenövergångar som inte blockeras av atmosfären; detta gör det möjligt att erhålla detaljerade infraröda observationer från Keck Observatory som visar hur det mest förekommande flyktiga elementet är fördelat i koma av en komet.
I grevens tid
NASA gav forskarna teleskoptid för att observera 46P/Wirtanen i december 2018 med hjälp av Keck Observatory's Near-Infrared Spectrograph (NIRSPEC), som uppgraderades precis i tid för att fånga kometen när den närmade sig jorden närmast.
"Vår forskning skulle inte vara möjlig utan ansträngningarna från hela teamet som slutförde NIRSPEC-uppgraderingen, " sa huvudförfattaren Boncho Bonev, docent i fysikforskning vid American University. "Jag är så tacksam för deras enorma och framgångsrika ansträngning att genomföra NIRSPEC:s stora uppgradering under enorm tidspress."
NIRSPEC-data visar att kometen Wirtanens kemiska sammansättning består av:
"Inom bara 10 till 20 minuter efter observation med NIRSPEC, vi fick mätningar av överflöd och rumsfördelningar av kometens kemiska byggstenar, " sa medförfattaren Mohi Saki, en forskarassistent vid University of Missouri-St. Louis Institutionen för fysik och astronomi. "Att upptäcka mindre arter som ammoniak och acetylen kan ta timmar med andra instrument, även för kometer så ljusstarka som 46P/Wirtanen. Vi kan inte replikera NIRSPEC:s känslighetsnivå för mindre arter med något annat nära-infrarött instrument på en så kort tidsskala."
Fullständiga resultat från studien publiceras i The Planetary Science Journal .
