Kiedy kometa zawiruje się na śmierć

Komety, tak jak inne ciała w kosmosie, obracają się wokół własnych osi. Naukowcy przypuszczają, ze prędkość ich wirowania czasami jednak niebezpiecznie wzrasta, a wtedy kometa rozpada się na kawałki i umiera, zawirowując się na śmierć. Ten rodzaj samobójczej śmierci komet bada polski naukowiec.

Choć od momentu uformowania komety przebywają w bardzo niskich temperaturach na obrzeżach Układu Słonecznego, to od czasu do czasu pojawiają się w okolicach Słońca, dzięki czemu możemy je obserwować z Ziemi. Zwykłym śmiertelnikom kojarzą się przede wszystkim z warkoczem, który pozostawiają przemierzając niebo. Podobno towarzyszyły ważnym wydarzeniom w historii ludzkości. Dla naukowców są niezwykle cennym materiałem do badań.

- Przypuszcza się, że komety mogły dostarczyć wodę i związki organiczne na Ziemię wtedy, kiedy była ona jeszcze bardzo młoda. Nazywamy je kapsułami czasu, bo materia, z której się składają, w zasadzie nie zmieniła się od czasów, gdy uformowały się na samym początku istnienia Układu Słonecznego. Badania składu materii kometarnej mogą nam powiedzieć bardzo dużo o tym, jak wyglądał pierwotnie materiał, z którego powstało Słońce, Ziemia i inne planety - mówi PAP dr Michał Drahus z Uniwersytetu Jagiellońskiego.

Polskiego badacza zainteresował jednak nieco inny aspekt życia komet. W ramach projektu finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki bada on naturalny czas życia tych obiektów i moment ich śmierci. - Chciałbym dowiedzieć się, w jaki sposób komety kończą swoje życie i jak długo mogą przetrwać - tłumaczy.

Jeśli naukowcom udałoby się poznać czas życia komet, to - jak mówi dr Drahus - będzie można dokładniej ustalić m.in. pierwotną liczbę komet, które uformowały się u zarania Układu Słonecznego. Będzie też można lepiej określić np. częstotliwość ich zderzeń z "młodą Ziemią", a przez to efektywność dostarczania wody i związków organicznych na naszą planetę.

Na kometę czyha wiele niebezpieczeństw, które zagrażają jej życiu. Może się np. rozpaść w wyniku zderzenia z innym ciałem niebieskim. Jednak jedną z najczęstszych przyczyn śmierci komet prawdopodobnie jest tzw. rozpad rotacyjny. - Następuje wtedy, kiedy ciało niebieskie wiruje wokół własnej osi tak szybko, że przez tę szybką rotację jest rozrywane na kawałki. Taki rozpad to śmierć komety, w dodatku śmierć samobójcza. Staramy się ustalić, czy właśnie w ten sposób komety najczęściej dobiegają kresu życia - wyjaśnia badacz.

Największym zagrożeniem dla komet jest ich własna materia - ta sama, która tworzy spektakularne warkocze. Wypływając z jądra komety generuje siłę niczym silnik odrzutowy, który może śmiertelnie przyspieszyć rotację. Warunkiem jest jednak mały rozmiar komety, gdyż te bardziej masywne nie dają się łatwo rozkręcić.

- Od połowy XIX wieku znamy przykłady komet, a od kilku lat również planetoid, które rozpadają się dosłownie na naszych oczach. Głównym problemem w testowaniu hipotezy o śmierci w wyniku rozpadu rotacyjnego było jednak to, że dla żadnego z tych ciał nie znaliśmy tempa wirowania. Nie mieliśmy więc kluczowego elementu układanki - mówi dr Drahus.

Zespół naukowców pod kierunkiem dra Drahusa przerwał ostatnio ten impas, wyznaczając po raz pierwszy tempo wirowania jednego z małych ciał Układu Słonecznego, które niedawno się rozpadło. Wiele wskazuje na to, że badany przez nich obiekt, o numerze P/2012 F5, nie jest kometą, ale planetoidą. - Z punktu widzenia naszych badań nie ma to jednak większego znaczenia - mówi astronom. Okazało się, że tempo rotacji tego obiektu jest bardzo szybkie, bo jeden obrót wokół własnej osi zajmuje mu nieco ponad trzy godziny. Naukowcy zidentyfikowali też cztery mniejsze fragmenty, które się od niego oderwały. - Są to najmocniejsze jak dotąd przesłanki za rozpadem rotacyjnym, ale nie mogą być jeszcze uznane za stuprocentowy dowód - zaznacza dr Drahus.

Swojego odkrycia i pomiaru tempa rotacji obiektu naukowcy dokonali, pracując na teleskopie Keck II na Hawajach - jednym z najlepszych teleskopów naziemnych. Jednak kolejne badania - zimą 2015/2016 - prowadzili już na jednym z najsłynniejszych narzędzi badawczych na świecie - Kosmicznym Teleskopie Hubble'a. - Teleskop Hubble'a jest najdoskonalszym i najdroższym teleskopem, stworzonym przez człowieka. Jego wartość jest porównywalna do wartości Wielkiego Zderzacza Hadronów - zauważa badacz.

To jednak nie koniec ich pracy. Ponieważ pierwsze wyniki, które uzyskali Teleskopem Hubble’a, przerosły ich najśmielsze oczekiwania, NASA przydzieliła im dodatkowy czas na obserwacje, m.in. z puli, którą dysponuje dyrektor obserwatorium. "NASA przyznała nam także czas obserwacyjny ze zwykłej puli, za to od razu w dwóch kolejnych cyklach pracy Teleskopu Hubble’a, tj. w 2017 i 2018 roku, co zdarza się niezwykle rzadko. Zazwyczaj wybierane są programy do realizacji w najbliższym cyklu pracy teleskopu. Łącznie z czasem, który już wykorzystaliśmy, dostaliśmy 30 orbit na nasze badania. To bardzo dużo, szczególnie, że konkurencja na Teleskopie Hubble'a jest ogromna" - zauważa dr Drahus.

Jak podkreśla, NASA nigdy wcześniej nie przyznała cennego czasu obserwacyjnego Teleskopu Hubble’a na badania kierowane przez naukowca z Polski. Dzięki prowadzonym obserwacjom, w których uczestniczy również dr hab. Wacław Waniak z Uniwersytetu Jagiellońskiego, polskim badaczom może uda się ostatecznie potwierdzić, czy rozpad P/2012 F5 był rotacyjny, czy jednak nie.

PAP - Nauka w Polsce