2018.11.05.

Miként fújja a napszél az üstökösök porcsóváit?

2007-ben fenséges látványban volt részük az üstökös megfigyelőknek, a McNaught (C/2006 P1) üstökös nemcsak igen nagy fényességgel szelte át az eget, hanem fantasztikus, legyezőszerű, sávos porcsóvájával nyújtott örök élményt annak, aki megpillanthatta. Az üstökös a déli félteke lakói számára biztosította a legtöbbet, s nekik köszönhetjük a róla készült fantasztikus felvételek sokaságát is, a 2007. januári napközelsége idején a déli féltekéről volt megfigyelhető ugyanis.

Azonban a földlakókon kívül az épp frissen felbocsátott STEREO napszondák is „szemet vetettek” a rendkívüli tüneményre, s a két szonda műszernek látómezejét betöltötte a McNaught üstökös sávos csóvája. A csóva a már régebb óta működő, SOHO nevű napszonda képein is megmutatkozott, mindez annak köszönhető, hogy az üstökös igen közel száguldott el a Nap mellett.
Egy hasonló látványú üstökös már megfordult az égboltunkon 1744-ben, a fennmaradt megfigyelések és rajzok a McNaught-éhoz hasonlóan látványos sávokra bomló csóvát mutatnak, amely a napközelsége idején teljesedett ki.

Egy csillagászokból álló nemzetközi kutatócsoport most a McNaught csóvaszerkezete és a napszél kölcsönhatásairól készített tanulmányt, a SOHO és a STEREO űrszondák felvételei és mérései alapján. A szondák látómezőiben feltűnt csóva változásait is meg tudták figyelni, s a több nézőpontú felvételeknek köszönhetően a csóva szerkezetéről alkothattak képet. A felvételek újonnan kifejlesztett módszerű feldolgozása lehetővé tette, hogy a csóva változásait annak tükrében vizsgálják, amint az a Nap közelében elhaladva a Nap mágneses mezeje illetve a Napból kiáramló részecskék hatására átalakul, s az ebből feltáruló összefüggéseket leszűrjék.

Különösen érdekes kérdés volt, hogy a csóva sávjai miként jöttek létre, milyen ok hatására álltak össze vagy oszlottak szét. E változások a Naprendszer kialakulása idején lezajló folyamatokba is bepillantást engednek, hisz akkor is egy gázokból és porból álló felhő dinamikus változásai hatására kezdtek az égitestek csomókba állni s apránként felépülni. A McNaught üstököst a nagy fényessége és különös szerkezete könnyű vizsgálati alannyá tette e kérdésekben. (A probléma csupán az volt, hogy a sokkal halványabb látvány megörökítésére szánt napszondák felvételein az üstökös a „túlzott” fényessége miatt nagyon beégett, illetve az állatövi fény is meglehetősen fényes volt, s így szükségessé vált a felvételek speciális módszerű feldolgozása.)

A porcsóva porszemcséit modellbe is ágyazták, s ehhez olyan tulajdonságaikat vették figyelembe, mint a porszemcse „kora”, vagyis az, hogy mikor szakadt ki az üstökösből, mekkora a szemcse, merre és miként mozog maga az üstökösmag, s minden egyes szemcsét a napszél hatásaival kiszámított módon mozgatott a modell. A modell és az űrszondák felvételei alapján egy időbeli térképező módszerrel a sávok kialakulását s fejlődését 2 órás időközökre bontva kapták meg eredményükben a kutatók egy kb. 3 hetes időszakból. A csóva egyes szálait 12-16 napon keresztül tudták így követni az egymás utáni felvételeken (az ezekről készült animációkat az eredeti cikk kiegészítő anyagából le lehet tölteni és megnézni, *.flv formátumúak). Egyes sávokat viszont 23, illetve 26 napon keresztül is követni tudtak a felvételeken! Külön érdekesség, hogy a STEREO felvételeiből készült képeket a földi fotókon látott csóvasávokkal is azonosítani lehetett. A McNaught vas-csóvájában (ez az üstökösmagból kisodródó semleges vasatomokból állt össze) jóval rövidebb élettartamúak voltak a sávok, mindössze 5 napig lehetett őket követni.

Az első érdekesség, amit a feldolgozott felvételeken észrevettek, az volt, ahogy a csóva sávjai egy bizonyos ponton megszakadnak – ez a terület egybeesett azzal, ahol a Nap forgó mágneses mezeje (amit a napszél részecskéi magukkal hordoznak, s spirálisan távolodik a Naptól) polaritást vált. Ezek a „megszakadási” régiók a napszéllel együtt mozogtak az üstökös hatalmas kiterjedésű csóvájában. Miért volt ez igazán furcsa? A napszélnek az üstökösök töltött gázrészecskékből álló ioncsóvájára kifejtett hatását jól ismertük, azonban a porcsóváról eddig nem tudtuk, hogy szintén befolyásolja a napszél, a napmágnesség. A kutatók arra következtettek ebből, hogy a porszemcsék is töltötté váltak a csóvában s ennek okán volt rájuk hatással a Lorentz-erő révén a napmágnesség; az ellenkező polaritást hordozó napszél az elektromosan töltött porszemcséket ellentétes irányba mozgatja el. Feltételezhető, hogy néhány korábbi, szintén sávos porcsóvájú üstökös (pl. az 1976-ban szintén rendkívüli látványt nyújtó West-üstökös) esetében is ugyanez a mechanizmus befolyásolta a sávok alakulását. Azt már számos, a Naprendszer külsőbb régióiban járt űrszondák méréseiből tudjuk, hogy az egészen apró (néhány mikron átmérőjű) porszemcsékre hat a napszél, azonban ez az első eset, hogy egy üstökös porcsóvájának kb. két nagyságrenddel nagyobb szemcséin is megfigyelhető volt a hatás.

A sávok időbeli fejlődéséből arra is következtettek a kutatók, hogy azok nem az üstökösből nagyobb méretben kiszakadó darabok aprózódása révén jönnek létre, amint azt korábbi elméletekben sejtették, hanem egyszerűen csak átrendeződnek a meglévő porszemcsék. Ezt sejteti az is, hogy a sávok a Naptól sugárirányban állnak. A sávok kialakulása a napközelség után is tovább folytatódott, s a sávok átrendeződése is hosszabb időn át megfigyelhető volt. A NASA ismertető cikkéhez készült rövid videóban számos, a kutatók által készített animáció szerepel, ezeket itt lehet megnézni.

Az üstökös porának változásai felvetik a kérdést: a Naprendszer kialakulása idején vajon milyen szerep jutott a Napnak, s a napszélnek a porkorong összetevőinek elrendezésében?

A tanulmányt az Icaros jelenteti meg a 2019. februári számában, online már most elérhető a teljes cikk.

Landy-Gyebnár Mónika
(További fordítások a szerzőtől facebookon:  Égen – Földön – Föld alatt)

Nincs még értékelés

Értékelés

About the Author: