Suomalaisten, kanadalaisten ja venäläisten tutkijoiden ryhmä julkaisi toukokuussa havaintoja Marsin ja Jupiterin välissä Aurinkoa kiertävän 17P/Holmes-komeetan pölyvanasta. Ryhmää johti Helsingin yliopiston dosentti ja Paikkatietokeskus FGI:n vanhempi tutkija Maria Gritsevich.
– Komeetta purkautui lokakuussa 2007, ja purkaus oli tähän asti havaituista komeettojen purkauksista suurin. Komeetasta sinkoutui valtava määrä hiukkasia, joita olemme kartoittaneet mallien avulla, Gritsevich kertoo.
– Tapahtuma oli epätavallinen, sillä komeetasta tuli hetkellisesti aurinkokunnan suurin taivaankappale.
Komeetta kiertää Auringon noin seitsemässä vuodessa. Ilmiössä vapautuvien hiukkasten synnyttämien muotojen havaitseminen onnistuu parhaiten siihen aikaan vuodesta, jolloin Maa kulkee komeetan ratatason läpi. Tutkimusta varten tähtitieteilijät tarkkailivat komeettaa kaukoputkilla Australiassa, Suomessa ja Yhdysvalloissa vuosina 2013–2015 ja 2020–2021. Vuonna 2022 tehdyt lisähavainnot vahvistivat tutkijoiden ennusteet. Uusimmat löydökset esiteltiin vastikään Europlanet Science Congress -konferenssissa.
– Mallien mukaan paras hetki havainnoida ilmiötä Maasta käsin oli helmikuun lopussa ja loppukesällä vuonna 2022, sanoo Gritsevich.
Komeetan koostumusta voidaan tutkia sen purkauksen pölyjäljen avulla
Tutkimuksen ansiosta 17P/Holmes-komeetan pölyvana ja sen liikkeet ovat nyt ennustettavissa. Komeetan purkaukset ovat kuitenkin eri asia.
– Muut Aurinkoa samanlaisilla radoilla kiertävät komeetat eivät tuota tällaisia suuria ajoittaisia purkauksia, joten 17P/Holmes on luultavasti poikkeustapaus, toteaa Gritsevich.
– Emme vielä tiedä, mikä laukaisee purkaukset komeetan sisällä. Ilmiö on monimutkainen ja sitä on vaikea ennustaa tarkasti, sanoo Tähtitieteellinen yhdistys Ursan tulipallotyöryhmän jäsen Markku Nissinen.
– On myös epätavallista, ettei purkaus tuhonnut komeetan ydintä.
Purkaus jättää jälkeensä hiukkasvanan satojen vuosien ajaksi.
– Vana ei ole riittävän tiheä, jotta sitä voitaisiin seurata ennustamatta sen sijaintia mallinnuksen avulla, Gritsevich sanoo.
Komeetan purkaus synnytti tiimalasin muotoisen pölyjäljen
Tutkimusmallit osoittivat, että pölyvanan muoto perustuu erikokoisiin pölyhiukkasiin. Painovoiman ja aurinkotuulen takia komeettaa seuraavat hiukkaset kiertävät Aurinkoa erikokoisilla elliptisillä kiertoradoilla.
Suurimmat kiertoradat ovat pienimmillä hiukkasilla, joten ne saapuvat ratojen yhteisiin solmupisteisiin viimeisenä, suuremmat hiukkaset niitä ennen. Hiukkasten radat kohtaavat solmupisteissä, mikä tekee komeetan pölyvanasta tiimalasin muotoisen mistä tahansa kulmasta katsottuna.
– Minusta tämä on uusi löydös, sillä muissa tutkimuksissa ei tietääkseni ole tuotu esille tätä pölyvanojen muodon erityispiirrettä, Gritsevich sanoo.
Pölyvanoja kartoittavia tutkimusmalleja voidaan käyttää myös meteoriparvien ja muiden jännittävien ilmiöiden mallintamiseen.
– Olen mallintanut Leonideja, Ursideja ja muita tunnettuja meteoriparvia, mikä loi pohjan tässä tutkimuksessa kehitetyille malleille, Nissinen sanoo.
– Tästä opitaan ainakin se, että maailmankaikkeudessa satunnaisilta näyttävien asioiden taustalla onkin jonkinlainen järjestys, jota voidaan tieteellisen menetelmin ennustaa, sanoo Gritsevich.
Suomen Akatemialta rahoitusta saanut tutkimus julkaistiin astrofysiikan Monthly Notices of the Royal Astronomical Society -tiedelehdessä. Mallit ja ennusteet on julkaistu avoimina julkaisuina.
Toinen osa Gritsevichin Suomen Akatemian rahoittamaa hanketta on Merkurius-planeetan pintaa koskeva tutkimus.
– Merkuriuksessa on paljon vähemmän suuria irtolohkareita kuin samankokoisessa Kuussa, mikä on mielenkiintoinen löydös, kertoo Gritsevich.
Lohkareiden olemassaolo ja niiden geologiset suhteet tarjoavat tietoa planeetan pinnan ominaisuuksista ja sitä muokkaavista prosesseista. Irtolohkareiden harvinaisuus Merkuriuksessa johtuu planeettaan iskeytyvien mikrometeorien suhteettoman suuresta määrästä ja planeetan pinnalla olevasta tavallista paksummasta kerroksesta regoliittia eli karkeajakoista kivipölyä. Lohkareiden elinikään Merkuriuksessa saattaa vaikuttaa myös huomattavista lämpötilan muutoksista johtuva halkeilu ja lämpöväsyminen.
Merkuriuksen pinnan ominaisuuksia koskeva jatkotutkimus julkaistaan myöhemmin tänä syksynä, mutta tärkeimmät tiedot planeetan pinnasta tehdyistä havainnoista julkistetaan sen jälkeen, kun BepiColombo-luotain saapuu määränpäähänsä vuonna 2025 seitsemän vuoden matkanteon jälkeen.
– Olemme yhdessä Kalifornian yliopiston (Santa Cruz) tutkijan Mikhail Kreslavskyn kanssa tutkineet kaikki saatavilla olevat korkean resoluution kuvat Merkuriuksesta, joten on hienoa saada niitä lisää, Gritsevich sanoo.
Artikkeli: https://doi.org/10.1016/j.icarus.2021.114628
Komeetta ”elää” koko ajan kiertäessään radalla, mikä tarkoittaa, että sen aines hajoaa pikku hiljaa muodostaen sen perään pyrstön. Pyrstö koostuu kivipölystä ja kaasusta.
– Kaasu on suurimmaksi osaksi höyryä, joka on peräisin komeetassa olevasta jäästä. Jää höyrystyy, kun komeetta kiertää lähellä aurinkoa, ja lisäksi auringon säteily hajottaa veden molekyylit vedyksi ja hapeksi, sanoo avaruustieteen yliopistotutkija Antti Penttilä.
Auringon painovoima vaikuttaa komeettoihin muutenkin, esimerkiksi aiheuttamalla ratahäiriöitä ja kenties myös maanvyörymiä komeetan pinnalla. Gritsevitchin tutkima komeetta 17P/Holmes kiertää kuitenkin kaukana Auringosta, joten säteilyn aiheuttama sulaminen todennäköisesti ei ole pääsyynä sen purkautumiseen.