Крупнейшая из когда-либо наблюдавшихся комет была активна на рекордном расстоянии от Солнца

Астрономы UMD обнаружили, что комета Бернардинелли-Бернштейна относится к числу наиболее удаленных от Солнца активных комет, что дает ключевую информацию о ее составе.

Новое исследование астрономов Университета Мэриленда показывает, что комета Бернардинелли-Бернштейна (ББ), самая большая из когда-либо обнаруженных комет, была активна задолго до того, как считалось ранее, что означает, что лед внутри нее испаряется и образует оболочку из пыли и пара, известную как кома. Только одна активная комета наблюдалась дальше от Солнца, и она была намного меньше кометы BB.

Находка поможет астрономам определить, из чего состоит BB, и даст представление об условиях во время формирования нашей Солнечной системы. Результаты исследования были опубликованы в журнале The Planetary Science Journal 29 ноября 2021 года.

"Эти наблюдения значительно увеличивают расстояния до активных комет по сравнению с тем, что мы знали ранее, - сказал Тони Фарнхэм, научный сотрудник кафедры астрономии UMD и ведущий автор исследования.

Знание того, когда комета становится активной, является ключом к пониманию того, из чего она состоит. Часто называемые "грязными снежками" или "ледяными шариками", кометы представляют собой скопления пыли и льда, оставшиеся после формирования Солнечной системы. Когда орбитальная комета приближается к ближайшей к Солнцу точке, она нагревается, и лед начинает испаряться. То, насколько теплой должна быть комета, чтобы начать испаряться, зависит от того, какой вид льда она содержит (например, воду, углекислый газ, монооксид углерода или другое замороженное соединение).

Ученые впервые обнаружили комету BB в июне 2021 года с помощью данных, полученных в ходе совместного международного проекта Dark Energy Survey по наблюдению за небом в Южном полушарии. Обзор зафиксировал яркое ядро кометы, но не обладал достаточно высоким разрешением, чтобы разглядеть оболочку из пыли и пара, которая образуется, когда комета становится активной.

Комета BB имеет размер 100 км в поперечнике и является самой большой кометой из когда-либо обнаруженных, и она находится дальше от Солнца, чем планета Уран. Большинство комет имеют размер около 1 км и находятся гораздо ближе к Солнцу, когда их открывают. Когда Фарнхэм узнал об открытии, он сразу же подумал, не были ли изображения кометы BB получены спутником Transient Exoplanet Survey Satellite (TESS), который наблюдает за одним участком неба в течение 28 дней. Он подумал, что более длительное время экспозиции спутника TESS позволит получить больше деталей.

Фарнхэм и его коллеги объединили тысячи изображений кометы BB, полученных TESS в период с 2018 по 2020 год. Складывая изображения, Фарнхэм смог увеличить контрастность и получить более четкий вид кометы. Но поскольку кометы движутся, ему пришлось накладывать изображения так, чтобы комета BB была точно выровнена в каждом кадре. Эта техника позволила удалить случайные пятна с отдельных снимков и одновременно усилить изображение кометы, что позволило исследователям увидеть туманное свечение пыли вокруг BB, доказательство того, что BB имеет кому и активна.

Чтобы убедиться, что кома не была просто размытостью, вызванной объединением изображений, команда повторила эту технику с изображениями неактивных объектов из пояса Койпера - области, расположенной гораздо дальше от Солнца, чем комета BB, где много ледяных обломков ранней Солнечной системы. Когда эти объекты оказались четкими, без размытия, исследователи были уверены, что слабое свечение вокруг кометы BB на самом деле является активной комой.

Размер кометы BB и ее расстояние от Солнца позволяют предположить, что в испаряющемся льду, образующем кому, преобладает окись углерода. Поскольку окись углерода может начать испаряться, когда она удалена от Солнца в пять раз дальше, чем комета BB, когда она была обнаружена, вполне вероятно, что BB была активна задолго до того, как ее заметили.

"Мы делаем предположение, что комета BB, вероятно, была активна и дальше, но мы просто не видели ее до этого", - сказал Фарнхэм. "Мы пока не знаем, есть ли какая-то точка отсечения, когда мы можем начать видеть эти вещи в холодном хранилище, прежде чем они станут активными".

По словам Фарнхэма, возможность наблюдать такие процессы, как формирование кометной комы, дальше, чем когда-либо прежде, открывает новые захватывающие двери для астрономов.

"Это только начало", - сказал Фарнхэм. "TESS наблюдает за тем, что еще не было открыто, и это своего рода пробный пример того, что мы сможем найти. У нас есть возможность делать это часто, как только комета будет замечена, возвращаться назад во времени на снимках и находить их, когда они находятся на более далеких расстояниях от Солнца".

Исследовательская работа "Ранняя активность кометы C/2014 UN271 Бернардинелли-Бернштейн, наблюдаемая TESS+" Тони Л. Фарнхэма, Майкла С.П. Келли и Джеймса М. Бауэра была опубликована 29 ноября 2021 года в журнале The Planetary Science Journal.