Solar Orbiter Uzay Aracı Kuyruğundan İkinci Bir Kuyruklu Yıldız Yakaladı

Solar Orbiter, Güneş’le ilgili benzersiz çalışmalar yapmak üzere tasarlanmış bir uzay aracı için kuyruklu yıldızları keşfederek de bir isim yapıyor. 17 Aralık 2021’de 1200-1300 UT merkezli birkaç gün boyunca, uzay aracı kendisini Comet C/2021 A1 Leonard’ın kuyruğunda uçarken buldu.

Karşılaşma, kuyruklu yıldızın kuyruğunda bulunan parçacıklar ve manyetik alan hakkında bilgi aldı. Bu, gökbilimcilerin kuyruklu yıldızın güneş rüzgarı, değişken bir parçacık rüzgarı ve Güneş’ten yayılan ve güneş sistemini süpüren manyetik alan ile nasıl etkileşime girdiğini incelemesine izin verecek.

Geçiş, University College London’daki Mullard Uzay Bilimleri Laboratuvarı’nda yüksek lisans öğrencisi olan Samuel Grant tarafından tahmin edilmişti. Uzay aracı yörüngelerini kuyruklu yıldız yörüngeleriyle karşılaştıran mevcut bir bilgisayar programını, güneş rüzgarının etkilerini ve bir kuyruklu yıldızın kuyruğunu şekillendirme yeteneğini içerecek şekilde uyarladı.

Bu çizim serisi, ESA/NASA Solar Orbiter uzay aracı Aralık 2021’de Kuyruklu Yıldız Leonard’ın kuyruğundan geçerken Solar Wind Analyzer’ın Ağır İyon Sensörü tarafından toplanan verileri temsil ediyor. Veriler, kuyruktan önceki ve sonraki ilk ve son arsa ile 11-20 Aralık’ı kapsıyor. sırasıyla, tek iyonize iyonların yokluğu ile işaretlenmiş geçiş. Kuyruk geçişi sırasında alet, örneğin oksijen, karbon ve moleküler nitrojen iyonları ve karbon monoksit, karbon dioksit ve su molekülleri gibi güneş rüzgarından ziyade kuyruklu yıldıza atfedilebilen parçacıkları tespit etti. (İyonlar, bir veya daha fazla elektrondan sıyrılmış ve şimdi net bir pozitif elektrik yükü taşıyan atomlar veya moleküllerdir.) Kredi: ESA/Solar Orbiter/SWA ekibi

“Güneş rüzgarının hızı için birkaç tahminle Comet Leonard ve Solar Orbiter ile çalıştırdım. Ve o zaman, oldukça geniş bir güneş rüzgar hızı aralığında bile bir geçiş olacakmış gibi göründüğünü gördüm” diyor.

Geçiş sırasında, Solar Orbiter, 27 Kasım 2021’de, görevin bilim aşamasının başlangıcını işaretleyen bir yerçekimi yardım manevrası için geçtiğinden Dünya’ya nispeten yakındı ve uzay aracını Mart 2022 kapanışı için rotasına yerleştirdi. güneşe yaklaşma. Kuyruklu yıldızın çekirdeği 44,5 milyon kilometre uzakta, gezegene yakındı. Venüsancak dev kuyruğu uzayda Dünya’nın yörüngesine ve ötesine uzanıyordu.

Bu veri grafiği, Aralık ayında ESA/NASA Solar Orbiter uzay aracının Comet C/2021 A1 Leonard’ın iyon kuyruğunun merkezine ne kadar yaklaştığını tahmin etmek için Solar Wind Analyzer’ın proton ve alfa sensöründen (SWA-PAS) gelen solar rüzgar hızı ve yön verilerini kullanır. 2021. Çizim, SWA-PAS tarafından tespit edilen her bir güneş rüzgarı paketinin, Güneş’ten uzay aracına olan yolculuğu sırasında kuyruklu yıldızın çekirdeğine ne kadar yakın olduğunu kaydeder. Sol eksen, ölçeği astronomik birimler (au) cinsinden verir; burada 1 au, Güneş’ten Dünya’ya olan mesafedir ve aynı mesafe, sağ eksende kilometre olarak gösterilir.
Güneş rüzgarı akış hızındaki ve yönündeki değişiklikler, çizilen mesafedeki değişikliklerden sorumludur. 15 ve 17 Aralık’ta kısa veri toplama boşlukları var. Kredi: ESA/Solar Orbiter/SWA ekibi ve S. Grant (UCL)

Şimdiye kadar, Solar Orbiter’dan kuyruklu yıldızın kuyruğunun en iyi tespiti Solar Wind Analyzer (SWA) alet takımından geldi. Ağır İyon Sensörü (HIS), güneş rüzgarından ziyade kuyruklu yıldıza atfedilebilen atomları, iyonları ve hatta molekülleri net bir şekilde ölçtü.

İyonlar, bir veya daha fazla elektrondan sıyrılmış ve şimdi net bir pozitif elektrik yükü taşıyan atomlar veya moleküllerdir. SWA-HIS, oksijen, karbon, moleküler nitrojen iyonları ve karbon monoksit, karbon dioksit ve muhtemelen su molekülleri tespit etti. Texas Southwest Araştırma Enstitüsü’nden SWA-HIS Baş Araştırmacısı Stefano Livi, “Düşük yükleri nedeniyle, bu iyonların tümü açıkça kuyruklu yıldız kaynaklıdır” diyor.

15-16 Aralık 2021’de ESA/NASA Solar Orbiter uzay aracındaki Metis cihazı tarafından ultraviyole ışıkta çekilen Leonard Kuyruklu Yıldızı görüntülerinin bir bileşimi. Kuyruklu yıldız, toz ve iyon kuyrukları alete dönük olarak görüş alanından geçti. Kredi: ESA/Solar Orbiter/Metis Ekibi

Bir kuyruklu yıldız uzayda hareket ederken, Güneş’in manyetik alanını etrafına sarmaya meyillidir. Bu manyetik alan güneş rüzgarı tarafından taşınıyor ve örtüler manyetik alanın kutuplarının kuzeyden güneye keskin bir şekilde değiştiği ve bunun tersi de süreksizlikler yaratıyor.

Manyetometre cihazı (MAG) verileri gerçekten de bu tür örtülü manyetik alan yapılarının varlığına işaret ediyor, ancak kesinlikle emin olmak için yapılacak daha çok analiz var. Londra, Imperial College’dan MAG araştırmacılarından Lorenzo Matteini, “Verilerimizde görülen bazı küçük ölçekli manyetik bozulmaları araştırma ve olası kuyruklu yıldız kökenlerini anlamak için Solar Orbiter’ın parçacık sensörlerinden alınan ölçümlerle birleştirme sürecindeyiz” diyor. .

Solar Orbiter, parçacık verilerine ek olarak görüntüler de aldı.

Metis, Solar Orbiter’ın çok dalga boylu koronagrafıdır. Hidrojen tarafından verilen Lyman alfa emisyonunu gören ultraviyole gözlemleri yapabilir ve görünür ışığın polarizasyonunu ölçebilir. 15 ve 16 Aralık’ta kuyruklu yıldızın uzaktaki başını hem görünür hem de morötesi ışıkta aynı anda yakaladı. Bu görüntüler şimdi enstrüman ekibi tarafından analiz ediliyor. Padova, CNR-Istituto di Fotonica e Nanotecnologie’de Metis yardımcı araştırmacısı Alain Corso, “Görünür ışık görüntüleri, kuyruklu yıldızın toz fırlatma hızı hakkında ipucu verebilirken, ultraviyole görüntüleri su üretim hızını verebilir” diyor. , İtalya.

Solar Orbiter Heliospheric Imager (SoloHI) da verileri yakaladı. Bu görüntüler, kuyruklu yıldızın iyon kuyruğunun, uzay aracının kendisi kuyruğun içindeyken çekilmiş büyük kısımlarını gösteriyor. Görüntü dizisi ilerledikçe, güneş rüzgar hızı ve yönündeki değişikliklere tepki olarak kuyruktaki değişiklikler görülebilir.

Ve geçişi izleyen sadece Solar Orbiter değildi. ESA/NASA SOHO misyon ve NASA’nın STEREO-A ve Parker Solar Probe uzay aracı uzaktan gözlemliyordu. Bu, astronomların artık sadece kuyruğun içinden veriye sahip olmadığı, aynı zamanda bu diğer uzay araçlarından bağlamsal görüntülere sahip oldukları anlamına gelir (yukarıdaki resimlere bakın).

SOHO uzay aracı, Lyman-alpha’daki Solar Wind Anizotropies (SWAN) cihazında Comet Leonard’ı tespit etti. SWAN doğrudan Güneş’e bakmaz, bunun yerine tüm gökyüzünü morötesi ışıkta haritalar ve güneş rüzgarıyla etkileşime giren yıldızlararası hidrojeni görür. Haritalar, örneğin burada olduğu gibi bir kuyruklu yıldızın varlığını gösteren ultraviyole ışıktaki parlak noktaları ortaya çıkarmak için kullanılabilir. Kredi: SOHO (ESA ve NASA); W. Boonplod

Kuyruklu yıldız geçişleri nispeten nadir olaylardır. Tespit edilenlerin çoğu ancak olaydan sonra fark edildi. ESA/NASA Ulysses görevi, Mayıs 1996’daki C/1996 B2 Hyakutake ve 2007’nin başlarındaki C/2006 P1 McNaught’ınki de dahil olmak üzere üç kuyruklu yıldız iyon kuyruğuyla karşılaştı. Solar Orbiter, Mayıs’ta parçalanan kuyruklu yıldız C/2019 Y4 ATLAS’ın kuyruğunu geçti. ve Haziran 2020, lansmanından kısa bir süre sonra.

İlk geçişler bir sürpriz olsa da, University College London Mullard Uzay Bilimleri Laboratuvarı’ndan Geraint Jones tarafından geliştirilen ve Samuel tarafından genişletilen bilgisayar kodu sayesinde Solar Orbiter’ın her iki karşılaşması da önceden tahmin edildi.

“En büyük avantaj, uzay aracının herhangi bir çaba harcamadan, büyük bir mesafeden bir kuyruklu yıldızı örnekleyebilmenizdir. Bu oldukça heyecan verici” diyor, şu anda şimdiye kadar farkedilmeyen kuyruklu yıldız kuyruk geçişlerini arayan diğer uzay gemilerinden gelen arşiv verilerine bakan Samuel.

Çalışma aynı zamanda deneyim oluşturmaya da yardımcı olur. ESA’nın Comet Interceptor görevi, Geraint’in Bilim Ekibi Lideri olduğu. Görev, henüz keşfedilmemiş bir kuyruklu yıldızı ziyaret edecek ve Güneş Sistemi’nin başlangıcından kalan işlenmemiş malzemeyi içeren ‘dinamik olarak yeni’ bir nesnenin 3 boyutlu bir profilini oluşturmak için üç uzay aracıyla hedefin yanından geçecek.

ESA/NASA Solar Orbiter uzay aracı, Aralık 2021’de Comet C/2021 A1 Leonard’ın kuyruğundan geçerek görüntüleri ve yerinde güneş rüzgarı ve parçacık verilerini topladı. Aynı zamanda, SOHO (ESA/NASA), Parker Solar Probe (NASA) ve STEREO-A (NASA) kuyruklu yıldızın evrimini diğer açılardan da izliyordu. Grafik, 17 Aralık 2021’de gezegenlerin, kuyruklu yıldızın ve uzay aracının yaklaşık göreli konumlarını gösterir ve ölçekli değildir. Seçilen cihazlar için çok yaklaşık görüş alanları belirtilmiştir: Solar Orbiter’da SoloHI ve STEREO-A’da SECCHI. Kredi: G. Jones ve S. Grant (UCL)

Bu arada, Solar Orbiter’daki enstrüman ekipleri, Comet Leonard verilerini yalnızca kuyruklu yıldız hakkında değil, aynı zamanda güneş rüzgarı hakkında da söyleyebilecekleri için analiz etmekle meşguller.

Solar Orbiter için ESA Proje Bilimcisi Daniel Müller, “Bu tür ek bilim, bir uzay görevinin her zaman heyecan verici bir parçasıdır” diyor. “Kuyruklu yıldız ATLAS geçişi tahmin edildiğinde, uzay aracını ve araçlarını hala kalibre ediyorduk. Ayrıca kuyruklu yıldız biz oraya varmadan hemen önce parçalandı. Ama Comet Leonard ile tamamen hazırdık ve kuyruklu yıldız dağılmadı.”

Güneş Yörüngesi. Kredi: ESA/ATG medialab

Mart ayında Solar Orbiter, Güneş’e en yakın geçişini henüz 0,32 au (Dünya-Güneş mesafesinin yaklaşık üçte biri veya yaklaşık 50 milyon kilometre) uzaklıkta yapıyor. Önümüzdeki on yıl içinde gerçekleşecek Güneş’e yaklaşık 20 yakın geçişten biri. Bunlar, yalnızca yakından değil, aynı zamanda Güneş’in daha önce hiç görülmemiş kutup bölgelerinden de benzeri görülmemiş görüntüler ve verilerle sonuçlanacak.

Daniel, “Solar Orbiter ile dört gözle bekleyeceğimiz çok şey var, daha yeni başlıyoruz” diyor.