A Hale-Bopp üstökös

A Hale–Bopp-üstökös (hivatalos neve C/1995 O1) valószínűleg a 20. század legfényesebb és legjobban megfigyelt üstököse volt. Rekord ideig, 18 hónapig volt látható szabad szemmel, a korábbi csúcstartó, az 1811-es nagy üstökös csak feleennyi ideig.
A Hale–Bopp-ot 1995. július 23-án fedezték fel nagy távolságra a Naptól, amely már utalt arra, hogy a Nap megközelítésekor nagyon fényes lehet. Az üstökösök fényességét nehéz előrejelezni nagy pontossággal, de a Hale–Bopp elérte vagy meghaladta a várakozások nagy részét, amikor 1997. április 1-jén átrepült a perihéliumon. Az 1997-es nagy üstökösnek nevezték.
Bizonyára még sokak emlékezetében élt a Hyakutake-üstökös 1996. márciusi és áprilisi tündöklése, ami megtörte a látványos üstökösök 1976 óta tartó hiányát. A természet váratlan ajándéka volt ez az objektum, hiszen a témával szorosabb kapcsolatban lévők - akkor már több mint fél éve - egy még fantasztikusabb üstökös érkezését várták.
Egy-egy új üstökös felfedezéséhez több száz órányi szorgos és tervszerű megfigyelőmunka szükséges. Közismert, hogy az üstökösök többségének érkezését nem tudjuk előre megjósolni. Első látásra halovány csillagocskának tűnnek. Egyetlen támpont az üstököskutatók számára az, hogy éjszakáról éjszakára egyre észrevehetőbb gyorsasággal szinte óráról órára elmozdulnak. Az üstökösökről készült kép előhívása vagy megjelenítése után az átböngészett fotón van egy parányi "pötty", amely nem látható az összehasonlító képeken. A világosabb képeken már nem parányi pont, hanem rövid vonalka jelenik meg. A hosszú expozíció során a kamera az égbolt csillagainak látszólagos mozgását követi. Az üstökös alakja akkor alakul ki, amikor a magja körül megjelenik a minden kétséget eloszlató üstök, a kóma is. Az égitest bonyolultabb és igazán tanulságos.
Egyik felfedezője az elismert Alan Hale, a csillagászati doktorátussal rendelkező profi, vizuális üstökösbámész. A másik felfedezője egy amatőr Thomas Bopp, aki 1995. július 23.-án kiruccant az arizonai sivatagba (Clouduroftba) egy csillagpartira. A Sagittorius (nyilas) csillagképben látható M70 jelű gömbhalmaz észlelése közben egy "fölösleges" fényfoltot is megpillantott. Felfedezésüket azonnal jelentették a CBAT -nek, a Csillagászati Távirati Központi Irodájának. Az új üstökös hivatalos neve "Comet C/1. Az évszám a fölfedezés évét, A 0 az évnek azt a fél hónapját, amikor a fölfedezés történt (július 23-án). Az 1-es pedig arra utal, hogy ezen belül ez volt az első fölfedezett üstökös. A C/ karakterpár arra utal, hogy a kométa igen hosszú időközönként kerül csak napközelbe, azaz nem tartozik a 200 évesnél rövidebb periódusidejű üstökösök közé. Fényét, természetesen, a Naptól kapta. Kb.: 15-25 kilométer átmérőjű a magja. Az abszolút fényessége a korábban talált üstökösökéhez képest váratlanul erősebbnek bizonyult. Az üstökös jól látható, nemcsak éjjel, hanem szürkületben is. Márciusra szinte teljesen bevilágított a keletre néző szobánk ablakán, lekörözve az Altairt, majd a Deneb fényességét is. Amikor a két szerencsés amerikai rábukkant, még 7, 16 Cs. E. volt a távolság közte és a nap között. A Földhöz március 22-én volt a legközelebb, 197 millió kilométerre. Sebessége eközben napi 1-2 millió kilométerről csaknem 4 millió kilométerre nőtt.
Pályaváltozások
Az üstökös legutóbbi perihéliuma valószínűleg 4200 éve volt. Pályája szinte merőleges az ekliptika síkjához, ami azt jelenti, hogy a bolygómegközelítések ritkák. 1997 márciusában a Hale-Bopp 0.77 csillagászati egységre haladt el a Jupiter mellett. Ez elég volt, hogy a Jupiter gravitációs hatása megváltoztassa a pályáját. Ezzel a periódusa jelentősen lecsökkent 2380 évre, és legközelebb 4380-ban tér vissza perihéliumba. Legnagyobb távolsága a Naptól (aphélium) 360 csillagászati egység lesz a korábbi 525 helyett.
Deutérium gyakoriság
A Hale-Bopp deutériumgyakorisága nehézvíz formájában kétszer akkorának adódott, mint a Föld óceánjaiban. Ez szerint habár az üstökösbecsapódások jelentős mennyiségű víz forrása a Földön, nem ez lehet az egyetlen forrás, ha a Hale-Bopp deutériumgyakorisága hasonló más üstököséhez.
A deutérium jelenlétét sok más hidrogén-vegyületben észlelték az üstökösben. A deutérium aránya a normál hidrogénhez képest minden vegyületben más, amelyből az csillagászok arra következtettek, hogy az üstökös jege inkább csillagközi felhőkben alakult ki. A csillagközi jégképződés elméleti modelljei szerint a Hale-Bopp 25–45°K hőmérsékleten jött létre.
Szerves vegyületek
A Hale-Bopp spektroszkópiai megfigyelései sok szerves vegyületet mutatott ki, amelyek közül többet még nem észleltek üstökösökben korábban. Ezek az összetett molekulák az üstökösmagban létezhetnek vagy a kómában létrejövő reakciókban jöhetnek létre.
Forgás
A Hale–Bopp-üstökös aktivitása és gázkitörései nem egyenletesen oszolnak el a magján, hanem bizonyos pontokon levő nagy kitöréseknél vannak. A kidobódó anyag megfigyelése lehetővé tette a csillagászoknak, hogy megmérjék az üstökös forgási periódusát, amely 11 óra 46 percnek adódott. A forgáson kívül még néhány periodikus változás néhány napos periódussal, amely szerint az üstökös nem csak egy tengely körül forog.
Az üstökös magok jórészt vízjégből, megfagyott gázokból, kőzetzemcsékből,- szilánkokból, porból állhatnak. Az U2-es típusú kémrepülőgépek által befogott kozmikus "hulladék" elemzésével, a porösszetétel vizsgálatok eredményeiből a kutatók az üstököst felépítő anyagokra következtettek. A vízjég mellett igen sok metán- és szénmonoxidjeget/havat is tartalmaz. A Nap felé közeledő üstökösmagról február végén már másodpercenként 5x10 a harmincadik hatványon vízmolekulát, míg ennél tizenötször kevesebb szénmonoxid távozik az interplanetáris térbe. Az üstökösök a Naprendszer egyik leglátványosabb égitesttípusát alkotják. Annak ellenére, hogy időnként rendkívül feltűnőek, valójában kisméretű, nehezen megfigyelhető objektumok. Az üstökös lelke az üstökösmag. Az üstökösmagok az óriásbolygók térségében alakultak ki, ezért tartalmaznak ilyen nagymennyiségű illékony anyagot. Az óriásbolygók gravitációs zavaró hatásuk révén kilökték a Naprendszer belsőbb vidékeiről a jeges bolygócsírákat, és a Plútó pályáján túl, hatalmas üstökösfelhő formájában halmozódtak fel. Mivel a kisebb üstökösöknek nincs gravitációs terük, így légkörüknek gázai szabadon távozhatnak, és így nagyméretű, gázburkot alkotnak körülötte, ezt nevezik kómának. A gázmolekuláik a Napsugarak hatására molekulákká, atomokká vagy ionokká disszociálnak. Az ionizált részecskékből álló, napszél által összefogott csóvát ioncsóvának nevezik. Az üstökösök anyaga a napközelségek alkalmával fogy, s idővel elfogy. (Az anyagveszteség nagysága függ, a Föld távolságában általában másodperc nagyságrendű.)
Üstökösfelhők a Naprendszer külterületén.
A bolygók a Naprendszernek csak egy belső, szűk térrészét foglalják el, a távolabbi térségét nagy számban töltik ki kisebb égitestek: üstökösmagok. Ezek halmazát üstökösfelhőknek nevezik, és két fő részre osztják őket. Az Oort-felhő 20-200 ezer Cs. E. közötti távolságban veheti körül a Napot. Belső része enyhe sűrűsödést mutat az ekliptika síkjában, és itt található az üstökösmagok nagy hányada, míg a külső régió térfogata a nagyobb, itt viszont kevesebb mag helyezkedik el, ez gömb alakban veszi körül a Naprendszert. Az Oort-felhőt néhány vagy néhányszor tíz km-es jeges üstökösmagok alkothatják, amelyek a Naptól nagy távolságban teljesen inaktívak. A Naprendszer kialakulásakor lökődtek ki az óriásbolygók által, számuk százmilliárdos nagyságrendű, össztömegük az óriásbolygók nagyságrendjébe sorolható. Létezésüket közvetlen bizonyítékkal egyelőre nem tudjuk alátámasztani, mivel nagy távolságuk és kis méretük miatt még műszereink érzékenységének határa alatt vannak. Közvetett bizonyíték létezésükre a hosszúperiódusú üstökösök pályája, amelyek ebből a felhőből tévednek a Naprendszer belső részeire. Napunkon kívül sok hasonló típusú csillag körül találtak már porgyűrűket, amelyek az Oort-objektumok törmelékéből és poranyagából állhatnak. A Naprendszer keletkezését magyarázó elméletek alapján szükségszerű a létrejöttük. A Plútó pályája és az Oort-felhő belső, sűrűbb része között is találni üstökösmagokat, ezeknek a zónáját Kuiper- övnek nevezik. Ez a régió kb. 40 Cs.E. távolságtól néhányszor száz vagy ezer Cs. E. távolságig terjed. Ellentétben az Oort-objektumokkal, ezek valószínűleg nem kiszórt bolygócsírák, hanem olyan kis jeges objektumok, amelyek a Plútó pályáján túl alakultak ki, de nem álltak össze nagyobb bolygóvá. Erős koncentrációt mutatnak az ekliptika síkjában, a kisbolygók inklináció eloszlásához hasonlóan. Tagjaik száma tíz-, száz-ezres nagyságrendű lehet. Ez a zóna a forrása a rövidperiódusú üstökösöknek. Néhány képviselőjük a Naprendszer belsőbb részein is megtalálható: ilyen lehet a Szaturnusz és az Uránusz között keringő 200-300 km-es Chiron, a Szaturnusz Phoebe, a Neptunusz Triton nevű holdja, amelyek jellegükben, pályájukban élesen elütnek társaiktól. Ugyancsak két, az átlagosnál némileg nagyobb Kuiper- objektumként értelmezhető a Plútó-Charon rendszer is.