Sungrazing Comets - Podsumowanie 2008 roku

Michal Kusiak · 30 Grudnia 2008

Zbliża się 'Nowy - 2009 rok' chciałbym więc przedstawić podsumowanie wydarzeń jakie miały miejsce w roku 2008 w dziedzinie poszukiwań i badań małych komet przelatujących w bliskim rejonie Słońca. Jeśli chodzi o polską astronomię, będzie to niezwykle pamiętny czas, wielu odkryć i niezwykle gwałtownego rozwoju zainteresowań poszukiwaniami komet w naszym kraju. W tak krótkim czasie jakim jest 12 miesięcy udało się utworzyć na prawdę prężną grupę która regularnie przeglądała i odkrywała nowe obiekty.

Rok 2008 to czas pierwszych detekcji komet dokonanych za pomocą pary sond STEREO. 7 komet z grupy Kreutza zostało zidentyfikowanych na zdjęciach Heliospheric Imager przez Alana Watsona (Australia) i Rainera Krachta (Niemcy). Okazało się, że pomimo nie do końca odpowiadającemu obserwacjom komet zakresowi widma w jakim pracują aparaty HI i pomimo braku możliwości analizy danych bezpośrednio po wykonaniu nowych zdjęć, można odnaleźć nowe komety w momentach kiedy sonda SOHO przerywa transmisję na blisko tydzień (ma to miejsce 2-3 razy do roku).

Dobrym przykładem może być kometa SECCHI-3 (22.II.2008, odkrywca: Alan Watson), która była jednocześnie jedną z najjaśniejszych komet Kreutza minionego roku, uzyskując podczas przelotu na zdjęciach COR2 ~3 magnitudo. Zdjęcie: Sungrazing Comets

http://sungrazer.nrl.navy.mil/index.php?p=latest_news (wpis 27.V.2008)

Niezwykle jasną kometą była C/2008 K4 (SOHO1476). Odkryta przez Roberta Matsona z USA, 21/22 V.2008 roku. Od momentu detekcji aż do wejścia w zasięg koronografu LASCO C2 (23.V.2008) pojaśniała o blisko 1500 razy uzyskując jasność maksymalną na poziomie 0 magnitudo stając się przy tym jedną z najjaśniejszych komet jaką SOHO sfotografowała w swojej historii.

C/2008 K4 oraz C/2008 K5 SOHO - 23 maja 2008

Innymi bardzo ciekawymi wydarzeniami były m.in.

1.Obliczenia i odkrycie przez Rainera Krachta dwóch komet które w oddziaływaniu z Jowiszem (rezonans 1:3) i silnej precesji zmieniają cyklicznie elementy swich orbit (są to obiekty: C/2001 D1 = C/2004 X7 = C/2008 S2, C/1999 X3 = C/2004 E2 = C/2008 K10)

Źródła:

http://cfa-www.harvard.edu/mpec/K08/K08S49.html

http://cfa-www.harvard.edu/mpec/K08/K08S82.html

http://sungrazer.nrl.navy.mil/index.php?p=latest_news (wpis: 2.X.2008)

2. Odkrycie przez Hua Su 31 lipca, komety Kreutza, której obserwacje stały się możliwe z Ziemi dzięki dacie peryhelium komety wypadającej kilka godzin po zakończeniu Całkowitego Zaćmienia Słońca - Syberia 1.VIII.2008. I tutaj pojawił się polski akcent. Otóż 20 września (czyli niemal miesiąc po tym wydarzeniu) pojawiły się przepiękne zdjęcia profesora Miloslava Druckmullera oraz jego ekspedycji (Brno, Czechy), na których osobiście udało mi się zidentyfikować, kometę C/2008 O1 SOHO. Była to pierwsza obserwacja tak małej komety Kreutza wykonana z Ziemi oraz druga obserwacja komety z Ziemi, odkrytej dzięki SOHO (po C/1998 J1)

Źródła:

IAUC: http://www.cfa.harvard.edu/iauc/08900/08985.html (niezbędna subskrycja żeby odczytać!)

http://sungrazer.nrl.navy.mil/index.php?p=latest_news (wpis 2.X.2008)

http://www.zam.fme.vutbr.cz/~druck/Eclipse..._m02/0-info.htm

3. Detekcja przez Alana Watsona za pomocą Heliospheric Imager komety, która po wyliczeniu orbity i identyfikacji (Rainer Kracht i Maik Meyer) okazała się być obserwowana w 2003 roku P/2003 K2 Christensen. Wyniku koniunkcji ze Słońcem doszło do zjawiska forward scattering, czyli nagłego pojaśnienia komety podczas zbliżania się do Słońca

Źródło:

http://sohowww.nascom.nasa.gov/pickoftheweek/

http://sungrazer.nrl.navy.mil/index.php?p=latest_news

Spis komet Kreutza w 2008 roku

Łączna liczba komet Kreutza (wliczono również komety X): 147

Rozkład odkryć komet z wymienionej grupy przedstawiał się następująco:

Z histogramu można wyraźnie odczytać, że największą liczbą odkryć komet Kreutza wyróżniały się miesiące kwiecień-czerwiec oraz październik-grudzień. Czyli momenty kiedy geometria orbit obiektów z tej grupy pozwala na detekcję słabszych składników za pomocą koronografu C2. Z kolei łączna liczba zarejestrowanych komet, jest podobna do tej z 2007 roku co świadczy o niemal jednolitej "gęstości" pojawiających się komet Kreutza w przestrzeni planetarnej.

Wiadomości Sportowe, czyli Ranking odkryć w 2008 roku

Zawierający odkrycia komet ze wszystkich grup komet i komety sporadyczne

W 2008 roku, spośród wpisanych ~100 osób, 20 uczestnikom projektu udało się zaobserwować przynajmniej jedną kometę SOHO/STEREO.

Niezwykle miłym i bardzo cieszącym świadomość faktem jest bardzo dobra postawa polskich miłośników. Bezapelacyjnie najlepszym krajem w odkryciach okazały się być Chiny, które zidentyfikowały blisko ~40% wszystkich komet zaobserwowanych dzięki SOHO i STEREO.

Wspaniałym sukcesem jest natomiast druga lokata polskiej grupy miłośników astronomii, którzy łącznie odkryli 35 komet.

Wśród łowców 2008 roku znalazł się nasz młodszy kolega Eryk Banach, który nieoficjalnie jest uznany za najmłodszego uczestnika projektu (wysoce zasłużenie odnalazł 5 komet).

Arek Kubczak z Piotrkowa, odnalazł również 5 komet, powiększając dzięki temu swój dorobek do łącznej liczby 16 komet SOHO.

Z kolei mnie, dzięki większej ilości wolnego czasu udało się odnaleźć 25 komet, co powiększyło mój dorobek z 2 komet (rok 2007) do 27.

Ewentualne zmiany, wynikajace z mozliwosci odkrycia jeszcze w najblizszych 24 godzinach, dopisze w nastepnych dniach.

Już niebawem zaczyna się Nowy Rok, tak szczególny dla astronomów Kończąc swoją wypowiedź życzę wszystkim pomyślności, zdrowia, pogłębienia pasji w Waszych sercach oraz czego sobie i innym życzę równie dużych sukcesów na polu obserwacji komet.

M.Kusiak-30.12.2008

sumas · 30 Grudnia 2008

gratulacje Michale dla Ciebie i kolegów, znakomite podsumowanie roku,

już się wypada cieszyć, czego dokonacie w nadchodzącym roku 2009

czego Wam serdecznie życzę

pozdrowienia

Michal Kusiak · 29 Stycznia 2009

Dla tych którzy chcieli być a nie mogli przedstawiam w formie krótkiego streszczenia nurt referatu, jaki można było wysłuchać 28 stycznia w Instytucie Fizyki UJ w Krakowie (o którym mowa: http://astro-forum.org/Forum/28012009-Semi...kow-t25254.html )

Pierwszym zagadnieniami, jakie zostały poruszone, były najważniejsze wydarzenia ubiegłego roku, opisane we wcześniejszym poście.

Kolejnym krokiem na jaki warto było zwrócić uwagę, była szczegółowa analiza poszczególnych obiektów jakie pojawiły się w ubiegłym roku na zdjęciach SOHO i STEREO.

W ub. roku odkryto ponad 140 komet Kreutza. Do momentu referatu, dla 88 obiektów wyznaczono elementy orbity i one właśnie zostały użyte w wygenerowaniu pewnych zależności geometrycznych i powiązaniu ich z rozmiarami poszczególnych obiektów.

Zależności zaprezentowane są na poniższych wykresach:

I. Zależności geometryczne:

1. Omega małe od Omega duże (na wykresie Arg. of Perihelion od Node)

2. Peryhelium od Omega duże (na wykresie Perihelion distance od Node)

II. Rozkład przybliżonej jasności absolutnej H0 w zależności od Omega małe (Arg. of Perihelion) dla poszczególnych obiektów Kreutza

Z wykresu 1 w punkcie I jasno wynika przybliżona liniowa zależność parametrów geometrycznych. Wraz ze zmianą długości węzła wstępującego (Node) wzrasta odległość kątowa peryhelium od tego węzła (Arg. of perihelion). Czyli po wykorzystaniu tylko i wyłącznie parametrów geometrycznych (wyłączając z tego czas obserwacji) możemy odtworzyć w pewnym przybliżeniu przebieg rozpadu. Według prac Sekaniny i Chodasa dotyczących macierzystej komety tworzącej grupę Kreutza, (opisywanych głównie w Astrophysical Journal) rozpadła się ona na kilka większych fragmentów pod wpływem sił pływowych Słońca. Dalsze oddziaływania podczas ruchu tych 'superfragmentów' spowodowały kolejne defragmentacje na coraz mniejsze obiekty. Dzięki obserwacjom, kilku superfragmentów na przestrzeni ostatnich kilkuset lat, oraz detekcji małych obiektów grupy Kreutza za pomocą sond SOLWIND, SMM następnie SOHO..podzielono je na 2 subgrupy, które rozdzielała umowna granica w postaci odległości peryhelium q=0.007AU.

Wszelkie obiekty poniżej tej wartości klasyfikowane są jako obiekty subgrupy I, natomiast wszystkie o wartościach powyżej 0.007 AU klasyfikowane są do subgrupy II.

Tak więc na podstawie wykresu nr 2 widzimy, że na subgrupę I składają się niemal wyłącznie obiekty znajdujące się w dość wąskim przedziale wartości Node między 350-15 stopni. Z kolei w skłąd subgrupy II wchodzą obiekty o dowolnym parametrze Node.

Poza tym z wykresu 1 odczytujemy że część komet znajduje się poza główną koncentracją obiektów położonej centrycznie na wykresie (Node ok 330-340 stopni oraz powyżej 15 stopni). Jest to frakcja którch orbity zostały zakłócone przez dalsze oddziaływania (niepływowe)

Na tej podstawie sporządziłem wykres przedstawiający zależność jasności absolutnej komet od wartości parametru Omega małe (który zmienia się wprost proporcjonalnie wraz z parametrem Omega duże). Wartości zaokrągliłem do 1 wielkości gwiazdowej i winny być interpretowane jako pewne przedziały jasności do których zaklasyfikowane zostały obserwowane komety.

Widać więc że dla wąskiego przedziału wartości omega małe, odpowiadającemu przede wszystkim subgrupie I obiekty mieściły się w całym zakresie jasności. W skład ten wchodziły 4 najjaśniejsze komety z ubiegłego roku należące właśnie do subgrupy I, między innymi kometa C/2008 K4.

Z kolei w skład subgrupy II wchodziły w ubiegłym roku obiekty o mniejszych jasnościach (i rozmarach). Z wykresu wynika również jasno że można było zaobserwować frakcję obiektów o niewielkiej wartości "Arg of Perihelion" (między 50 a 60 stopni odpowiadającej wartości Node między 325 a 340 stopni) na który składał się materiał o niewielkich rozmiarach i jasności.

III. Wykresy zależności dla grup Krachta, Marsdena i Meyera

Wykonane na podstawie obserwacji z lat 1996-2008

Dla grup Krachta i Marsdena rozpad przebiegał dość podobnie jak w przypadku grupy Kreutza. Z wykresu odczytujemy liniową zależność parametrów geometrycznych obiektów i ścisłe powiązanie z okresową kometą Machholz 96P. Powstały w wyniku postępującej defragmentacji 3 może 4 odłamków oderwanych od jądra komety 96P. Grupy są dość wyraźnie odseparowane od siebie, co świadczy o różnych momentach sił jakie działały na pierwsze fragmenty podczas rozpadu komety 96P.

Z kolei dla grupy Meyera scenariusz rozpadu przebiegał w zupełnie inny sposób, dużo mniej dynamiczny (zakres wartości parametrów Node i Arg of Perihelion), prawdopodobnie mającego miejsce w większej odległości od Słońca. Dokładnego mechanizmu defragmentacji macierzystej komety jak na razie nie możemy określić. Co więcej do dzisiaj nie odnaleziono, wśród obiektów obserwowanych w przeszłości, przypuszczalnej komety inicjującej powstanie powyższej frakcji.

...

Michał Kusiak

Edytowane 29 Stycznia 2009 przez Michal Kusiak

Limax7 · 29 Stycznia 2009

Referat musiał być bardzo ciekawy, choć pewnie trudny dla wielu słuchaczy.

Chciałbym teraz wrócić do przeszłości...

Kometa zbliża się do Słońca. Peryhelium jest tak bliskie, że siły pływowe Słońca rozrywają jądro komety. Dzieli się ona na 2 części. Teraz każda nowa kometa ma swoją orbitę, podobną do orbity komety macierzystej lecz innej, a co najważniejsze ZMIENNEJ. Na komety odziałują siły grawitacyjne planet, księżyców, planetoid. Komety z czasem oddalają się od siebie i wylatują poza Układ Słoneczny. Lecz nie na zawsze. Wracają po iluś tam latach. Wędrując w kierunku Słońca każda w innym czasie mija poszczególne planety. Te z kolei zmieniają delikatniej lub mniej delikatniej tor lotu komet. Więc jedna przejdzie bliżej Słońca niż inna a także w innym czasie. Sytuacja się powtarza, komety znów się dzielą pod wpływem sił pływowych Słońca... Z czasem komety dzielą się na coraz mniejsze i mniejsze odłamki. Większe odłamki też są i czekają na swój kolejny "come back" lecz mniejsze [tu akurat nie wiem dlaczego HELP! ] rozkładają się w miarę równo na swoich orbitach.

Najwięcej odkryć tych komet wykonano poprzez zdjęcia z SOHO, sondy kosmicznej pracującej od 1996 roku.

Przez te 13 lat wyznacza się orbity komet SOHO.

Ciekawe:

- jak dużo jasnych komet umknęło obserwacjom zanim SOHO został wystrzelony ?

- czy np. są okresy "suszy" i "urodzaju" w komety SOHO ?

- czy np. okres "urodzaju" może zwiastować nadejście większej komety SOHO, widocznej gołym okiem ?

- a tak wogóle to jak rozłożone są komety na swoich orbitach ? gdzie są zagęszczenia, a gdzie wolna przestrzeń ?

Edytowane 29 Stycznia 2009 przez Limax7

Michal Kusiak · 30 Stycznia 2009

Referat musiał być bardzo ciekawy, choć pewnie trudny dla wielu słuchaczy.

Chciałbym teraz wrócić do przeszłości...

Kometa zbliża się do Słońca. Peryhelium jest tak bliskie, że siły pływowe Słońca rozrywają jądro komety. Dzieli się ona na 2 części. Teraz każda nowa kometa ma swoją orbitę, podobną do orbity komety macierzystej lecz innej, a co najważniejsze ZMIENNEJ. Na komety odziałują siły grawitacyjne planet, księżyców, planetoid. Komety z czasem oddalają się od siebie i wylatują poza Układ Słoneczny. Lecz nie na zawsze. Wracają po iluś tam latach. Wędrując w kierunku Słońca każda w innym czasie mija poszczególne planety. Te z kolei zmieniają delikatniej lub mniej delikatniej tor lotu komet. Więc jedna przejdzie bliżej Słońca niż inna a także w innym czasie. Sytuacja się powtarza, komety znów się dzielą pod wpływem sił pływowych Słońca... Z czasem komety dzielą się na coraz mniejsze i mniejsze odłamki. Większe odłamki też są i czekają na swój kolejny "come back" lecz mniejsze [tu akurat nie wiem dlaczego HELP! ] rozkładają się w miarę równo na swoich orbitach.

Najwięcej odkryć tych komet wykonano poprzez zdjęcia z SOHO, sondy kosmicznej pracującej od 1996 roku.

Przez te 13 lat wyznacza się orbity komet SOHO.

Ciekawe:

- jak dużo jasnych komet umknęło obserwacjom zanim SOHO został wystrzelony ?

- czy np. są okresy "suszy" i "urodzaju" w komety SOHO ?

- czy np. okres "urodzaju" może zwiastować nadejście większej komety SOHO, widocznej gołym okiem ?

- a tak wogóle to jak rozłożone są komety na swoich orbitach ? gdzie są zagęszczenia, a gdzie wolna przestrzeń ?

Pierwotna kometa niekoniecznie rozpadła się tylko na dwa odłamki (w nawiązaniu do Twojego tekstu na niebiesko).

Wiele pytań o których mówisz jest ze sobą powiązanych. Więc mam nadzieję że pełna wypowiedź zaspokoi Twoją ciekawość.

Komety SOHO - sądzę że używasz tego odniesienia wobec grupy Kreutza, więc na tym chcę oprzeć kilka zdań.

-Tego jak dużo komet umknęło nie jesteśmy w stanie dokładnie określić. Według symulacji komputerowych oraz modelowania rozpadu przypuszcza się że na grupę Kreutza może się składać nawet 20 000 komet (w tym nawet kilkadziesiąt superfragmentów).

-Wedug prac Sekaniny i Chodasa, duże fragmenty oddalały się od siebie z niewielkimi prędkościami (do kilkunastu metrów na sekundę) to jednak na przestrzeni 1700 lat wystarczyło ażeby rozłożyć materię mniej więcej w równych odległościach od siebie (odległości czasowe wynoszą mniej więcej 50-80 lat między super fragmentami).

Dzięki obserwacjom SOHO, zaobserwowano w latach 1996-2005 znaczący wzrost liczby pojawień komet Kreutza (z liczby ok 40 do niemal 150 komet), co znaczy że w przestrzeni kosmicznej w której usytuowane są orbity komet Kreutza robi się coraz gęściej. To zapowiadałoby pojawienie się kolejnej serii superfragmentów w najbliższych dwóch dekadach.

Zgodnie z zasadą zachowania entropii materia dąży do tego ażeby rozłożyć się w przestrzeni równomiernie. Z kolei grupa Kreutza jest stosunkowo młoda a okresy obiegu superfragmentów mieszczą się w przedziale 400-1000 lat. Tak więc materia na pewno skupia się jeszcze w sposób wyraźny w okolicach dużych odłamków. Z kolei obserwacje dużych komet Kreutza w latach 1945*, 1962, 1965 i 1970 to ostatnia seria dużych fragmentów.

W czasach działania sond SMM i SOLWIND obserwowano również fragmenty o jasnościach od +2 do -3 mag. Co wskazuje ewidentnie że pomiędzy takimi seriami superfragmentów jest materia, ale jak dużo jej jest , tego nie potrafimy dokładnie stwierdzić.

Powrót superfragmentów w XI i XII wieku naszej ery wskazuje na to że krążyły one po orbitach o okresach rzędu 600-800 lat. Kolejne powroty miały miejsce w w XIX i XX wieku i na tej podstawie okreslono okres obiegu dla tych superfragmentow w nieco szerszym zakresie (500-1000 lat).

Stąd nasuwa się prosty wniosek. Jeśli grupa jest stosunkowo młoda to fragmenty nie były w stanie zapełnić pełnego obwodu umownej orbity grupy Kreutza (lecz ok. połowę). Dlatego, skoro obserwujemy dzisiaj wzrost liczby fragmentów kolejna seria komet Kreutza powinna sie pojawic w najblizszym czasie, a ewidentny spadek obserwacji komet z tej rodziny niemal do zera powinien nastapic za jakieś dopiero 100 może 200 lat (wspominana wolna przestrzeń).

Obrazek poglądowy, ale dzięki niemu łatwiej będzie zrozumieć problem. Dokładności niekoniecznie zachowane!

W czasach obserwacji sondy SOHO, zaobserwowano przelot kilkunastu komet podobnych do obserwowanych przez SOLWIND, wszystkie jednak należą do subgrupy I co więcej przeważa liczba odkryć z tej subgrupy. To może wskazywać, że pierwszym superfragmentem jaki sie pojawi, bedzie duża kometa przynależąca właśnie do tej subgrupy.

Warto również porównać obserwację komety 1945VII du Toit, z przelotem komety C/2008 K4. Obie komety miały najprawdopodobniej podobne rozmiary jądra (100-150 metrów). Jednak z tej dwójki przetrwała przelot tylko kometa du Toit ponieważ miała odleglejsze peryhelium (C/2008 K4 uderzyła w powierzchnie Słonca).

Powracając jeszcze do liczby komet umykających obserwacjom SOHO, to jest to około 30% materii o rozmiarach 10-20 metrów średnicy. Gdyby konfiguracja orbit nie wpływałaby na warunki obserwacji komet i wszsytkie można byłoby bez przeszkód obserwować w kamerze C2 wówczas w latach 2005-2008 (bo są one podobne w liczbę okdryc komet Kreutza) zostałoby odkrytych ok 200 komet Kreutza rocznie. Mniejsza materia (poniżej 10 metrów średnicy) raczej nie ma szans na przetrwanie zanim dotrze w obszary obserwowane przez SOHO i STEREO.

W styczniu b.r udało sie zaobserwować serie komet, o jasnosci 11 magnitudo na zdjeciach HI (sonda STEREO), czyli poza zasiegiem C2 (który wynosi 10 mag). Obiekty jednak były w wiekszej odległosci od Słonca, stad na pewno były one porównywalne z rozmiarami komet identyfikowanych w sezonach obserwacyjnych C2 (to najprawdopodobniej ta materia którą SOHO nie obserwuje przez występujące sezony i zmianę konfiguracji orbity w kamerach LASCO)

Edytowane 30 Stycznia 2009 przez Michal Kusiak