Solar Orbiter, ktorej primárnym cieľom je jedinečné štúdium Slnka tiež poskytuje dáta týkajúce sa výskumu komét. Počas niekoľkých dní okolo 17. decembra 2021 sonda preletela cez chvost kométy C/2021 A1 Leonard.
Počas preletu chvostom kométy zachytila informácie o magnetickom poli a tu prítomných časticiach. To umožní astronómom študovať spôsob, akým kométa interaguje so slnečným vetrom, premenlivým vetrom častíc a magnetickým poľom, ktoré vychádzajú zo Slnka a prechádzajú cez slnečnú sústavu.
Prelen predpovedal Samuel Grant, postgraduálny študent Mullard Space Science Laboratory na University College London. Prispôsobil existujúci počítačový program, ktorý porovnával dráhy sondy s dráhami kométy, aby zahrnul účinky slnečného vetra a jeho schopnosť tvarovať chvost kométy.
"Spustil som to s kométou Leonard a Solar Orbiter s niekoľkými odhadmi rýchlosti slnečného vetra. A vtedy som videl, že aj pri pomerne širokom rozsahu rýchlostí slnečného vetra sa zdalo, že dôjde ku kríženiu, teda sonda chvostom kométy preletí“ hovorí.
V čase preletu bola sonda Solar Orbiter relatívne blízko Zeme a 27. novembra 2021 ju minula počas gravitačného manévru, ktorý znamenal začiatok vedeckej fázy misie. Tento postup nasmeroval sondu na kurz jej blízkeho priblíženia v marci 2022. Jadro kométy bolo vzdialené 44,5 milióna kilometrov a bolo v blízkosti Venuše, ale jej obrovský chvost sa tiahol vesmírom až po obežnú dráhu Zeme a ďalej.
Doteraz najlepšia detekcia chvostu kométy zo sondy Solar Orbiter pochádza z prístrojov sady Solar Wind Analyzer (SWA). Jeho iónový senzor (HIS) meral atómy, ióny a dokonca aj molekuly, ktoré možno pripísať skôr kométe než slnečnému vetru.
Ióny sú atómy alebo molekuly, ktoré boli zbavené jedného alebo viacerých elektrónov a teraz nesú elektrický náboj. SWA-HIS detekoval ióny kyslíka, uhlíka, molekulárneho dusíka a molekuly oxidu uhoľnatého, oxidu uhličitého a možno aj vody. "Pre ich malý náboj sú všetky tieto ióny jednoznačne kometárneho pôvodu," hovorí Stefano Livi, vedúci výskumník SWA-HIS z Southwest Research Institute, Texas.
Keď sa kométa pohybuje vesmírom, má tendenciu obklopovať sa magnetickým polom Slnka. Toto magnetické pole je prenášané slnečným vetrom a vytvára diskontinuity, kde sa polarita magnetického poľa prudko mení zo severu na juh a naopak.
Údaje z magnetometra (MAG) skutočne naznačujú prítomnosť takýchto štruktúr magnetického poľa, ale je potrebné vykonať viac analýz, aby sme mali jednoznačnú istotu. „Sme v procese skúmania niektorých magnetických porúch v menšom meradle, ktoré vidíme v našich údajoch, a kombinujeme ich s meraniami z časticových senzorov Solar Orbiter, aby sme pochopili ich možný kometárny pôvod,“ hovorí Lorenzo Matteini, spoluriešiteľ MAG z Imperial College v Londýne.
Okrem údajov o časticiach získal Solar Orbiter aj obrázky kométy.
Metis je viacvlnový koronograf sondy Solar Orbiter. Môže vykonávať pozorovania v ultrafialovej časti spektra, ktoré vidia Lymanovu alfa emisiu tvorenú vodíkom, a môže merať polarizáciu viditeľného svetla. Počas 15. a 16. decembra zachytil vzdialené jadro kométy súčasne vo viditeľnom aj ultrafialovom svetle. Tieto obrázky teraz analyzuje prístrojový tím. "Snímky vo viditeľnom svetle môžu naznačovať rýchlosť, ktorou kométa vyvrhuje prach, zatiaľ čo ultrafialové snímky môžu poskytnúť rýchlosť produkcie vody," hovorí Alain Corso zo spoločnosti Metis v CNR-Istituto di Fotonica e Nanotecnologie, Padova. , Taliansko.
Údaje zachytil aj prístroj Solar Orbiter Heliospheric Imager (SoloHI). Tieto obrázky ukazujú veľké časti iónového chvosta kométy, ktoré boli vytvorené v čase, keď bola samotná sonda vo vnútri chvosta. Ako postupuje obrazová sekvencia, je možné vidieť zmeny na chvoste v reakcii na zmeny rýchlosti a smeru slnečného vetra.
A nielen Solar Orbiter sledoval prechod. Misia ESA/NASA SOHO a kozmické lode STEREO-A a Parker Solar Probe agentúry NASA toto tiež pozorovali zo svojej vzdialenosti. To znamená, že astronómovia teraz majú nielen údaje z chvosta, ale majú aj kontextové obrázky z iných sond.
Prechod sondou cez chvost kométy je pomerne zriedkavý jav. Z tých, ktoré sa uskutočnili bola väčšina zaznamenaná až po udalosti. Misia ESA/NASA Ulysses narazila na tri iónové chvosty kométy, vrátane C/1996 B2 Hyakutake v máji 1996 a C/2006 P1 McNaught začiatkom roku 2007. Samotný Solar Orbiter prekročil chvost fragmentu kométy C/2019 Y4 ATLAS v máji a júni 2020, krátko po jeho vypustení.
Zatiaľ čo prelety ostatných sond boli skôr prekvapením, obe stretnutia Solar Orbiter boli predpovedané vopred vďaka počítačovému kódu vyvinutému Geraintom Jonesom z University College London (Mullard Space Science Laboratory) a rozšírené Samuelom.
„Veľkou výhodou je, že v podstate bez nejakého zásahu na strane sondy môžeme analyzovať dáta kométy z vhodnej vzdialenosti. To je celkom vzrušujúce,“ hovorí Samuel, ktorý si teraz prezerá archívne údaje z iných sond a hľadá prechody chvostom kométy, ktoré boli doteraz nepovšimnuté.
Práca tiež pomáha získavať ďalšie informácie pre misiu ESA Comet Interceptor, v ktorej je Geraint vedúcim vedeckého tímu. Misia navštívi zatiaľ neobjavenú kométu, preletí okolo cieľa s tromi sondami, aby vytvorila 3D profil „dynamicky nového“ objektu, ktorý obsahuje nespracovaný materiál, ktorý prežil od úsvitu slnečnej sústavy.
Medzitým sú tímy analyzujúce dáta zo Solar Orbiteru zaneprázdnené údajmi kométy Leonard nielen z hľadiska toho, čo im môžu povedať o kométe, ale aj o slnečnom vetre.
„Tento druh analýz je vždy vzrušujúcou súčasťou vesmírnej misie,“ hovorí Daniel Müller, projektový vedec ESA pre Solar Orbiter. „Keď sa predpovedal prechod kométy ATLAS, stále sme kalibrovali sondu a jej prístroje. Kométa sa však rozpadla tesne predtým, ako sme sa tam dostali. Ale pri kométe Leonard sme boli plne pripravení – a kométa sa nerozpadla.“
V marci Solar Orbiter bude najbližšie k Slnku a to vo vzdialenosti 0,32 astronomickej jednotky (približne jednu tretinu vzdialenosti Zem - Slnko, čiže asi 50 miliónov kilometrov). Je to jeden z takmer 20 blízkych prechodov okolo Slnka, ku ktorým dôjde počas nasledujúcej dekády. Výsledkom budú bezprecedentné snímky a údaje, a to nielen z blízka, ale aj z polárnych oblastí Slnka, ktoré sme nikdy predtým nevideli.
„So Solar Orbiter sa máme na čo tešiť, ešte len začíname,“ hovorí Daniel.
Preklad: Tlačová správa ESA