eso2106fi — Tutkimustiedote

Ensimmäinen tähtienvälinen komeetta on mahdollisesti kaikkein koskemattomin koskaan löydetty komeetta

30. maaliskuuta 2021

Euroopan eteläisen observatorion uudet ESO:n VLT-kaukoputken (Very Large Telescope) havainnot ovat osoittaneet, että vaeltajakomeetta 2I/Borisov, joka on vasta toinen ja viimeisin tähtienvälinen vierailija aurinkokunnassamme, on yksi koskemattomimmista koskaan havaituista komeetoista. Tähtitieteilijät epäilevät, että komeetta ei todennäköisesti ole koskaan kulkenut tähden läheltä, mikä tekee siitä muinaisen jäänteen, joka kantaa mukanaan informaatiota sen muodostaneesta kaasu- ja pölypilvestä.

Amatööritähtitieteilijä Gennadi Borisov löysi komeetta 2I/Borisovin elokuussa 2019, ja sen vahvistettiin tulleen aurinkokunnan ulkopuolelta muutamaa viikkoa myöhemmin. ”2I/Borisov saattaa olla ensimmäinen täysin koskematon komeetta, mitä on koskaan havaittu”, Stefano Bagnulo (Armagh Observatory and Planetarium) Pohjois-Irlannista sanoi. Hän johti tänään Nature Communications-lehdessä julkaistua uutta tutkimusta. Tutkimusryhmä uskoo, ettei komeetta ole koskaan kulkenut lähelläkään mitään tähteä ennen kuin se lensi Auringon ohi vuonna 2019.

Bagnulo ja hänen kollegansa käyttivät havainnoissa ESO:n VLT-kaukoputken FORS2-instrumenttia Pohjois-Chilessä sijaitsevalla kaukoputkella tutkiakseen yksityiskohtaisesti 2I/Borisovia polarimetria [1] tekniikkaa käyttäen. Koska tätä tekniikkaa käytetään säännöllisesti aurinkokuntamme komeettojen ja muiden pienten kappaleiden tutkimiseen, tämä mahdollisti kohteen havaintojen vertaamisen paikallisista komeetoista kerättyyn dataan.

Tutkimusryhmä havaitsi, että 2I/Borisovin polarimetriset ominaisuudet poikkeavat aurinkokunnan omista komeetoista lukuun ottamatta komeetta Hale—Boppia. Komeetta Hale—Bopp herätti paljon yleistä kiinnostusta 1990-luvun lopulla, koska se oli helposti nähtävissä paljain silmin, ja myös siksi, että se oli yksi koskemattomimmista komeetoista, joita tähtitieteilijät olivat koskaan havainneet. Ennen viimeisintä ohikulkuaan Hale—Boppin arvellaan kulkeneen Aurinkomme ohi vain kerran, ja siksi aurinkotuuli ja säteily eivät olleet siihen juurikaan vaikuttaneet. Tämä tarkoitti sitä, että se oli koskematon, ja sen koostumus oli hyvin samanlainen kuin sen ja koko muun Aurinkokunnan noin 4,5 miljardia vuotta sitten muodostanut kaasu- ja pölypilvi.

Analysoimalla komeetan polarisaatiota yhdessä komeetan värin kanssa tutkimusryhmä sai kerättyä tietoa sen koostumuksesta. He päättelivät, että 2I/Borisov on itse asiassa vielä koskemattomampi kuin Hale—Bopp. Tämä tarkoittaa, että se kantaa mukanaan alkuperäistä tietoa sen aikoinaan synnyttäneestä kaasu- ja pölypilvestä.

”Se, että kaksi komeettaa ovat huomattavan samankaltaisia, viittaa siihen, että ympäristö, josta 2I/Borisov on peräisin, vastaa koostumukseltaan varhaista aurinkokunnan ympäristöä”, yksi tutkimuksen kirjoittajista Alberto Cellino, Italian Torinon astrofysiikan observatoriosta (National Institute for Astrophysics (INAF)), sanoi.

Olivier Hainaut on Saksassa työskentelevä ESO:n tähtitieteilijä ja hän on tästä samaa mieltä. Hän tutkii komeettoja ja muita Maan läheisiä kohteita, mutta ei ollut mukana tässä uudessa tutkimuksessa. ”Tärkein erittäin vahva tulos on se, että 2I/Borisov ei vastaa mitään muuta komeettaa, paitsi Hale—Boppia”, hän sanoi ja lisäsi, että ”on hyvin todennäköistä, että ne muodostuivat hyvin samanlaisissa olosuhteissa.”

”2I/Borisovin saapuminen tähtienvälisestä avaruudesta oli ensimmäinen tilaisuus tutkia toisesta planeettajärjestelmästä peräisin olevan komeetan koostumusta ja selvittää, onko tästä komeetasta peräisin oleva aine jotenkin erilaista kuin meidän paikallisilla komeetoilla”, Ludmilla Kolokolova Marylandin yliopistosta Yhdysvalloista kertoi. Hän oli mukana 'Nature Communications'-tutkimuksessa.

Bagnulo toivoo, että tähtitieteilijöille tulisi toinen, vielä parempi mahdollisuus tutkia näitä vaeltavia komeettoja paljon yksityiskohtaisemmin vielä ennen vuosikymmenen loppua. ”ESA suunnittelee laukaisevansa vuonna 2029 Comet Interceptorin, jolla on valmiudet tavoittaa mahdollinen vieraileva tähtienvälinen kohde, jos sellainen löydettäisiin sopivalla lentoradalla”, hän sanoi viitaten Euroopan avaruusjärjestön tulevaan satelliittihankkeeseen.

Pölyn ominaisuuksiin on piiloitettu tieto komeetan alkuperästä

Tähtitieteilijät eivät aina tarvitse satelliitteja komeettojen tutkimiseen, vaan he voivat käyttää myös monia maanpäälisiä teleskooppeja kerätäkseen tietoja vaeltajakomeettojen, kuten 2I/Borisov, erilaisista ominaisuuksista. ”Kuvitelkaa, kuinka onnekkaita olimme, että valovuosien etäisyydeltä peräisin oleva komeetta matkasi kotiovellemme aivan sattumalta”, ESO:n Chilessä työskentelevä tähtitieteilijä Bin Yang sanoi. Myös hän hyödynsi omassa tutkimuksessaan 2I/Borisovin kauttakulkua aurinkokuntamme läpi tutkiakseen tätä salaperäistä komeettaa. Hänen tutkimusryhmänsä tulokset julkaistaan 'Nature Astronomy'-lehdessä. 

Yang ja hänen tutkimusryhmänsä käytti tutkimuksessa Atacama Large Millimeter/submillimeter Array eli ALMA-radioteleskooppiverkoston dataa (ESO on ALMA:n yhteistyökumppani). He käyttivät myös ESO:n VLT:stä peräisin olevaa dataa tutkiakseen 2I/Borisovin pölyhiukkasia saadakseen tietoa komeetan syntymästä ja sen kotijärjestelmän olosuhteista.

He havaitsivat, että 2I/Borisovin komassa (komeetan ydintä ympäröivässä pölykuoressa) on pienikokoisia kiviä, noin millimetrin kokoisia tai suurempia hippusia. Lisäksi he havaitsivat, että komeetan hiilimonoksidin ja veden suhteelliset määrät muuttuivat selvästi sen lähestyessä Aurinkoa. Tutkimusryhmä, johon myös Olivier Hainaut kuului, kertoi tämän osoittavan, että komeetta koostuu materiasta, joka muodostui sen synnyttäneen planeettajärjestelmän eri osissa.

Yangin ja hänen tutkimusryhmänsä havainnot viittaavat siihen, että 2I/Borisovin muodostanut materia oli sekoitus tähden lähellä ja kauempana olevaa ainetta, ehkä juuri jättiläisplaneettojen olemassaolon vuoksi, joiden voimakas painovoima sekoittaa planeettakunnan materiaa. Tähtitieteilijät uskovat, että vastaava prosessi oli käynnissä varhaisessa aurinkokunnassamme.

Vaikka 2I/Borisov oli ensimmäinen Auringon vierestä kulkenut vaeltajakomeetta, se ei ollut ensimmäinen tähtienvälinen vierailija. Ensimmäinen tähtienvälinen kohde, jonka on havaittu kulkevan aurinkokuntamme ohi, oli 'Oumuamua. Kohdetta tutkittiin ESO:n VLT:lla jo vuonna 2017. Alkujaan komeetaksi luokiteltu 'Oumuamua luokiteltiin myöhemmin asteroidiksi, sillä siltä puuttui koma.

Lisähuomiot

[1] Polarimetria on tekniikka, jolla mitataan valon polarisaatiota. Valo polarisoituu esimerkiksi silloin, kun se menee tiettyjen suotimien läpi, kuten polarisoitujen aurinkolasien linssien tai komeetasta peräisin olevan aineen läpi. Tutkimalla komeetan pölyn polarisoiman auringonvalon ominaisuuksia tutkijat voivat saada tietoa komeettojen fysiikasta ja kemiasta.

Lisätietoa

Lehdistötiedotteen ensimmäisessä osassa esitelty tutkimus on esitelty artikkelissa “Unusual polarimetric properties for interstellar comet 2I/Borisov”, joka julkaistaan 'Nature Communications'-lehdessä (doi: 10.1038/s41467-021-22000-x). Tiedotteen toiseen osaan liittyvä tutkimus on esitelty artikkelissa “Compact pebbles and the evolution of volatiles in the interstellar comet 2I/Borisov, joka julkaistaan 'Nature Astronomy'-julkaisussa (doi: 10.1038/s41550-021-01336-w).

Ensimmäisen osan tutkimusryhmässä mukana olivat: S. Bagnulo (Armagh Observatory & Planetarium, UK [Armagh]), A. Cellino (INAF – Osservatorio Astrofisico di Torino, Italia), L. Kolokolova (Department of Astronomy, University of Maryland, US), R. Nežič (Armagh; Mullard Space Science Laboratory, University College London, UK; Centre for Planetary Science, University College London/Birkbeck, UK), T. Santana-Ros (Departamento de Fisica, Ingeniería de Sistemas y Teoría de la Señal, Universidad de Alicante, Espanja; Institut de Ciencies del Cosmos, Universitat de Barcelona, Espanja), G. Borisov (Armagh; Institute of Astronomy and National Astronomical Observatory, Bulgarian Academy of Sciences, Bulgaria), A. A. Christou (Armagh), Ph. Bendjoya (Université Côte d'Azur, Observatoire de la Côte d'Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange, Nice, Ranska), ja M. Devogele (Arecibo Observatory, University of Central Florida, US).

Tiedotteen toisen osan tutkimusryhmään kuuluivat: Bin Yang (European Southern Observatory, Santiago, Chile [ESO Chile]), Aigen Li (Department of Physics and Astronomy, University of Missouri, Columbia, USA), Martin A. Cordiner (Astrochemistry Laboratory, NASA Goddard Space Flight Centre, USA ja Department of Physics, Catholic University of America, Washington, DC, USA), Chin-Shin Chang (Joint ALMA Observatory, Santiago, Chile [JAO]), Olivier R. Hainaut (European Southern Observatory, Garching, Saksa), Jonathan P. Williams (Institute for Astronomy, University of Hawai‘i, Honolulu, USA [IfA Hawai‘i]), Karen J. Meech (IfA Hawai‘i), Jacqueline V. Keane (IfA Hawai‘i), ja Eric Villard (JAO and ESO Chile).

ESO on Euroopan johtava hallitustenvälinen tähtitieteen organisaatio ja ylivoimaisesti maailman tieteellisesti tuotteliain tähtitieteellinen observatorio. ESO:lla on 16 jäsenmaata: Alankomaat, Belgia, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Irlanti, Portugali, Puola, Ranska, Ruotsi, Saksa, Suomi, Sveitsi, Tanska ja Tšekin tasavalta, joiden lisäksi Chile toimii laitteistojen sijoitusmaana ja Australia strategisena kumppanina. ESO toteuttaa kunnianhimoista ohjelmaa, joka keskittyy tehokkaiden maanpäällisten havaintovälineiden suunnitteluun, rakentamiseen ja käyttöön. Välineiden avulla tähtitieteilijät voivat tehdä merkittäviä tieteellisiä löytöjä. ESO:lla on myös johtava asema tähtitieteen tutkimuksen kansainvälisen yhteistyön edistämisessä ja organisoinnissa. ESO:lla on Chilessä kolme ainutlaatuista huippuluokan observatoriota: La Silla, Paranal ja Chajnantor. ESO:lla on Paranalilla VLT-teleskooppi (Very Large Telescope) ja siihen liittyvä, maailmanlaajuisesti johtava VLTI-interferometri, sekä kaksi kartoitusteleskooppia. VISTA toimii infrapuna-alueella ja VST-teleskooppi näkyvän valon aallonpituuksilla. Paranalilla ESO tulee myös hallinnoimaan ja operoimaan eteläistä Tšerenkov-teleskooppien verkostoa (Cherenkov Telescope Array South), joka on maailman suurin ja herkin gammasäteilyä havainnoiva observatorio. ESO on myös merkittävä kumppani kahdessa Chajnantorin laitteistossa, APEX-teleskoopissa ja ALMA-teleskoopissa, joka on maailman suurin tähtitieteellinen projekti. Lähellä Paranalia sijaitsevalla Cerro Armazonesilla ESO rakentaa 39-metrin kokoista ELT-teleskooppia (Extremely Large Telescope), josta tulee “maailman suurin tähtitaivasta havainnoiva silmä”.

ALMA (Atacama Large Millimetre/submillimetre Array) on kansainvälinen tähtitieteen tutkimusyksikkö, joka on ESO:n, Yhdysvaltain kansallisen tiedesäätiön NSF:n ja Japanin kansallisten luonnontiedeinstituuttien NINS:n välinen kumppanuushanke yhteistyössä Chilen tasavallan kanssa. ALMA:a rahoittavat Euroopassa sen jäsenmaiden puolesta Euroopan eteläinen observatorio (ESO), Pohjois-Amerikassa (NSF) yhteistyössä Kanadan kansallisen tutkimusneuvoston (NRC) ja Taiwanin kansallisen tiedeneuvoston (NSC) kanssa sekä Itä-Aasiassa  yhteistyössä Taiwanin Academia Sinican (AS) ja Korean tähtitieteen ja avaruustieteiden instituutin (KASI) kanssa. ALMA:n rakentamista ja toimintaa ohjaa sen jäsenmaiden puolesta ESO, Pohjois-Amerikan osalta Kansallinen radiotähtitieteen observatorio (NRAO), jota hallinnoi Associated Universities, Inc. (AUI), ja Itä-Aasian osalta Japanin Kansallinen tähtitieteellinen observatorio (NAOJ). Yhteinen ALMA-observatorio (JAO) huolehtii ALMA:n rakentamisen, kokoonpanon ja operaation yhtenäisestä johdosta ja hallinnoinnista.

Linkit

Yhteystiedot

Pasi Nurmi
Koordinaattori, FT, Turun yliopisto, Tiedekeskus
Turku, Suomi
Matkapuhelin: +358294504358
Sähköposti: pasnurmi@utu.fi

Stefano Bagnulo
Armagh Observatory and Planetarium
Armagh, UK
Puh.: +44 (0)28 3752 3689
Sähköposti: Stefano.Bagnulo@Armagh.ac.uk

Alberto Cellino
INAF Torino
Turin, Italy
Puh.: +39 011 8101933
Sähköposti: alberto.cellino@inaf.it

Ludmilla Kolokolova
Department of Astronomy, University of Maryland
College Park, Maryland, USA
Puh.: +1-301-405-1539
Sähköposti: lkolokol@umd.edu

Bin Yang
European Southern Observatory
Santiago, Chile
Sähköposti: byang@eso.org

Olivier Hainaut
European Southern Observatory
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6752
Matkapuhelin: +49 151 2262 0554
Sähköposti: ohainaut@eso.org

Bárbara Ferreira
European Southern Observatory
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6670
Matkapuhelin: +49 151 241 664 00
Sähköposti: press@eso.org

Connect with ESO on social media

Tämä on ESO:n lehdistötiedotteen käännös eso2106.

Tiedotteesta

Tiedote nr.:eso2106fi
Nimi:2I/Borisov
Tyyppi:Milky Way : Interplanetary Body : Comet
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, Very Large Telescope
Instruments:FORS2
Science data:2021NatCo..12.1797B
2021NatAs...5..586Y

Kuvat

Image of the 2I/Borisov interstellar comet captured with the VLT
Image of the 2I/Borisov interstellar comet captured with the VLT
Englanniksi
Artist’s impression of the surface of interstellar comet 2I/Borisov
Artist’s impression of the surface of interstellar comet 2I/Borisov
Englanniksi
Artist’s impression of the surface of interstellar comet 2I/Borisov (close up)
Artist’s impression of the surface of interstellar comet 2I/Borisov (close up)
Englanniksi

Videot

ESOcast 236 Light: First interstellar comet may be the most pristine ever found
ESOcast 236 Light: First interstellar comet may be the most pristine ever found
Englanniksi
Animation of the orbit of interstellar comet 2I/Borisov
Animation of the orbit of interstellar comet 2I/Borisov
Englanniksi
Artist’s animation of the surface of interstellar comet 2I/Borisov
Artist’s animation of the surface of interstellar comet 2I/Borisov
Englanniksi