Komeet: pisike tuum, mis võib kasvada Päikesest suuremaks

Komeet: pisike tuum, mis võib kasvada Päikesest suuremaks

Umbes kuu aega pärast seda, kui komeet 17P/Holmes puhkes 2007. aasta oktoobris purske, oli tal lühikest aega tolmust atmosfäär, mis oli Päikesest suurem. Komeet ise, jää ja kivimi kõva tükk selle udu keskel, ei kasvanud kunagi mäest suuremaks. See vastuolu pisikese külmunud tuuma ja tohutu hõõguva pilve vahel ongi kogu lugu sellest, mis on komeet.

Komeet ei ole taevast lõikav tulekera, ükskõik mida nimi juhuslikule vaatlejale ka ei ütleks. See on paar kilomeetrit lai must lumepall, mis veedab suurema osa elust Päikesesüsteemi külmas ja pimedas äärealas ning teeb etenduse alles siis, kui liigub Päikesele piisavalt lähedale, et hakata oma pinnalt aurustuma. Käesolev artikkel vaatleb komeete kui objektide klassi: millest need koosnevad, kuidas neid liigitatakse, kust nad pärinevad, ja mõnda üksikut komeeti, kes on teadlastele nende kohta kõige rohkem õpetanud.

Kivi, mis kasvatab Päikesest suurema atmosfääri

Komeedi tahke tuum on tavaliselt alla 60 kilomeetri läbimõõduga, sageli palju väiksem. Kui see tuum jõuab Päikesele lähedale ja hakkab eraldama gaasi ja tolmu, võib tekkiv koma, tuuma ümbritsev ajutine atmosfäär, ulatuda tuhandete või isegi miljonite kilomeetriteni.

NASA Spitzeri kosmoseteleskoobi infrapunapilt, mis näitab komeedi 17P/Holmes tolmustruktuuri pärast selle 2007. aasta purset.
Komeet 17P/Holmes, pildistatud Spitzeri kosmoseteleskoobiga infrapunavalguses viis kuud pärast selle 2007. aasta purset. Foto: NASA/JPL-Caltech/W. Reach (SSC-Caltech), avalik omand, vahendaja Wikimedia Commons.

Komeet 17P/Holmes on selle silmapaistvaim näide: umbes kuu aega pärast 2007. aasta oktoobri purset oli tal lühikest aega Päikesest suurem tolmuatmosfäär, kuigi selle tuum jäi tagasihoidlikult vaid mõnekilomeetriseks. Komeedi koma võib üldiselt kasvada kuni 15 korda Maa läbimõõdust suuremaks ja selle saba võib ulatuda üle ühe astronoomilise ühiku, ehk Maa ja Päikese keskmise vahekauguse, kosmosesse.

Ükski sellest valgusest ei tule tuumast endast, mis ise ei hõõgu. Komeetide tuumade välispinnal on väga madal albeedo, mistõttu on need ühed vähem peegeldavad objektid, mida Päikesesüsteemist leida võib. Peaaegu kogu komeedi näidatud heledus kuulub komale ja sabale, mitte tumedale väikesele kivile, mis neid tekitab.

Enamasti vesi, näpuotsaga elu koostisosi

Kui komeet jõuab Päikesele 3–4 AÜ (450–600 miljonit km) kaugusele, hakkab ta kaotama jääd, mis on hoidnud teda koos miljardeid aastaid. Vesi moodustab kuni 90% lenduvatest ainetest, mis sellel alal tuumast välja voolavad, mistõttu komeete kirjeldataksegi tihti mustade lumepallidena, mitte tolmustena kividena: veejää ongi tõesti domineeriv koostisosa, mis ära aurustub.

Vesi ei ole aga ainus, mida komeedid endaga kannavad. 2009. aastal kinnitati, et aminohape glütsiin, valkude põhiline ehituskivi, oli leitud komeeditolmust, mille tõi tagasi NASA Stardusti missioon. Just see üksik leid on üks põhjustest, miks teadlased jätkavad komeetide uurimist võimalike elu tooraine transportijatena, mitte lihtsalt Päikesesüsteemi sisemuse maaliliste külalistena.

Lühikesed reisid, pikad reisid ja ühesuunalised piletid välja

Komeete liigitatakse peamiselt selle järgi, kui kaua nad Päikese ümber tiirlevad ja kui kaldu on nende orbiidid. 2025. aasta juuli seisuga on astronoomid katalooginud 74 teadaolevat Encke tüüpi komeeti, 109 Halley tüüpi komeeti ja 815 Jupiteri perekonna komeeti, kategooriad, mis põhinevad täpselt neil kahel näitajal: orbiidiperioodil ja kaldenurgal. Jupiteri perekonna komeetidel on rühmas kõige lühemad ja lamedamad orbiidid; Halley tüüpi komeedid liiguvad laiemalt ja võivad olla järskude nurkade all kaldu.

Pikaperioodilised komeedid mängivad hoopis teiste reeglite järgi ja nende väljavaated on karmid. Umbes pool kõigist pikaperioodilistest komeetidest visatakse Päikesesüsteemist täielikult välja juba oma esimesel läbimineku korral Päikesest, paisatuna välja nende planeetide gravitatsiooni poolt, mille kõrvalt nad sissepoole teel mööduvad. Komeedil, kes on tuhandeid aastaid külmas oodanud oma ühte reisi Päikese lähedale, on umbes mündiviske jagu võimalusi kunagi teist korda tulla.

Külalised väljastpoolt Päikesesüsteemi

Kõik seni käsitletud komeedid kuuluvad ikkagi Päikese enda perekonda, ükskõik kui hõredalt. See ei kehti kõigi komeetide kohta. 2025. aasta seisuga on avastatud kolm objekti, mille ekstsentrilisus on märkimisväärselt suurem kui üks, 1I/'Oumuamua, 2I/Borisov ja 3I/ATLAS, ning just see arv reedab nad: ekstsentrilisus üle ühe tähendab avatud, hüperboolset teed, mitte suletud orbiiti, mis viitab päritolule väljastpoolt Päikesesüsteemi.

Need tähtedevahelised komeedid ei tekkinud kuskil Päikese läheduses. Nad paiskusid välja hoopis teistest tähesüsteemidest, triivisid galaktikas kes teab kui kaua, ja juhtusid oma teekonnal piisavalt lähedale mööduma, et neid märgataks. Erinevalt koduistes komeetidest ei tule nad enam kunagi tagasi.

Komeet, millel oli kolmas saba

Enamikul Maalt nähtavaks muutuvatel komeetidel on kaks saba: sirge sinine gaasisaba, mille päikesetuul lükkab otse Päikesest eemale, ning kõverdunud kollakas tolmusaba, mis jääb mööda komeedi orbiiti maha. Komeet Hale-Bopp, üks 20. sajandi põhjalikumalt uuritud komeete, näitas teadlastele, et olemas võib olla ka kolmas liik.

Komeet Hale-Bopp, pildistatud ESO 1-meetrise Schmidti teleskoobiga, näidates selle gaasi- ja tolmusabasid.
Komeet Hale-Boppi gaasi- ja tolmusabad, pildistatud ESO 1-meetrise Schmidti teleskoobiga 1998. aasta jaanuaris. Foto: ESO, CC BY 4.0, vahendaja Wikimedia Commons.

Lisaks oma tavalistele gaasi- ja tolmusabadele oli Hale-Boppil ka kolmas sabatüüp: nõrk naatriumsaba, mis oli nähtav ainult võimsate, spetsiaalsete filtritega varustatud instrumentidega. Hale-Boppi naatriumsaba koosnes neutraalsetest aatomitest, mitte ioonidest, ja ulatus kosmosesse umbes 0,33 AÜ (49 miljoni km) kaugusele, mis on umbes kolmandik Päikese ja Maa vahekaugusest. Hale-Bopp oli juba ajalugu kirjutanud pelgalt oma avastamisega: harrastusastronoomid märkasid seda, kui see oli Päikesest veel 7,2 astronoomilise ühiku kaugusel, Jupiteri ja Saturni orbiitide vahel, mis on ülekaalukalt suurim kaugus, kust harrastajad on kunagi komeedi leidnud. Naatriumsaba oli selle otsa lisaboonus, mille tarvis polnud keegi vaatluskampaaniat planeerinud.

Kui komeet kohtub planeediga

Komeedid ei jää oma teekondadel läbi Päikesesüsteemi alati terveks ning mõnikord jälgitakse nende lõppu reaalajas. Komeet Shoemaker-Levy 9 purunes tükkideks pärast lähikohtumist Jupiteriga 1992. aasta juulis. Kuue päeva jooksul 1994. aasta juulis kukkusid need tükid üksteise järel Jupiteri atmosfääri, andes astronoomidele esimese võimaluse jälgida kahe Päikesesüsteemi objekti kokkupõrget.

See oli elav näide saatusest, mis oli seni olnud vaid teoreetiline: Jupiteri gravitatsioon, sama jõud, mis aitab kujundada Jupiteri perekonna komeete, võib sama hõlpsasti lõpetada komeedi loo kui kujundada selle orbiiti.

Kust komeedid pärinevad ja kus üht neist lähedalt vaadati

Komeetidel on kaks teadaolevat kodukohta kaugel väljaspool planeete.

Mosaiik komeedist 67P/Tšurjumov-Gerassimenko, mille tegi Rosetta navigatsioonikaamera 2014. aasta septembris.
Komeet 67P/Tšurjumov-Gerassimenko, pildistatud Rosetta navigatsioonikaameraga 28,6 km kauguselt 2014. aasta septembris. Foto: ESA/Rosetta/NAVCAM, CC BY-SA IGO 3.0, CC BY-SA 3.0 igo, vahendaja Wikimedia Commons.

Kuiperi vöö, üks kahest reservuaarist, kust komeedid pärinevad, sarnaneb asteroidivööle, kuid on palju suurem: 20 korda laiem ja 20–200 korda massiivsem. See on enamiku lühiperioodiliste komeetide allikas, nende, kes tulevad Päikesesüsteemi sisemusse tagasi inimliku ajaskaala jooksul.

Veel kaugemal asub Oorti pilv, mille arvatakse olevat miljardite jääsete planetesimaalide pilv, mis ümbritseb Päikest kaugustel 2 000 kuni 200 000 AÜ. Selle pakkus 1950. aastal välja Hollandi astronoom Jan Oort, kelle järgi see ka on nime saanud; arvatakse, et see on pikaperioodiliste komeetide allikas, nende, kelle orbiidid viivad nad läbisõitude vahel täielikult Päikesesüsteemi lähiümbrusest välja.

Ühe või teise reservuaari komeeti lähedalt uurimiseks kulus aastakümneid inseneritööd. Rosetta missioon oli esimene missioon, mis hõlmas orbiiterit, mis saatis komeeti mitme aasta jooksul, ning maandurit, mis kogus lähiandmeid otse komeedi pinnalt. See startis 2004. aastal, jõudis komeet 67P juurde 2014. aastal ja lõppes maandumisega komeedi pinnale 2016. aastal.

Hirm, lummus ja aastane ilutulestikuetendus

Ammu enne, kui kosmoseaparaadid said komeeti külastada, olid need juba pelgalt vaatepildina piisavalt murettekitavad. 1910. aasta spektroskoopiline analüüs leidis mürgise gaasi tsüanogeeni Maa lähedalt mööduva komeedi sabast, mis põhjustas paanilist gaasimaskide ning võltsravimite "komeedivastaste tablettide" ja "komeedivastaste vihmavarjude" ostmist rahva seas, kuigi Maad ei ähvardanud sellisest hõredast sabast tegelikult mingi tõsine oht.

Komeedid jätavad taevasse ka õrnema jälje, mida enamik inimesi on näinud seda taipamata. Perseiidide meteoorisadu toimub igal aastal 9.–13. augustini, kui Maa läbib komeet Swift-Tuttle'i orbiiti. Iga "langev täht" selles etenduses on prügitera, mille komeet varasemal läbimineku korral maha jättis ja mis liigub siiani suurel määral sama teed mööda, kaua pärast seda, kui komeet ise on edasi liikunud.

Allikad