To miała być rutynowa obserwacja zupełnie innego kosmicznego obiektu. Z powodu nagłych problemów technicznych naukowcy musieli jednak gwałtownie zmienić plany i wycelować Kosmiczny Teleskop Hubble’a w kometę C/2025 K1 (ATLAS). Nie spodziewali się, iż dosłownie na ich oczach rozpadnie się ona na kawałki, obnażając przed nami najstarsze sekrety Układu Słonecznego. Takie kosmiczne zbiegi okoliczności niemal się nie zdarzają.
Kometa K1, której pełna nazwa to kometa C/2025 K1 (ATLAS) (nie należy jej mylić z kometą międzygwiezdną 3I/ATLAS), jest głównym bohaterem artykułu opublikowanego w czasopiśmie Icarus.
Szanse na to, iż potężne obserwatorium będzie patrzeć dokładnie w ten jeden punkt kosmosu, w tym konkretnym ułamku czasu, były bliskie zera. Zespół badawczy z Auburn University początkowo celował w zupełnie inny obiekt. Ograniczenia techniczne, które pojawiły się po zatwierdzeniu ich projektu badawczego, wymusiły jednak błyskawiczną improwizację.
Cztery komety zamiast jednej
Wybór padł na K1. Kiedy astronom John Noonan zaczął przeglądać świeże zdjęcia zrobione przez Hubble’a, przecierał oczy ze zdumienia. Zamiast jednego, w miarę zwartego obiektu, na ekranie widniały cztery wyraźne fragmenty.
Sekwencja czasowa trzech paneli obok siebie. Od lewej do prawej, panele są oznaczone datami: 8 listopada 2025 r., 9 listopada 2025 r. i 10 listopada 2025 r. Ta seria zdjęć fragmentującej komety C/2025 K1 (ATLAS), w uproszczeniu K1, została wykonana przez Teleskop Hubble’a. Sekwencja ukazuje postępujący rozpad komety w tym krótkim okresie. Każdy panel przedstawia kilka jasnych, rozmytych, niebieskich, smugowatych świateł ułożonych ukośnie od lewego górnego rogu do prawego dolnego rogu na czarnym tle. Na pierwszym panelu widoczne są cztery obiekty przypominające komety. Największy z nich to drugi od lewego górnego rogu. Na drugim panelu największy obiekt rozpadł się na dwie części. Na trzecim panelu fragmenty wydają się oddalać od siebie wzdłuż niewidocznej linii ukośnej. Fot. NASA, ESA, D. Bodewits (Auburn). Obróbka obrazu: J. DePasquale (STScI)Noonan nie wiedział, iż K1 ulega fragmentacji, dopóki nie obejrzał zdjęć dzień po ich wykonaniu przez Hubble’a. Kiedy po raz pierwszy przeglądałem dane, zauważyłem, iż na zdjęciach są cztery komety, podczas gdy planowaliśmy obejrzeć tylko jedną – powiedział Noonan. – Wiedzieliśmy więc, iż to coś naprawdę wyjątkowego.
Ironia tej sytuacji jest wręcz uderzająca i doskonale uświadamia, jak nieprzewidywalna potrafi być praca badawcza. Astronomowie od lat wręcz błagali o czas obserwacyjny Hubble’a, celowo próbując „upolować” moment rozpadu jakiejkolwiek komety.
Nigdy się to nie udawało, a precyzyjne harmonogramy teleskopu rzadko kiedy pozwalały na śledzenie obiektów, które z natury są niesamowicie kapryśne. A teraz, gdy zrezygnowani postanowili zbadać zwykłego lodowego wędrowca, ten po prostu rozkruszył się przed samym obiektywem.
Ironią losu jest to, iż teraz badaliśmy po prostu zwykłą kometę, a ona rozpada się na naszych oczach –powiedział Dennis Bodewits, profesor Wydziału Fizyki Uniwersytetu w Auburn.
Więcej na Spider’s Web:
Komety to pozostałości z ery formowania się Układu Słonecznego, więc są zbudowane ze starej materii – pierwotnych materiałów, z których powstał nasz Układ Słoneczny – wyjaśnia Bodewits. Ale nie są one nieskazitelne – zostały podgrzane, napromieniowane przez Słońce i promieniowanie kosmiczne. Dlatego, patrząc na skład komety, zawsze zadajemy sobie pytanie: „Czy to pierwotna cecha, czy też wynik ewolucji?”. Rozłupując kometę, można zobaczyć pradawny materiał, który nie został jeszcze przetworzony.
Teleskop Hubble’a uchwycił fragmentację K1 na co najmniej cztery częsci, każdy z wyraźną komą, czyli rozmytą otoczką gazu i pyłu otaczającą lodowe jądro komety. Hubble wyraźnie rozróżnił fragmenty, ale dla teleskopów naziemnych w tamtym czasie były one ledwo widoczne.
Kosmiczny kolos
Zdjęcia z Hubble’a zostały wykonane zaledwie miesiąc po najbliższym zbliżeniu K1 do Słońca, zwanym peryhelium. Peryhelium komety znajdowało się wewnątrz orbity Merkurego, około jednej trzeciej odległości Ziemi od Słońca. Podczas peryhelium kometa doświadcza największego nagrzewania i największego przeciążenia. Tuż po peryhelium niektóre komety długookresowe, takie jak K1, mają tendencję do rozpadu.
Diagram przedstawiający trajektorię komety K1. Ze Słońcem w środkowej części po prawej stronie obrazu, na czarnym tle pojawiają się ścięte, niemal okrągłe orbity Merkurego, Wenus, Ziemi i Marsa. Wąska, paraboliczna krzywa K1, oznaczona ciągłą, jasnoniebieską linią, ilustruje, jak kometa K1 zbliżała się do Słońca z góry. Zatoczyła łuk wokół Słońca, zbliżając się do Merkurego i kontynuując swoją podróż w kierunku Słońca. Ilustracja: NASA, ESA, R. Crawford (STScI)Zanim uległa fragmentacji, K1 była prawdopodobnie nieco większa niż przeciętna kometa, mając około 8 km średnicy. Zespół szacuje, iż kometa zaczęła się rozpadać osiem dni przed obserwacją przez Hubble’a. Hubble wykonał trzy 20-sekundowe zdjęcia, po jednym każdego dnia od 8 do 10 listopada 2025 r. Podczas obserwacji komety, jeden z mniejszych fragmentów K1 również uległ rozpadowi.
Kolejna tajemnica komet
Ponieważ Hubble pozwala dostrzec niezwykle drobne szczegóły, zespół mógł prześledzić historię fragmentów aż do momentu, gdy były one jednym elementem. To pozwoliło im zrekonstruować oś czasu. Odkryli jednak zagadkę: dlaczego między momentem rozpadu komety a momentem, w którym jasne rozbłyski były widoczne z Ziemi, występowało opóźnienie? Dlaczego, gdy kometa rozpadła się i odsłoniła świeży lód, nie rozjaśniła się niemal natychmiast?
Zespół ma kilka teorii. Większość jasności komety pochodzi ze światła słonecznego odbitego od ziaren pyłu. Ale kiedy kometa pęka, odsłania czysty lód. Być może nad czystym lodem musi utworzyć się warstwa suchego pyłu, a następnie odlecieć. A może ciepło musi dostać się pod powierzchnię, wytworzyć ciśnienie, a następnie wyrzucić rozszerzającą się warstwę pyłu.
Nigdy wcześniej Hubble nie uchwycił rozpadającej się komety tak blisko momentu jej rozpadu. zwykle dzieje się to kilka tygodni do miesiąca później. A w tym przypadku mogliśmy ją zobaczyć zaledwie kilka dni później – powiedział Noonan. – To mówi nam coś bardzo ważnego o fizyce tego, co dzieje się na powierzchni komety. Być może widzimy skalę czasową potrzebną do utworzenia grubej warstwy pyłu, która następnie może zostać wyrzucona przez gaz.
Zespół z niecierpliwością oczekuje na zakończenie analizy gazów pochodzących z komety. Już teraz analizy naziemne pokazują, iż K1 jest bardzo dziwna pod względem chemicznym – jest uboga w węgiel w porównaniu z innymi kometami. Analiza spektroskopowa z instrumentów STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph) i COS (Cosmic Origins Spectrograph) zainstalowanych na Teleskopie Hubble’a prawdopodobnie ujawni znacznie więcej informacji na temat składu K1 i samego pochodzenia naszego Układu Słonecznego.
Kometa K1 jest teraz zbiorem fragmentów około 400 mln km od Ziemi. Znajduje się w gwiazdozbiorze Ryb, opuszcza Układ Słoneczny i prawdopodobnie nigdy nie powróci. Astronomowie widzą, iż komety długookresowe, takie jak K1, są bardziej podatne na fragmentację niż ich kuzyni krótkookresowi, tacy jak 67P/Czuriumow-Gierasimienko, ale nie wiadomo dlaczego.
