Kometa C/2012 S1 ISON - 2013/2014

Autorami poniższego opracowania są dr Małgorzata Królikowska-Sołtan z Centrum Badań Kosmicznych PAN w Warszawie
oraz dr Piotr A. Dybczyński z Instytutu Obserwatorium Astronomiczne UAM w Poznaniu.

Rysunek 1. Położenie komety ISON na tle gwiazd i gwiazdozbiorów w listopadzie
i grudniu 2013. Obrazek wykonany na bazie symulacji z programu Stellarium.

Kometa ISON coraz bliżej Słońca

Rok 2013 stoi pod znakiem co najmniej dwu jasnych komet

Obie (C/2011 L4 PanSTARRS oraz C/2012 S1 ISON) są przybyszami z odległych rejonów Układu Słonecznego i najprawdopodobniej to ich pierwsza wizyta tak blisko Słońca. Dlatego dla badaczy komet są to niezmiernie interesujące obiekty.

Nadchodzi czas na pożegnanie z kometą PanSTARRS

Pojawienie pierwszej (C/2011 L4 PanSTARRS) mamy już za sobą. Niektórym obserwatorom przyniosła być może pewne rozczarowanie, bo spodziewali się zobaczyć więcej. Zważywszy jednak, że rzadko udaje się zobaczyć jasną kometę z centrum wielkiego miasta, np. Warszawy, było całkiem nieźle. Kometa mogła być obserwowana z Polski dopiero z początkiem marca. Ponieważ 10 marca przechodziła najbliżej Słońca (była wówczas w peryhelium swej orbity wokół Słońca) to jej warkocze miały szansę być dobrze rozwinięte. W lutym zaczęliśmy się martwić, czy dopisze pogoda. Niestety pogoda tej wiosny, jak pamiętamy, była nieznośnie kapryśna. A mimo to się udało. W weekend 16 i 17 marca wieczorem niebo było prawie bezchmurne i dość przejrzyste nad Warszawą. Kometa była całkiem nieźle widoczna z warszawskiego Bemowa pomiędzy godziną szóstą a siódmą wieczorem przez dobrą lornetkę (16x80). Niestety przez lornetkę nie było szansy dostrzec szczegółów jej wyglądu. Jednakże wyróżniała się spośród gwiazd – tworzyła plamkę z wyraźnym warkoczem na tle nie całkiem jeszcze ciemnego nieba.

Na szczęście w internecie można znaleźć wiele pięknych zdjęć tej komety, często wykonanych przez astronomów-amatorów. Warto poszperać. Chcemy zwrócić uwagę na dwa szczególne ich rodzaje.

Pierwszy, to zdjęcia ukazujące aż dwie jasne komety jednocześnie widoczne wówczas na niebie, zajrzyj np. tu albo tu. Z tego punktu widzenia to rarytas dla poszukujących ciekawych zjawisk na niebie. Na drugiej przykładowo podanej stronie, mamy zdjęcie nie tylko zawierające dwie komety (C/2011 L4 PanSTARRS oraz C/2012 F6 Lemmon), ale także widać na niebie Mały Obłok Magellana i meteor i to we wspaniałej scenerii zachodu Słońca nad Cerro Paranal (Wzgórze Paranal, ok. 2635 m n.p.m. na pustyni Atakama, Chile).

Drugi typ zdjęć (np. takie albo takie) ukazuje kometę PanSTARRS z jej spektakularnym przeciwwarkoczem. Zjawisko to nieczęsto jest tak świetnie widoczne. W tej komecie można było go dostrzec dzięki temu, że w drugiej połowie maja Ziemia przechodziła przez płaszczyznę orbitalną komety. Dlatego pod koniec maja, widać było kometę z perspektywy obserwatora patrzącego wzdłuż szerokiego, rozłożonego wówczas jak wachlarz warkocza kometarnego, zaś resztki jakie kometa zostawiła na swej drodze, odbijając światło słoneczne, ujawniły się na zdjęciu jako jasny "szlak" skierowany na niebie ku Słońcu, dlatego zwany antywarkoczem czy przeciwarkoczem. Warto zajrzeć na np. tę stronę, gdzie zjawisko jest świetnie zilustrowane obrazkami przez Boba Kinga, astronoma-amatora, członka Amerykańskiego Towarzystwa Obserwatorów Gwiazd Zmiennych (AAVSO). Z tej strony można się dowiedzieć także, że antywarkocz zaczął już być widoczny w połowie kwietnia.

Astronomowie nadal obserwują PanSTARRS ...

Z tego co powyżej zostało napisane, jasno można się przekonać, że kometa PanSTARRS dostarczyła nam wielu wspaniałych wrażeń wizualnych. Astronomowie jeszcze się z nią nie pożegnali. Nadal zajmują się prowadzeniem profesjonalnych obserwacji tej komety (jest ciągle widoczna przez czułe instrumenty astronomiczne) oraz ich opracowaniem i interpretacją wyników. Gdy kometa stanie się za słaba do prowadzenia dalszych jej obserwacji będzie można wyznaczyć jej orbitę z całości danych.

...i obserwują kometę C/2012 F6 Lemmon

Powszechnie mówiło się i mówi o PanSTARRS i ISON, znacznie mniej o Lemmon. A tymczasem w Polsce kometa była widoczna od maja, kiedy jej blask co prawda już osłabł (w maksimum blasku miała ok. 3 magnitudo), ale nadal była jasną kometą osiągającą około 6 magnitudo. Była więc widoczna wówczas nawet przez niewielkie lornetki. Jej trajektoria na niebie była też dość zbliżona do trasy komety PanSTARRS, co było efektem rzadkiego zbiegu okoliczności: dwie jasne komety długookresowe o prawie identycznych nachyleniach orbity do płaszczyzny ekliptyki pojawiły się w okolicy Słońca niemal równocześnie. Lemmon jest kometą o znacznie krótszym okresie orbitalnym niż PanSTARRS i ISON i najprawdopodobniej już niejednokrotnie była blisko Słońca. Spośród omawianych trzech komet, Lemmon wyróżnia się mocno zielonym zabarwieniem, który zawdzięcza fluorescencji dwuatomowych cząsteczek C₂, zawartych w uwalniających się z głowy komety gazach (zobacz np. tu).

Kometa ISON coraz bliżej Słońca i Ziemi

Teraz warto się przygotować na bliskie spotkanie z kolejnym przybyszem z daleka – kometą ISON (C/2012 S1). Kometa ta przejdzie najbliżej Słońca 28 listopada tego roku i to zaledwie 0,0125 AU (niecałe 2 mln km) od środka Słońca. Jeśli przetrwa zbliżenie z naszą dzienną gwiazdą, to miesiąc później, w drugi dzień Świąt Bożego Narodzenia, minie Ziemię w odległości 0.43 AU.

Rysunek 2. To zdjęcie z NASA Hubble Space Telescope.
Kometa została sfotografowana 10 kwietnia 2013,
gdy była już nieco bliżej Słońca niż Jowisz,
źródło: http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2013/14

Od dawna trwa monitorowanie podróży komety C/2012 S1 ISON ku Słońcu. Kometa została odkryta 21 września 2012 przez astronomów A. Novichonoka i V. Nevskiego przy pomocy 40cm teleskopu stanowiącego część programu International Scientific Optical Network (ISON – stąd nazwa komety). Dość szybko wyznaczono wiarygodną orbitę tej komety dzięki odnalezieniu wcześniejszych jej obrazów, przeoczonych na zdjęciach nieba wykonanych już w 2011 i pierwszej połowie 2012 roku przy pomocy teleskopu PanSTARRS i na MtLemmon (co za zbieg okoliczności, prawda?). Już krótko po odkryciu pojawiły się komentarze, że kometa ISON może być niezwykle jasna w listopadzie i grudniu 2013 – niektórzy okrzyknęli ją nawet kometą stulecia! Przyczyną tych komentarzy były wyjątkowo mała odległość peryhelium wyznaczonej orbity oraz stosunkowo duża jasność tej komety w chwili odkrycia, gdyż jej blask oceniono ,,aż'' na ok. 19 magnitudo w odległości ponad 6 AU od Słońca i prawie 7 AU od Ziemi. Bardzo wstępne i niedokładne oszacowania wzrostu jej jasności w miarę zbliżania się do Słońca dawały jasność w peryhelium porównywalną z jasnością Księżyca w pełni. Dziś wiemy, że były to przewidywania mocno przesadzone, niemniej, biorąc pod uwagę bardzo małą odległość w jakiej kometa minie Słońce, nadal nie można wykluczyć, że będzie bardzo jasna, może widoczna gołym okiem. Astronomowie szczególnie się przygotowali do jej obserwacji, gdy zacznie mijać orbitę Marsa (największe zbliżenie komety ISON z Marsem będzie 1 października 2013, więcej np. w tym filmiku), kiedy to ku komecie zostaną skierowane instrumenty badające Marsa, np. Mars Reconnaissance Orbiter. O tych badaniach można dowiedzieć się np. ze strony NASA, a zbiorcze zestawienie w formie plakatu można znaleźć tu.

Planowana jest także specjalna misja, która pozwoli na obserwacje komety sponad ziemskiej atmosfery, misja BRRISON (acronim z ang. Baloon Rapid Response for ISON, patrz tu), zaś gdy kometa będzie tuż przy Słońcu jej zachowanie będzie wszechstronnie monitorowane przez wiele instrumentów służących do obserwacji zjawisk zachodzących na Słońcu i w jego bezpośrednim otoczeniu (misje: SDO, STEREO, SOHO).

Obraz komety ISON na podstawie obserwacji zrobionych 10 kwietnia z pokładu Teleskopu Kosmicznego Hubble można zobaczyć na Rys.2. Mimo, że wówczas kometa znajdowała się ponad 4 AU od Słońca, promieniowanie słoneczne ogrzewało jej powierzchnię wystarczająco by rozpoczęła się sublimacja substancji lotnych z jej warstw powierzchniowych. W efekcie jądro kometarne zanurzone jest w zadziwiająco rozległym już obłoku gazowo-pyłowym.

Przez parę tygodni pomiędzy czerwcem a sierpniem nikt nie był w stanie dostrzec komety ISON ponieważ dla obserwatora z Ziemi widoczna była tuż przy Słońcu. Wreszcie, 24 sierpnia, jako pierwszy odnalazł ją na niebie astronom-amator Bruce Gary. Oczywiście spowodowało to wiele pytań do NASA dlaczego to, co amator potrafił dokonać nie udało się wcześniej NASA. Warto zapoznać się z odpowiedzią NASA.

Najtrudniejsza jest ocena, jak jasna stanie się kometa w listopadzie. Na oficjalnej stronie Kampanii Obserwacyjnej ISON można przeczytać, że kometa ISON ma szansę być na tyle jasna by pod koniec listopada stać się widoczną nawet w ciągu dnia. Ale dalej mamy ostrożne zastrzeżenie, że jest to ocena niepewna i kometa może być znacznie słabsza, ale i jaśniejsza, niż to wynika z dzisiejszych przewidywań. W pełni podpisujemy się pod tymi stwierdzeniami.

Najciekawsze jest chyba to, że nie wiemy co się stanie się z kometą, gdy zbliży się do Słońca. Będzie tak blisko, że będzie podróżować przez najbardziej zewnętrzne warstwy atmosfery Słońca, tzw. koronę słoneczną. Dlatego można ją zaliczyć do grupy komet muskających Słońce (ang. sungrazers, patrz np. tu). W czasie tak bliskiego przejścia kometa może nawet nie tylko się rozpaść, ale i praktycznie cała wyparować. Tak naprawdę do rozpadu może dojść w każdej chwili, niekoniecznie w momencie, gdy kometa znajdzie się najbliżej Słońca – komety to stosunkowo delikatne i kruche ciała niebieskie, zbudowane głównie z pyłu i lodu. Dzięki Internetowi mamy szansę śledzić jej zachowanie i ewentualny rozpad na żywo. Jeśli kometa przeżyje bez większego uszczerbku to spotkanie, to czeka nas być może inny wspaniały spektakl. Na Boże Narodzenie ISON może stać się nadzwyczajną "Gwiazdą Betlejemską". Zatem patrzmy w niebo, w szczególności tam, gdzie będzie kometa ISON. Ale nie wpadajmy w depresję jeśli nic nie zobaczymy, tylko – zaglądajmy do Internetu na strony obserwatorów ISON.

Rysunek 3. Położenie komety na wschodnim niebie 18 listopada 2013 około 6:00.
Bladoniebieskie symbole to położenia 19 i 20 listopada. Pomarańczowa siatka podaje azymut
i wysokość na niebie. Obrazek wykonany na bazie symulacji z programu Stellarium.

Możliwości obserwacyjne komety ISON z Polski

1. Dla niecierpliwych

Wedle aktualnych (8 września) prognoz jasności kometa powinna być z Polski widoczna przez lornetkę już około połowy listopada na południowo wschodnim niebie przed wschodem Słońca. W miarę upływu dni kometa będzie jaśnieć, ale jednocześnie będzie coraz niżej na niebie.
Wydaje się, że godną polecenia datą jest 18 listopada. Tego dnia kometa będzie przesuwać się na niebie tuż obok najjaśniejszego punktu gwiazdozbioru Panny, gwiazdy Kłos (Spika, Spica). Taka bliskość może znacznie ułatwić odszukanie komety przy pomocy lornetki. Aktualne przewidywania mówią, że kometa będzie wtedy miała jasność ok. 5 magnitudo, ale jak wspominaliśmy przewidywania te obarczone są ciągle dużym błędem, tak więc kometa może mieć wówczas tylko sześć magnitudo, ale może być i cztery. Pozycję komety na niebie około godziny 6 rano pokazuje Rys.3. Dodatkowo, w kolorze bladoniebieskim pokazano pozycję komety w dwóch następnych dniach, 19 i 20 listopada. Będzie coraz bliżej horyzontu, ale coraz jaśniejsza.

Rysunek 4. Położenie komety na wschodnim niebie 10 grudnia 2013 około 6:00.
Bladoniebieskie symbole to położenia 15 i 21 grudnia. Pomarańczowa siatka podaje azymut
i wysokość na niebie. Obrazek wykonany na bazie symulacji z programu Stellarium.

2. Dla ambitnych

Jeśli kometa przetrwa przejście przez peryhelium to prawdopodobnie mocno pojaśnieje. Ci, którzy chcieliby zobaczyć ją jak najwcześniej po peryhelium powinni zaplanować poranne (przed wschodem Słońca) obserwacje pod koniec pierwszej dekady grudnia. Z terenu Polski najprawdopodobniej kometa będzie możliwa do zaobserwowania już 10 grudnia. Około godziny 6 rano będzie widoczna prawie dokładnie na wschodzie, na wysokości 14 stopni. Jej, prawdopodobnie rozbudowany (mamy taką nadzieję) warkocz, będzie skierowany ku górze – patrz Rys.4. Powyżej pokazujemy (w bladoniebieskim kolorze) orientacyjne położenia komety 15 i 21 grudnia. Kometa będzie coraz słabsza ale i coraz wyżej na niebie. 21 grudnia będzie prawie idealnie na środku łuku od Wegi do Arktura. Po prawej, przy horyzoncie będzie Saturn. Warto spojrzeć też na południe, gdzie widoczny będzie Mars i na zachód, gdzie błyszczeć będzie Jowisz.

Rysunek 5. Położenie komety na zachodnim niebie 24 grudnia 2013 około 17:00.
Bladoniebieski symbol to położenie 21 grudnia. Pomarańczowa siatka podaje azymut
i wysokość na niebie. Obrazek wykonany na bazie symulacji z programu Stellarium.

3. Dla tradycjonalistów

Jeśli ktoś ma zaufanie do komety ISON (że się nie rozpadnie i że będzie bardzo jasna), nie lubi porannych obserwacji oraz chciałby wnieść nieco tradycji do spotkania z tą kometą to może poczekać do Wigilii: 24 grudnia kometa będzie na tyle daleko od Słońca, że możliwa będzie (oczywiście o ile kometa będzie wystarczająco jasna) obserwacja wieczorna. Rysunek 5 przedstawia widok zachodniego nieba 24 grudnia około 17:00. Kometa raczej nie będzie pierwszym, czyli najjaśniejszym ciałem niebieskim, ale nadaje się idealnie na Gwiazdę Betlejemską (polecamy w tym miejscu artykuł pani Donatowicz – http://orion.pta.edu.pl/node/416).

Jak to przedstawiamy na Rys.5, 24 grudnia, około 17:00 kometa będzie widoczna na zachodzie, na wysokości około 26 stopni. Dla porównania pokazujemy też przybliżoną pozycje komety 21 grudnia. Po 20 grudnia możliwe będzie, jak widać, obserwowanie komety ISON dwukrotnie każdego dnia, przed wschodem i po zachodzie Słońca. Oczywiście pod warunkiem, że kometa się nie rozpadnie i pozostanie dostatecznie jasna. Jak wynika z rysunku, w Wigilię około 17:00 widać też będzie nisko nad horyzontem wschodzącą Wenus, która tego dnia bardzo często pełni rolę ,,pierwszej gwiazdki na niebie'' ale w tym roku nieco się „spóźni”.

Rysunki 3-5 podają orientacyjne położenia komety obserwowanej z terytorium Polski, podane momenty czasu są w czasie urzędowym (tu "zimowym", tym "na zegarku").

Oznaczenia: AU – astronomical unit = jednostka astronomiczna = ok. 150 mln km = średnia odległość Ziemi od Słońca.

Dodatkowe materiały i informacje:

• Nasza strona z wynikami badań orbitalnych tej komety (po angielsku)
• Film o komecie C/2012 S1 ISON, gdzie dyskutowane są jej przyszłe losy: http://www.youtube.com/watch?v=5_1HdOCOJ_Q
• Film obrazujący bezpieczne przejście komety C/2011 L4 PanSTARRS koło Słońca obserwowane z ,,drugiej strony Słońca'' w porównaniu do Ziemi (oczyma misji STEREO, ang. Solar Terrestrial Relations Observatory, która będzie także obserwować kometę ISON) znajduje się na stronie: http://www.youtube.com/watch?v=f1cYfPrHoJw .
• Zachęcamy także do zajrzenia na inną ciekawą stronę: http://www.planetary.org/blogs/guest-blogs/2013/20130314-comet-panstarrs-stereo.html gdzie jest wiele dodatkowych wyjaśnień. Należy jednak przeczytać także komentarze do tekstu autora, gdyż nie ustrzegł się on kilku błędnych interpretacji (patrz komentarze Marco Fulle pod koniec strony) To pozwoli dobrze zrozumieć i prześledzić zarówno przejście komety przez koronę słoneczną jak i widoczne zjawisko koronalnego wyrzutu masy (ang. CME). Kometa PanSTARRS minęła Słońce w odległości 0.3 AU od jego środka (około 30 razy dalej niż to zrobi kometa ISON).
• Zarówno komety długookresowe, takie jak PanSTARRS i ISON jak i komety krótkookresowe potrafią się rozpaść na kilka kawałków. Zobacz zdjęcia z przebiegiem rozpadu komety długookresowej C/1999 S4 LINEAR (http://apod.nasa.gov/apod/ap000731.html oraz http://apod.nasa.gov/apod/ap000811.html), albo z rozpadem komety krótkookresowej 73P/Schwassmann-Wachmann 3 (http://apod.nasa.gov/apod/ap060513.html). Więcej informacji można znaleźć na stronie Sky & Telescope (http://www.skyandtelescope.com/about/pressreleases/3311241.html).

≡