Pühapäev, 12. juuli 2020

Komeetidest pikemalt

Nüüd, kus meie põhjataevast kaunistab viimaks palja silmaga nähtav komeet NEOWISE (C/2020 F3) ning on põhjust arvata, et see muutub tulevatel nädalatel üha heledamaks, on õige aeg neist lummavatest taevakehadest natukene lähemalt rääkida. On ju nii heleda komeedi puhul tegemist tõelise astronoomilise suursündmusega, mille sarnast pole meie poolkeralt viimased 23 aastat nähtud.
Komeetide olemuse mõistmiseks peame minema kusagil 4,6 miljardit aastat tagasi aega, mil Päikesesüsteem oli alles poisike. Sellel ajaperioodil ümbritses noort ja äsjasüttinud Päikest pöörlev sõõrikukujuline tolmu- ja gaasipilv ehk protoplanetaarne ketas, millest moodustusid järgnevate sadade miljonite aastate jooksul meile tänapäeval tuntud planeedid. Maa otseloomulikult nende hulgas.
Protoplanetaarne ketas. Tegemist illustratsiooniga.
Selle pilve välimistes osades, kaugel noore Päikese põletavast kuumusest, kondenseerusid pisikeste tolmuosakeste pinnale kõiksugu kergemad gaasid, millest moodustusid hiljem keerukamad ühendid, mis omakorda külmusid erinevateks jäädeks (vesi, metaan, amoniaak). Aastamiljoneid kestnud tolmusegamise jooksul kleepusid need jäiselt sillerdavad osakesed tükkideks, suuremateks jääkamakateks ja lõpuks mitmeid kilomeetreid suurteks komeetideks.
Lühikest animatsiooni komeedi moodustumisest saab vaadata siit: https://svs.gsfc.nasa.gov/…/CometFormation-540-MASTER_high.…

Tänapäeval leidub meie Päikesesüsteemis komeete tõenäoliselt ligi triljon (see on 1 kaheteistkümne nulliga). Valdav enamus nendest tiirleb Päikese ümber tuhandeid kuni sadu tuhandeid kordi kaugemal kui Maa, moodustades tähe ümber tohutu pilvelaadse kesta, mida kutsutakse esimeste sellise hüpoteesi esitanud astronoomide järgi Öpik-Oorti pilveks*. Kuigi seda ülihõredat pilve ei ole kunagi otseselt vaadeldud, on põhjusi arvata, et see tekkis peale seda kui Päikesele lähemal sündinud komeedid "pillutati" noorte hiidplaneetide gravitatsiooni poolt kaugetele orbiitidele, kuhu need viimaks pidama jäid. Suhteliselt väike osa komeete ja asteroide, mis sellest pääsesid, tiirlevad veel tänapäevalgi Neptuuni orbiidi taga asuvas kettakujulises Kuiperi vöös ning mõned neist asuvad isegi Marsi ja Jupiteri vahelises asteroidivööndis.
Euroopa Kosmoseagentuuri Rosetta nimeline sond külastas 2014. aastal komeet 67P/Churyumov–Gerasimenkot. Antud lähifotolt on näha paarikilomeetrise läbimõõduga komeedi pinda ja sellest eralduvat gaasi.
Kuigi need vööndid, vööd ja pilved on väga hõredad ja kokkupõrked nendes haruldased, juhtuvad sealsed komeedid ja kääbusplaneedid vahel üksteisele piisavalt lähedale, et nende orbiidid saavad gravitatsiooniliselt häiritud. Selle käigus võib juhtuda, et mõni komeetidest saadetakse Päikesele lähemale viivale ja tugevalt välja venitatud trajektoorile. Öpik-Oorti pilve puhul võib see juhtuda ka siis, kui meie Päikesesüsteemist möödub suhteliselt lähedalt mõni maabertäht või isegi kui meid ümbritseva Linnutee kumulatiivsed gravitatsiooniväljad miljonite aastate jooksul muutuvad.
Kui komeet satub oma uuel orbiidil Päikesele lähemale kui Marss, hakkab selle jäine pind ja sisemus päikesekiirguse mõjul aurustuma, selle ümber tekib ajutine hiiglaslik atmosfäär ja saba(d). Kui komeet on piisavalt suur ja see ei lagune enne oma orbiidi periheeli (lähimat punkti Päikesele), võib see muutuda piisavalt heledaks, et seda näeb öötaevas isegi palja silmaga. Sellised juhused on aga suhteliselt harvad ja keskmise eluea jooksul võib vedamise korral õnnestuda näha kusagil nelja sellist komeeti.
2007. aasta veebruaris hõlpsasti silmaga nähtav komeet C/2006 P1 (McNaught) oli lõunapoolkera viimase 40 aasta heledaim.
Komeete ette kujutades on populaarseks muutunud termin "porine lumepall", sest umbes sellised nad välja näevad - jäädest koosnev lumesarnane ollus, mis on segatud Päikesesüsteemi alguaegadest pärineva tolmu ja pisemate kivikestega. On ka komeete mida võib nimetada vastupidiselt "lumisteks poripallideks" ning mis kujutavad endast omamoodi ristsugutist peamiselt jääst koosnevast komeedist ja peamiselt kivisest või metallilisest materjalist koosnevast asteroidist. Osad sellised poripallid on tekkinud siis, kui komeet on Päikest nii palju kordi külastanud, et selle jää on suuremalt jaolt arustunud ning alles on jäänud suuremalt jaolt vaid tolm ja kiviklibu. Neid nimetatakse vahel ka kustunud komeetideks.
Kooma ja sabad
Tuleme aga tagasi komeetide selle eluperioodi juurde, kus neid võib olla võimalik palja silmaga näha, sest tegemist on ühe kaunima astronoomilise sündmusega. Mõelda - paarikilomeetrist lumepalli näeb sellistel juhtudel kümnete ja sadade miljonite kilomeetrite kauguselt. Samas suurusklassis asteroide ei pruugi nii kaugelt isegi maailma kõige võimsamate teleskoopidega näha.
Komeedist Holmes sai 2007. aasta enneolematult võimsa väljapurske käigus suurim taevakeha Päikesesüsteemis, kui selle kooma mõõtmed ületasid Päikese omad.
Komeetide nähtavuse puhul mängib asendatut rolli nende koostises olevad erinevad volatiilsed jääd - vesi, metaan, amoniaak. Kui näiteks veest tehtud jää sulab maisel normaalrõhul null kraadi juures vedelikuks ja aurustub enamasti kõrgematel temperatuuridel, siis kosmosevaakumis jääb nii veel kui teistel sarnastel gaasiühenditel vedelikufaas vahele - tahke jää muutub otsejoones auruks. Sellise protsessi nimi on sublimatsioon ja Maal näeme me seda näiteks tahke süsihappegaasi puhul, mida nimetatakse samal põhjusel ka "kuivaks jääks".
Suvisel keskpäeval päikese käes seistes on võib olla raske mõista, et ainukene põhjus, miks me seda tehes kohutavaid põletushaavu ei saa, on Maad ümbritsev, päikesekiirgust neelav ja hajutav atmosfäär. Kui me teeksime sama näiteks 100 kilomeetri kõrgusel kosmose piiril, järgneksid sellele tõenäoliselt loetud sekundite jooksul kolmanda astme põletused. Asi selles, et seal küündib päikesepaiste temeperatuur kusagil 120 plusskraadini. Päikesele umbes Merkuuri kaugusel asudes oleks sama arv mitusada kraadi.
Lihtsustatud joonis komeedi saba nurgast Päikese suhtes. Musta-halliga on tähistatud gaasisaba, halli pintsliga tolmusaba.
Kujutage nüüd ette, et eelnimetatud jäädest koosnev mitme kilomeetrine komeet satub külmadelt Päikesesüsteemi äärealadelt selliste kõrgete temperatuuride kätte. Tulemuseks tormiline sublimatsioon ehk aurustumine nii komeedi pinnalt, kui ka selle poorse pinna alt, kust paiskuvad välja tohutud gaasi- ja tolmusegused geisrid. Kusjuures eraldunud aur ja tolm ei jää komeedist mitte maha, vaid paisub hiiglasliku ülihõreda gaasiatmosfäärina komeedi ümber. Sellist atmosfääri nimetatakse koomaks ja see võib omandada tõeliselt muljetavaldavaid mõõtmeid. Pole haruldased juhused, kus selle läbimõõtu võib võrrelda Jupiteriga või isegi Päikesega.
Kooma saavutab oma maksimaalsed mõõtmed kusagil enne Marsi orbiidi läbimist, millest Päikesele lähemal hakkab üha suuremat rolli mängima üks teine huvitav efekt, mida nimetatakse valgusrõhuks. Sisuliselt on tegemist lugematute päikesevalguse moodustavate footonite ühise ja väga nõrga rõhuga, mis on suunatud tähest eemale. Sama põhimõtet kasutades loodetakse kunagi varustada tähtedevahelised kosmoselaevad päikesepurjetega. See rõhk hakkab Päikesele ligineva komeedi koomat mingil hetkel vaikselt eemale "puhuma" ning komeedile moodustub gaasisaba. Kusjuures selle saba pikkus võib mõnedel juhtudel olla sadu miljoneid kilomeetreid ehk mitu korda rohkem kui Maa kaugus Päikesest. Et valgusrõhk on suunatud Päikesest eemale, ulatub ka komeedi saba olenemata selle liikumissuunast Päikesest alati eemale. Nii võib tekkida huvitav olukord, kus komeet liigub nii, et tema saba on ette suunatud.
1861. aasta suur komeet, mille joonistas Austria astronoom Edmund Weiss.
Päikesele veelgi lähenedes tekib komeedile veel teinegi saba. Kui esimene, peamiselt kergetest gaasidest ja selle ioonidest koosnev saba on suunatud Päikesest alati eemale, moodustub komeedi teine saba peamiselt tolmust ning on esimese suhtes nurga all. Tolmusaba erinev suund on tingitud sellest, et Päikese valgusrõhk mõjutab raskemaid tolmuosakesi nõrgemalt kui kergeid gaasiosakesi. Et komeedi periheeli lähenedes kõverdub selle trajektoor üsna tugevalt, järgivad kerged tolmuosakesed mingil määral selle eelnevat sirgjoonelisemat orbiiti. Neil üksikutel kordadel, kui Maa juhtub olema komeedi perspektiivist selle sabade vahel, võime me näha, et komeedil on kaks eri suundades sirutuvat saba. Sellisel juhul nimetatakse tolmusaba ka antisabaks.
Peale periheeli läbimist hakkab komeet Päikesest taaskord eemalduma ning selle koguheledus kahaneb - sublimatsioon ei ole enam nii tormiline, kooma toitmine väheneb ja sabade pikkus lüheneb. Maalt komeeti jälgijate jaoks ei pruugi see aga ilmtingimata tähendada, et selle näiline heledus langeb. Mõnel juhul võib see isegi tõusta, sest samal ajal kui komeet Päikesest eemaldub võib see meile hoopis läheneda. Või siis vallandub selle pinna alt mingi eriti tugev gaasigeiser. Hetkel öises põhjataevas paistva NEOWISE'ga on sama lugu - 3. juulil oli see Päikesele kõige lähemal, kuid Maale lähimasse punkti jõuab see alles 23. juulil. Kuni selle hetkeni võib see meie jaoks üha suuremaks ja heledamaks paisuda.
Kui komeet viimaks Päikesesüsteemi sisealadest välja jõuab, hajuvad aegamisi selle kooma ja sabad sootuks ning porine lumepall jätkab oma orbiiti külmas gaasiplaneetide vahelises või taguses ruumis. Kusjuures mõnikord võib lähikohtumine Päikese või mõne suure gaasihiiuga selle Päikesesüsteemist täiesti välja visata, mis juhul on see määratud miljarditeks aastateks rändama tähtedevahelises ruumis. Enamasti on aga komeetide tugevalt väljavenitatud orbiidid suletud, mis tähendab, et varem või hiljem nad naasevad. See võib juhtuda mõnekümne, mõne tuhande või isegi mõne miljoni aasta pärast. Aga kunagi ikka.
Miloslav Druckmülleri foto komeet NEOWISEst, mille ta tegi Tšehhist kasutades teleskoopi ja 10,25 minutilist säriaega.
Kuulsad komeedid
Komeete avastatakse tänapäevaste teleskoopidega mitukümmend tükki aastas ja praeguseks on neid teada ligi 7000. Suuremalt jaolt on need aga kas liiga pisikesed või ei satu need Päikesele piisavalt lähedale, et me võiksime neid silmaga näha. Kui komeet on Päikesele alles esimesi kordi lähenemas või see on eelmiste lähenemiste käigus kannatada saanud võib see aga kuumuse ja väljapursete käigus puruneda, nagu juhtus kevadel komeet ATLASEGA, millest loodeti vahepeal väga muljetavaldavat vaatepilti. Teistel juhtudel võib komeet olla nii palju kordi Päikese juures käinud, et peaaegu kogu selle jää on aurustunud. Või siis on selle orbiit Maalt vaadates sellise kalde all, et komeet jääb päikesesäras nähtamatuks.
1577. aasta suur komeet, mida on Praha kohal kujutatud Jiri Daschitzky puugravüüril.
Mõned üksikud ja suured komeedid külastavad aga Päikesesüsteemi äärealasid järjepidevalt ja pakuvad igal korral usaldusväärselt muljetavaldavat vaatepilti. Neist kahtlemata kõige kuulsam on komeet Halley, mis külastab Päikese lähipiirkondi iga 75-76 aasta tagant ja seda teinud ilmselt tuhandeid aastaid. Viimati oli teda näha 1986. aastal ja järgmine kord tuleb 2061. aastal. Vägevateks komeetideks nimetatud sabatähti on veelgi, kuid paraku enamikke neist on nähtud aegadel mil astronoomiat kui teadust veel ei eksiteerinud ning on väga raske öelda, kas ja millal nad naasevad. All nimekiri vägevatest komeetidest, mida on ajalooürikutes mainitud viimase kahe tuhande aasta jooksul (pimedast keskajast andmed suuresti puuduvad).
  • 373–372 BC - Nimetu
  • 87 BC - Halley komeet
  • 44 BC - Casesari komeet
  • 12 BC - Halley komeet
  • 1066 - Halley komeet
  • 1106 - tundmatu suur komeet
  • 1264 - tundmatu suur komeet
  • 1402 - tundmatu suur komeet
  • 1556 - tundmatu suur komeet
  • 1577 - tundmatu suur komeet
  • 1618 - tundmatu suur komeet
  • 1680 - tundmatu suur komeet
  • 1744 - tundmatu suur komeet
  • 1811 - tundmatu suur komeet
  • 1819 - tundmatu suur komeet
  • 1843 - tundmatu suur komeet
  • 1844 - tundmatu suur komeet
  • 1858 - Donati komeet
  • 1861 - tundmatu suur komeet
  • 1874 - Coggia komeet
  • 1882 - tundmatu suur komeet
  • 1901 - tundmatu suur komeet
  • 1910 - tundmatu suur päevaaja komeet
  • 1910 - Halley komeet
  • 1927 - Skjellerup–Maristany komeet
  • 1957 - Arend–Rolandi komeet
  • 1957 - Mrkose komeet
  • 1962 - Seki-Linesi komeet
  • 1965 - Ikeya–Seki komeet
  • 1970 - Benneti komeet
  • 1973-74 - Kohouteki komeet
  • 1976 - Westi komeet
  • 1996 Hyakutake komeet
  • 1997 Hale–Boppi komeet (viimane põhjapoolkeralt nähtav vägev komeet)
  • 2007 - McNaughti komeet
  • 2011 - Lovejoy komeet

Siia lõppu võib nüüd lisada ka komeet NEOWISE ja selle nägemise aastaks 2020. Millal järgmine tuleb? Kes teab, äkki järgmine aasta, äkki kümne aasta pärast.
Komeedid, tähesajud ja elu teke
Suuri komeete näeb suhteliselt harva, aga nende poolt jäetud materjale igapäevaselt. Nimelt arvatakse, et Maal leiduv vesi on meie planeedile jõudnud peamiselt ammuste komeedi kokkupõrgete kaudu. Asi selles, et Päikesesüsteemi moodustumisel oli selle südames sündinud Päike nii kuum ja selle kiirgus nii intensiivne, et H2O molekulid ei saanud selle sisealades tekkida. Seega pidi vesi kuidagi hiljem selle äärealadelt Maale ja teistele kiviplaneetidele jõudma ning ainus mehhanism selleks näib olevat suures osas veejääst koosnevad ja regulaarselt meie planeedi lähiümbrust külastavad komeedid. Kui inimene koosneb keskkeltläbi 60% veest, siis võib vabalt öelda, et me oleme enamasti tehtud komeetidest. Peale selle on leitud, et komeedid sisaldavad ka ohtralt keerukaid orgaanilisi molekule, nagu näiteks aminohappeid. Mõned teooriad väidavad üsna enesekindlalt, et elu tekkeks vajaminevad ehituskivid jõudsid meie planeedile komeetidel. Sellisel juhul on nad ka meie eksistentsi algatajad.
Komeet Hale–Bopp oli viimane põhjapoolkeralt selgesti nähtav suur komeet, mis rippus ka meie õhtutaevas 1996. aasta kevadel.
Otsest komeedimaterjali näeme me aga mitu korda aastas toimuvate suurte meteoorivoolude ehk tähesadude ajal. Iga uue orbiidiga, mille vahele võib jääda sajandeid või terveid milleeniume, kaotab komeet osa oma massist. Kui jääst ja lumest sublimeerunud veeaur laguneb ja hajub hõredate aatomite ja ioonidena kosmosesse, siis ülejäänud enamasti tolmust ja kruusatera suurustest tükkidest koosnev rusupilv jääb tiirlema komeedi senisel orbiidil, täites viimaks selle täies pikkuses. Kui Maa satub Päikese ümber tiireldes mõnd sellist komeedi poolt jäetud rusupilve läbima, ongi meil nähtav meteoorisajuks nimetatav loodusnähtus. Sellistest komeeditekkelistest tähesadudest tuntumad on perseiidid, leoniidid, lüriidid ja drakoniidid.
Lisaks neile nii-öelda käega katsutavatele ja silmaga nähtavatele komeediilmingutele võivad komeedid olla oluliselt mõjutanud ka inimkultuuri ajalugu. Paljud tsivilisatsioonid on pidanud suurte komeetide ilmumist tähistaevasse halvaks endeks, millele võivad järgneda kuningate surmad, näljahädad, suured sõjad ja muud õnnetused. Kuigi taolised seosed on peaaegu kindlasti valed, on need tõenäoliselt mõjutanud otsuseid, mida nendesse uskunud inimesed on minevikus langetanud. Nii on ilmselt komeedi ilmumisel ära jäetud kauaplaneeritud sõjakäike, kukutatud riike ja kuningaid, alustatud mässe ja revolutsioone, toodud jumalatele ohvriande ning tehtud muid paranoiast ajendatud ja rumalaid otsuseid. Mõnikord piisab vaid usust halvasse endesse, et see eneselegi märkamatult ise täide viia.
Foto kuulsa Halley komeedi üle-eelmistest külastusest 1910. aastal.
Komeet NEOWISE nähtavusest lähinädalatel loe paar postitust tagasi või meie kodulehelt: https://www.astromaania.ee/…/komeet-neowise-c2020-f3-on-mei…
*Öpik-Oorti pilv - esimesena sõnastas taolise pilve arvatava olemasolu Eesti astronoom Ernst Julius Öpik 1932. aastal. 18 aastat hiljem tegi sama Hollandi astronoom Jan Oort ja seda teadaolevalt Öpikust sõltumatult.

Kommentaare ei ole:

Postita kommentaar