2I / Borisov - 2I/Borisov

2I / Borisov
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Borisov em outubro de 2019
Descoberta
Descoberto por Gennadiy Borisov
Data de descoberta 30 de agosto de 2019
Primeira pré - descoberta :
13 de dezembro de 2018
Características orbitais A
Época 5 de janeiro de 2020
Arco de observação 389 dias
Número de
observações		 1191
Periélio 2,006 62 ± 0,000 02  UA
Semi-eixo maior -0,851 32 ± 0,000 07  AU
Excentricidade 3,3570 ± 0,0002 (JPL)
3,357 (MPC)
Inclinação 44,0535 ° ± 0,0001 °
Nó 308,1500 ° ± 0,0003 °
Argumento de
periapsia		 209,1244 ° ± 0,0004 °
Earth MOID 1.093 02  AU
Júpiter MOID 2.388 AU
Dimensões ≤ 0,5 km (para um albedo de 0,04)
≤ 0,4 km
Último periélio 8 de dezembro de 2019
Próximo periélio objeto interestelar

2I / Borisov , originalmente designado C / 2019 Q4 (Borisov) , é o primeiro cometa errante observado e o segundo intruso interestelar observado depois de ʻOumuamua . Foi descoberto pelo astrônomo amador da Crimeia e fabricante de telescópios Gennadiy Borisov em 29 de agosto de 2019 UTC (30 de agosto, hora local ).

2I / Borisov tem uma excentricidade orbital heliocêntrica de 3,36 e não está ligado ao sol. O cometa passou pela eclíptica do Sistema Solar no final de outubro de 2019, e fez sua aproximação mais próxima do Sol pouco mais de2  UA em 8 de dezembro de 2019. O cometa passou mais perto da Terra em 28 de dezembro de 2019. Em novembro de 2019, astrônomos da Universidade de Yale disseram que a cauda do cometa tinha 14 vezes o tamanho da Terra e afirmaram: "É humilhante perceber o quão pequena a Terra está ao lado deste visitante de outro sistema solar. " Em meados de março de 2020, foi observado que o cometa se fragmentou; e mais tarde, em abril, ainda mais evidências de fragmentação foram relatadas.

Nomenclatura

O cometa é formalmente chamado de "2I / Borisov" pela União Astronômica Internacional (IAU), com "2I" ou "2I / 2019 Q4" sendo sua designação e "Borisov" sendo seu nome, mas às vezes é referido como "Cometa Borisov ", principalmente na imprensa popular. Como o segundo intruso interestelar observado após 1I / ʻOumuamua , recebeu a designação "2I" , onde "I" significa interestelar. O nome Borisov segue a tradição de nomear cometas de acordo com seus descobridores. Antes da designação final como 2I / Borisov, o objeto era denominado por outros nomes:

  • Soluções órbita anteriores sugeriram que o cometa pode ser um objeto próximo à Terra e foi, assim, listada na IAU do Minor Planet Center Confirmação Object (MPC) Near-Earth 's Página (NEOCP) como gb00234.
  • Refinamentos posteriores após treze dias de observação deixaram claro que o objeto era um cometa hiperbólico, e recebeu a designação C / 2019 Q4 (Borisov) pelo Minor Planet Center em 11 de setembro de 2019. Vários outros astrônomos, incluindo Davide Farnocchia, Bill Gray , e David Tholen concluiu que o cometa era interestelar.
  • Em 24 de setembro de 2019, a IAU anunciou que o Grupo de Trabalho para Nomenclatura de Pequenos Corpo manteve o nome Borisov dando ao cometa a designação interestelar de 2I / Borisov, anunciando formalmente que o cometa era de fato interestelar.

Características

Nesta observação, o Telescópio Espacial Hubble da NASA / ESA revisitou o cometa logo após sua maior aproximação com o Sol em dezembro de 2019.
Vídeo externo
ícone de vídeo Cometa interestelar 2I / Borisov no periélio (8 de dezembro de 2019).

Ao contrário de ʻOumuamua, que tinha uma aparência asteroidal , o núcleo de 2I / Borisov é cercado por um coma , uma nuvem de poeira e gás.

Cometa 2I / Borisov e uma galáxia distante (2MASX J10500165-0152029) em novembro de 2019.

Tamanho e forma

As primeiras estimativas do núcleo 2I / diâmetro de Borisov variaram de 1,4 a 16 km . 2I / Borisov, ao contrário dos cometas do Sistema Solar, encolheu visivelmente durante o sobrevôo do Sistema Solar, perdendo pelo menos 0,4% de sua massa antes do periélio. Além disso, a amplitude da aceleração não gravitacional coloca um limite superior de 0,4 km no tamanho do núcleo, consistente com o limite superior do Telescópio Espacial Hubble anterior de 0,5 km. O cometa não se aproximou muito mais da Terra do que 300 milhões de km, o que impede o uso de radar para determinar diretamente seu tamanho e forma. Isso poderia ser feito usando a ocultação de uma estrela por 2I / Borisov, mas uma ocultação seria difícil de prever, exigindo uma determinação precisa de sua órbita, e a detecção exigiria uma rede de pequenos telescópios.

Rotação

Um estudo usando observações do Hubble não conseguiu encontrar uma variação na curva de luz. De acordo com este estudo, o período de rotação deve ser superior a 10 horas. Um estudo com CSA 's NEOSSat encontrado um período de 13,2 ± 0,2 dias, o que é improvável que o spin nuclear. As simulações de Monte Carlo baseadas nas determinações de órbita disponíveis sugerem que a obliquidade equatorial de 2I / Borisov pode ser cerca de 59 graus ou 90 graus, o último é o preferido para a determinação da órbita mais recente.

Composição química e estrutura do núcleo

Dave Jewitt e Jane Luu estimam pelo tamanho de sua coma que o cometa está produzindo 2 kg / s de poeira e está perdendo 60 kg / s de água. Eles extrapolam que ele se tornou ativo em junho de 2019, quando estava entre 4 e 5  UA do sol. Uma pesquisa em arquivos de imagens encontrou observações de pré-descoberta de 2I / Borisov já em 13 de dezembro de 2018, mas não em 21 de novembro de 2018, indicando que se tornou ativo entre essas datas.

A composição de 2I / Borisov parece incomum, mas não invisível em cometas do Sistema Solar, sendo relativamente empobrecida em água e carbono diatômico (C 2 ), mas enriquecida em monóxido de carbono e aminas (R-NH 2 ). A proporção molar de monóxido de carbono para água em 2I / cauda de Borisov é de 35-105%, assemelhando-se ao incomum cometa de cauda azul C / 2016 R2, enquanto a média para cometas do sistema solar é de 4%.

O 2I / Borisov também produziu uma pequena quantidade de emissão de níquel neutro atribuída ao desconhecido composto volátil de níquel, não observado nos cometas do sistema solar.

Trajetória

Trajetória através do céu em coordenadas cilíndricas, com posição de descoberta em 30 de agosto de 2019, juntamente com posições de pré-descoberta marcadas até 13 de dezembro de 2018, que ajudam a restringir a trajetória de chegada
Velocidade interestelar de entrada ( )
Objeto Velocidade
1I / 2017 U1 (ʻOumuamua) 26,33 km / s
5,55 AU / ano
2I / 2019, Q4 (Borisov) 32,2 km / s
6,79 AU / ano

Visto da Terra, o cometa esteve no céu do norte de setembro até meados de novembro. Ele cruzou o plano da eclíptica em 26 de outubro próximo à estrela Regulus e o equador celestial em 13 de novembro de 2019, entrando no céu meridional. Em 8 de dezembro de 2019, o cometa atingiu o periélio (a abordagem mais próxima do Sol) e perto da borda interna do cinturão de asteróides. No final de dezembro, ele se aproximou mais da Terra, 1,9  UA , e teve um alongamento solar de cerca de 80 °. Devido à sua inclinação orbital de 44 ° , 2I / Borisov não faz nenhuma aproximação notável dos planetas. 2I / Borisov entrou no Sistema Solar vindo da direção de Cassiopeia perto da fronteira com Perseu . Esta direção indica que ele se origina do plano galáctico , ao invés do halo galáctico . Ele sairá do Sistema Solar em direção ao Telescopium . No espaço interestelar, 2I / Borisov leva aproximadamente9.000 anos para viajar um ano-luz em relação ao sol.

A trajetória de 2I / Borisov é extremamente hiperbólica , com uma excentricidade orbital de 3,36. Isso é muito maior do que os mais de 300 cometas fracamente hiperbólicos conhecidos , com excentricidades heliocêntricas pouco acima de 1, e mesmo ʻOumuamua com uma excentricidade de 1,2. 2I / Borisov também tem um excesso de velocidade hiperbólica ( ) de32 km / s , muito maior do que poderia ser explicado por perturbações, que poderiam produzir velocidades ao se aproximar de uma distância infinita do Sol inferior a alguns km / s. Esses dois parâmetros são indicadores importantes da origem interestelar de 2I / Borisov. Para efeito de comparação, a espaçonave Voyager 1 , que está deixando o Sistema Solar, está viajando a 16,9 km / s (3,57 UA / a). 2I / Borisov tem uma excentricidade muito maior do que ʻOumuamua devido a sua velocidade de excesso mais alta e sua distância do periélio significativamente maior. A essa distância maior, a gravidade do Sol é menos capaz de alterar seu caminho à medida que ele passa pelo Sistema Solar.

2I / Borisov - diagramas de órbita
Trajetória de Borisov (amarelo) cruzando o plano da eclíptica; 'Oumuamua (vermelho) mostrado para comparação
Borisov se aproxima do plano eclíptico entre as órbitas de Júpiter (rosa) e Marte (laranja)
Trajetória e posição de Borisov (branco) em 13 de outubro de 2019 (vista superior)

Observação

Descoberta

O cometa foi descoberto em 30 de agosto de 2019 pelo astrônomo amador Gennadiy Borisov em seu observatório pessoal MARGO em Nauchnyy, Crimeia , usando um telescópio de 0,65 metros que ele mesmo projetou e construiu. A descoberta foi comparada à descoberta de Plutão por Clyde Tombaugh . Tombaugh também foi um astrônomo amador que estava construindo seus próprios telescópios, embora ele descobriu Plutão usando Observatório Lowell 's Astrograph . Na descoberta, estava entrando3  UA do Sol,3,7  UA da Terra, e teve um alongamento solar de 38 °. Borisov descreveu sua descoberta assim:

Faixas de excentricidade JPL Scout
nº de
observações
Arco de observação (horas)
Faixa de excentricidade
81 225 0,9-1,6
99 272 2,0-4,2
127 289 2,8-4,7
142 298 2,8-4,5
151 302 2,9-4,5

Eu observei isso em 29 de agosto, mas era 30 de agosto, horário de Greenwich . Eu vi um objeto em movimento no quadro, ele se movia em uma direção que era ligeiramente diferente da dos asteróides principais . Medi suas coordenadas e consultei o banco de dados do Minor Planet Center . Acontece que era um novo objeto. Então eu medi a classificação do objeto próximo à Terra, ela é calculada a partir de vários parâmetros e acabou sendo 100% - em outras palavras, perigosa . Nesses casos, devo postar imediatamente os parâmetros na página mundial da web para confirmação de asteróides perigosos. Postei e escrevi que o objeto era difuso e que não era um asteróide, mas um cometa.

A origem interestelar de 2I / Borisov levou algumas semanas para ser confirmada. As primeiras soluções orbitais baseadas em observações iniciais incluíram a possibilidade de que o cometa pudesse ser um objeto próximo à Terra a 1,4  UA do Sol em uma órbita elíptica com um período orbital de menos de 1 ano. Mais tarde, utilizando 151 observações mais de 12 dias, a NASA Jet Propulsion Laboratory 's Batedor deu uma gama excentricidade de 2,9-4,5. Mas com um arco de observação de apenas 12 dias, ainda havia algumas dúvidas de que era interestelar porque as observações estavam em um alongamento solar baixo, o que poderia introduzir vieses nos dados, como refração diferencial . Usando grandes forças não gravitacionais na órbita altamente excêntrica, uma solução poderia ser gerada com uma excentricidade de cerca de 1, uma distância de interseção da órbita mínima da Terra (MOID) de 0,34 UA (51 milhões de km) e um periélio a 0,90  UA em torno de 30 Dezembro de 2019. No entanto, com base nas observações disponíveis, a órbita só poderia ser parabólica se forças não gravitacionais (impulsão devido à liberação de gás) afetassem sua órbita mais do que quaisquer cometas anteriores. Eventualmente, com mais observações, a órbita convergiu para a solução hiperbólica que indicava uma origem interestelar e as forças não gravitacionais não poderiam explicar o movimento.

Observação

O Hubble iniciou as observações de 2I / Borisov em outubro de 2019, dois meses antes da aproximação do cometa ao Sol.

A menos que o cometa desapareça ou se desintegre inesperadamente, ele deve ser observável até pelo menos setembro de 2020. A observação de 2I / Borisov é auxiliada pelo fato de que o cometa foi detectado enquanto se aproximava do Sistema Solar. ʻOumuamua foi descoberto quando estava saindo do sistema e, portanto, só pôde ser observado por 80 dias antes de estar fora de alcance. Por causa de sua aproximação mais próxima ocorrendo perto dos feriados tradicionais de fim de ano, e a capacidade de fazer observações extensas, alguns astrônomos chamaram 2I / Borisov de "cometa de Natal". As observações usando o Telescópio Espacial Hubble começaram em 12 de outubro, quando o cometa se afastou o suficiente do Sol para ser observado com segurança pelo telescópio. O Hubble é menos afetado pelos efeitos de confusão do coma do que os telescópios terrestres, o que lhe permitirá estudar a curva de luz rotacional do núcleo 2I / Borisov. Isso deve facilitar uma estimativa de seu tamanho e forma. As observações servirão como uma linha de base para possíveis observações futuras, conforme o cometa se aproxima do periélio e, em seguida, deixa o Sistema Solar.

Química do cometa

Um espectro visível preliminar (de baixa resolução) de 2I / Borisov era semelhante aos cometas típicos da Nuvem de Oort . Seus índices de cores também se assemelham aos cometas de longo período do Sistema Solar. Emissões em388  nm indicava a presença de cianeto (fórmula CN), que é tipicamente o primeiro detectado em cometas do Sistema Solar, incluindo o cometa Halley . Esta foi a primeira detecção de emissões de gases de um objeto interestelar. O não-detecção de carbono diatómico também tinha sido relatada em Outubro de 2019, com a relação C 2 a CN sendo menos do que 0,095 ou seja 0,3. O carbono diatômico foi detectado positivamente em novembro de 2019, com proporção C 2 para CN medida de0,2 ± 0,1  . Isso se assemelha a um grupo de cometas de cadeia de carbono empobrecida. Estes são cometas da família de Júpiter ou raros cometas de monóxido de carbono de cor azul exemplificados pelo cometa C / 2016 R2 . No final de novembro de 2019, a produção de C 2 aumentou dramaticamente e a razão de C 2 para CN atingiu 0,61, junto com o aparecimento de bandas de amina brilhante (NH 2 ). O oxigênio atômico também foi detectado, a partir deste, os observadores estimaram uma liberação de gás de água a uma taxa semelhante à dos cometas do Sistema Solar. Inicialmente, nem água nem linhas OH foram detectadas diretamente em setembro de 2019. A primeira detecção inequívoca de linhas OH foi feita em 1º de novembro de 2019, e a produção de OH atingiu o pico no início de dezembro de 2019.

Suspeita de fragmentação do núcleo

O cometa veio a cerca de 2  UA do Sol, uma distância na qual muitos pequenos cometas se desintegraram. A probabilidade de que um cometa se desintegre fortemente depende do tamanho de seu núcleo; Guzik et al . estimou uma probabilidade de 10% de que isso acontecerá com 2I / Borisov. Jewitt e Luu compararam 2I / Borisov com C / 2019 J2, outro cometa de tamanho semelhante que se desintegrou em maio de 2019 a uma distância de 1,9  UA do sol. No caso de o núcleo se desintegrar, como às vezes é visto com pequenos cometas, o Hubble pode ser usado para estudar a evolução do processo de desintegração.

A severa explosão em fevereiro-março de 2020, levou à suspeita de "fragmentação do núcleo em curso" do cometa em 12 de março. Na verdade, as imagens do Telescópio Espacial Hubble tiradas em 30 de março de 2020 mostram um núcleo não estelar indicando que o Cometa 2I / Borisov ejetou um grande fragmento em direção ao sol. Estima-se que a ejeção tenha começado por volta de 7 de março e pode ter ocorrido durante uma das explosões ocorridas perto dessa época. O fragmento ejetado parecia ter desaparecido em 6 de abril de 2020.

Um estudo de acompanhamento, relatado em 6 de abril de 2020, observou apenas um único objeto e observou que o componente do fragmento havia desaparecido. Uma análise posterior do evento mostrou que a poeira e os fragmentos ejetados têm uma massa combinada de cerca de 0,1% da massa total do núcleo, tornando o evento uma grande explosão em vez de fragmentação.

Exploração

O alto excesso de velocidade hiperbólica de 2I / Borisov de 32 km / s torna difícil para uma espaçonave alcançar o cometa com a tecnologia existente: de acordo com uma equipe da Iniciativa para Estudos Interestelares , uma espaçonave de 202 kg (445 lb) poderia teoricamente ter sido enviada em julho de 2018 para interceptar 2I / Borisov usando um lançador de classe Falcon Heavy ou 765 kg (1687 lb) em um impulsionador de classe do Sistema de Lançamento Espacial (SLS), mas apenas se o objeto tivesse sido descoberto muito antes do previsto para atingir a data de lançamento ideal. Os lançamentos após a data real da descoberta eliminariam a possibilidade de usar foguetes da classe Falcon Heavy, exigindo manobras Oberth perto de Júpiter e perto do Sol e um veículo de lançamento maior. Mesmo um lançador de classe SLS só seria capaz de entregar uma carga útil de 3 kg (6,6 lb) (como um CubeSat ) em uma trajetória que interceptaria 2I / Borisov em 2045 a uma velocidade relativa de34 km / s . De acordo com o testemunho do Congresso, a NASA pode precisar de pelo menos cinco anos de preparação para lançar essa missão de interceptação .

Veja também

Notas

Referências

links externos