Rozpad komety C/2019 Y4 (ATLAS)

Díky astronomicky příznivému počasí v průběhu března a dubna se nám přístroji hvězdárny a přímo z Valašského Meziříčí podařilo zaznamenat postupný rozpad komety C/2019 Y4 (ATLAS). Kometě jsme se věnovali ve dvojici článků AKA a na ně navazuje tento příspěvek, který obsahuje řadu doplňujících informací a materiálů (fotografií a animací). Kometa ale stále nezanikla, čili jakmile z oblohy 'zmizí' Měsíc, pokusíme se vývoj její aktivity dokumentovat dále.  

Základní informace o kometě najdete v článku AKA z 13. března 'Uvidíme na jaře jasnou kometu?' a o jejjím rozpadu jsme vás informovali 19. dubna v článku 'Kometa C/2019 Y4 (ATLAS) se rozpadá'. Z tohoto textu si zde dovolím použít odbornější partie, které pomohou zachovat další kontext.

V polovině března 2020 začalo být zřejmé, že se kometa C/2019 Y4 nechová podle předpokladů kteréhokoliv z modelů. Prudké zjasňování skončilo a jasnost začala stagnovat, na konci března a na začátku dubna dokonce mírně klesat. Změna nebyla patrná jen ve vizuálních odhadech či fotometrických měřeních jasnosti komy, také měření parametru Af[Rho] ukázala, že začala klesat produkce prachu. Změnila se také morfologie komy, centrální kondenzace se začala protahovat podél dráhy pohybu. Fotometrická měření odhalila několik menších zjasnění, ale bez zásadního vlivu na celkovou jasnost. Vzhled komety jsme dokumentovali během několika nocí, nápadný je rozdíl morfologie, zde dokumentovaný na záběrech z 24. března a 15. dubna.

Srovnání snímků (výřezy) komety C/2019 Y4, které byly pořízeny na Hvězdárně Valašské Meziříčí 24. března a 15. dubna. Na první pohled je patrná změna morfologie centrální části komy. Oba snímky byly pořízeny stejným přístrojem (zrcadlový dalekohled typu Newton, průměr 254 mm, ohnisko 1 200 mm, kamera QHY174, teoretické rozlišení 1"/pixel, celková doba expozice 600 s.

Další neklamnou známkou, že se s kometou ‘něco děje’ byl nárůst odchylek astrometrických měření polohy vzhledem k předpovězené dráze. Náhlý nástup takových změn je indikátorem fyzických změn jádra. Jednou z možností je, že intenzivní odpařování plynu a uvolňování prachu vyprodukovalo silné negravitační efekty, které u malého jádra mohou způsobit značnou odchylku pozice od čistě gravitačního řešení – jádro se chová, jako by mělo ‚motor‘. Cirkulář CBET 4734 s novou dráhou a negravitačními parametry byl publikován 6. dubna. Druhou možností je, že pozorovatelé najednou měří ‘něco jiného’ než dosud, díky fragmentaci jádra. Rozpad kometárního jádra vede ke změnám rozložení jasnosti v komě a jelikož jádro komety je díky svým titěrným rozměrům ze Země nepozorovatelné, tak to, co pozorovatelé běžně měří, je poloha místa s maximálním jasem v komě, takzvaná centrální kondenzace. Pokud se původní jádro drolí a prach se uvnitř komy uvolňuje z moha zdrojů, poloha kondenzace neodpovídá původnímu jádru a takto naměřené pozice najednou nesedí s vypočtenou dráhou.

Přestože se začaly objevovat známky přítomnosti více kondenzací v komě, na potvrzení fragmentace jádra bylo potřeba počkat, než se nově vytvořené složky dostatečně oddělí nebo se podaří k detailnímu pozorování použít větší dalekohledy s vyšším rozlišením. Od 10. dubna jsou však známky rozpadu za dobrých podmínek pozorovatelné i středně velkými amatérskými přístroji o průměru kolem 20 cm.

To je zdokumentováno také na našem záběru z 9. dubna, kdy se podařilo zachytit jednu z jasnějších kondenzací. Nejprve jsme se domnívali, že se jedná o chybu složení snémků, ale při srovnání se záběry, které pořídil M. Facchini (Itálie) pomocí dalekohledu o průměru zrcadla 80 cm zhruba ve stejnou dobu, je zřejmé, že se nám podařilo zachytit jeden ze stěžejních okamžiků čtěpení jádra (alespoň pokud jde o první dekáru dubna).

Snímek komety C/2019 Y4, který byl pořízen na Hvězdárně Valašské Meziříčí 9. dubna stejným přístrojem jako v předchozím případě (opět výřez), expozice je tentokrát 1 200 s. Vpravo pak analýza struktur centrální kondenzace - od snímku vlevo byla odečtena mediánová maska, 4krát zvětšeno. Jedná se o složeninu záběrů pořízených mezi 18:41 a 19:03 UT, tedy téměř ve stejnou dobu, jako záběr mnohem větším přístrojem uvedený níže.

V cirkuláři CBET4751 se rozpadu komety vyjádřil Zdeněk Sekanina (Jet Propulsion Laboratory). Z komentáře vybírám některé zajímavosti. Přestože nelze zatím sestavit kvantitativní model, je možné na základě velmi malého množství dat, dostupných v databázích (11. dubna), načrtnout hrubý scénář fragmentace jádra komety C/2019 Y4. Na snímcích (z 9. dubna) je patrných nejméně pět jednotlivých kondenzací (Z. Sekanina hovoří konkrétně o tomto snímku; pro naše srovnání jsem vybral kompilaci záběrů, které pořídil M. Facchini, viz snímek dole).

Výřez 9. dubna 2020 z kompilace snímků (originál), které pořídil M. Facchini (Itálie) pomocí dalekohledu o průměru zrcadla 80 cm.

Na základě dlouhodobého studia řady kometárních rozpadů v minulosti se domnívá, že největší fragment původního jádra představuje nejzápadnější kondenzace, o čemž svědčí i její nejmenší pozorovaná pološířka. Velmi zajímavá je však její poloha, kondenzace se nachází mimo osu ohonu směrem k severu. V tomto okamžiku nelze vyloučit, že zbytky jádra přežijí až do průchodu přísluním, ale pokud něco přežije, tak zmíněný největší fragment, a to za předpokladu, že se nejedná o novou kometu z Oortova oblaku. Ale jelikož jde téměř jistě o fragment komety C/1844 Y1 oddělený před tisíci lety, je zde opodstatněný předpoklad k dalšímu štěpení. Na základě pozice fragmentů lze odhadnout počátek štěpení na první polovinu března, ve vzdálenosti 1,8 au od Slunce, čemuž by napovídal i konec prudkého zjasňování patrný ve vizuálních datech kolem 17. března, kdy bylo rovněž zaznamenáno maximum veličiny Af[Rho]. Ostatní kondenzace patrné v ‚ohonu‘ jsou pravděpodobně důsledkem kaskádového štěpení druhého největšího úlomku, který se od hlavního vzdaloval díky poměrně silným negravitačním efektům vyvolaným intenzivním odpařováním těkavých složek, a začal se rozpadat na konci března či začátkem dubna (opět lze doložit krátkodobým zvýšením Af[Rho] v datech). Takže pozorovanou strukturu tvoří řada různě velikých úlomků, které se od sebe relativně rychle vzdalují a dále štěpí. Jejich pozorování bude možné jen velkými přístroji a jen po omezenou dobu.

Aktualizace

Všechny uvedené snímky pořízené na Hvězdárně Valašské Meziříčí byly pořízeny zrcadlovým dalekohledem typu Newton (průměr zrcadla 254 mm, ohnisko 1 200 mm) a kamerou QHY174. Systém má teoretické rozlišení 1"/pixel.

Pozorování 15. dubna 2020

Další pozorování rozpadající se komety jsme provedli 15. dubna. Oproti pozorování z 9. dubna je na našich záběrech pouze ztěží identifikovatelné rozštěpení centrální kondenzace, ale další další struktury v ohonu se nám pozorovat nepodařilo. Jak je však vidět na přiloženém záběru pořízeném větším teleskopem, je to pouze otázka rozlišení. Na snímcích pořízených prakticky ve stejnou dobu ale dalekohledem o průměru zrcadla 90 cm jsou jednotlivé úlomky jádra rozptýlené podél ohonu zřejmé.

Snímek komety C/2019 Y4 pořízený na Hvězdárně Valašské Meziříčí 15. dubna. Celková doba expozice 600 s. Na rozdíl od záběru z 9. dubna nelze na našich záběrech (kromě rozštěpení nejjasnější části centrální kondenzace) identifikovat žádné další struktury.	Detailní záběr komety C/2019 Y4, který pořídil 15. dubna Jose de Queiroz (Falera, Švýcarsko, zdroj) dalekohledem o průměru 90 cm, zachycuje kometu zhruba ve stejném čase jako náš záběr vlevo.

Pozorování 17. dubna 2020

Mnohem zajímavější záběry zorpadající se komety se nám podařilo získat o dva dny později. Jelikož se již na první sérii snímků ukázaly velmi zajímavé kondenzace v ohonu, věnovali jsme kometě tentokrát mnohem více času. Věnovali jsme ji celkem asi 1,5 hodiny expozičního času, což umožnilo zpracovat data řadou zajímavých způsobů. První snímek představuje dohromady hodinovou expozici. Měli jsme štěstí, neboť i během takto dlouhého pozorování se kondenzace komety 'vyhnula' okolním hvězdám v jinak bohatém poli. Pokud by se kometa dostala do blízkosti některé z hvězd, pozorování by to znehodnotilo. První snímek vlevo nahoře předsatvuje složený záběr komety, po 'odečtení komy' pomocí mediánové masky (vpravo nahoře) vynikne rozdvojená primární kondenzace a tři samostatné úlomky jádra rozptýlené podél ohonu. Anomace dole ukazují pozici struktur ve srovnání s běřným záběrem a pohyb kondenzací vzhledem ke hvězdnému pozadí (zásadní je, že úlomky jsou patrné na všech složenínách, nejedná se tedy o žádné artefakty). 

Složený snímek komety ze 17. dubna s celkovou expozicí 3 600 s. Již na záběru bez dalších úprav je možné nalézt několik fragmentů jádra rozptýlených podél ohonu. Snímky byly pořízeny mezi 21:27 SELČ a 22:26 SELČ stejným přístrojem jako v předchozích dnech. (výřez)	Po odečtení mediánové masky jsou tyto fragmenty jasně patrné, při vhodném nastanení je zřejmé i rozštěpení hlavní kondenzace. Výřez, třikrát zvětšeno.
Animace (prolnutí) dvou předchozích záběrů ve stejné velikosti.	Že pozorované fragmenty nejsou jen artefaktem zpracování, je patrné z této animace. Po částech byly sečeny stejně dlouhé sekvence snímků. Fragmenty jsou patrné na všech záběrech.

Pozorování 20. dubna 2020

O tři dny později bylo zase všechno jinak. Rozštěpení primární kondenzace na dvojici samostatných částí, je již viditelné i na nijak neupraveném záběru. Po odečtení mediánové masky je zřejmé. I když použitá expozice byla kratší, dajší úlomky jádra v ohonu se opět pozorovat nepodařilo.

Na záběrech z 20. dubna již jednotlivé fragmenty v ohonu pozorovatelné nejsou. Zato je lépe patrné rozštěpení hlavní centrální kondenzace na dvě samostatná centra. Celková expozice 1 660s. Snímky byly pořízeny mezi 21:25 SELČ a 21:55 SELČ. Celé zorné pole.	Třikrát zvětšený výřez snímku s odečtenou mediánovou maskou.

Pozorování komety C/2019 Y4 provedené pomocí dalekohledu HST 20. dubna 2020. Makroskopické struktury, především dvojice hlavních fragmenů, viditelná na našich záběrech, lze dobře identifikovalt s detailním záběrem z HST.

Srovnání pro zajímavost: HST 20. a  23. dubna 2020

Veškerá pozorování, která jsme dosud provedli jasně dokumentují postupný rozpad jádra komety, který je natolik komplexní, že je obtížné ze dne na den sledovat vývoj jednotlivých struktur. Rozlišení našich (a ani většiny dalších pozemních přístrojů) nedostačuje k detailnímu rozboru fragmentace, k tomu je možné použít pouze data z dalekohledů na oběžné dráze. Proto se ve druhé polovině dubna na kometu několikrát zaměřil také Hubbleův kosmický dalekohled (HST). Pro nás je zajímavé především to, že snímek (který zde uvádíme) byl pořízen 20. dubna, čili v období, kdy byla provedena i naše pozorování. Makroskopické struktury, především dvojice hlavních fragmenů, viditelná na našich záběrech, lze dobře identifikovalt s detailním záběrem z HST. Také 'bodový' vzhled jižního fragmentu a 'difúzní' vzhled severního, patrné na našem záběru z 21. dubna, lze při pohledu na snímek z HST jednosnačně interpretovat -  severní fragment se dále rozpadá rychleji než jižní, je obklopen řadou menších úlomků, které 'rozmazávají' jeho vzhled při pohledu malou mozemní technikou. Rozpadu komety se detailně věnuje tento článek, kde jsou uvedeny také záběry z 23. dubna. 

Pozorování 21. dubna 2020

Zatím poslední pozorování jsme provedli 21. dubna. Asi nejzajímavější je srovnání s předchozím dnem, zatímco 20. dubna měla hlavní kondenzace dvě téměř stejně jasné části, o den později se jedna z nich jevila výrazně jasnější a koncentrovanějším zatímco druhé se patrně dále štěpí (je difúzní a protořené).

Na záběr komety z 21. dubna, jednotlivé fragmenty v ohonu pozorovatelné opět nejsou. Rozštěpení hlavní centrální kondenzace na dvě samostatná centra je opět zřejmé. Celková expozice 3 000 s. Snímky byly pořízeny mezi 21:17 SELČ a 22:14 SELČ. Celé zorné pole (s ořezem kvůli pohybu komety.	Třikrát zvětšený výřez snímku vlevo, bez dalších úprav.

Pozorování 12. května 2020

Kvůli úplňku Měsíce a zhoršenému počasí se nám další záběry rozpadající se komety C/2019 Y4 (ATLAS) podařilo získat až 12. května. A opět jde o velmi zajímavý výsledek. S blížícím se slunovratem a zhoršujícími se geometrickými podmínkami se však jednalo o velmi obtížné pozorování. Slunce leželo jen 12,4° pod obzorem, kometa se v době pozorování (mezi 21:54 až 22:34 SELČ) nacházela ve výšce od 24° do 20° nad stále světlým severozápadním obzorem. Celkem jsme (stále stejným systémem, jako v předchozích případech) pořídili 120 snímků s expozicí 20 s. Kometa se pohybuje velmi hustým hvězdným polem (Mléčnou dráhou) v souhvězdí Persea a je značně difúzní. V komě komety se vytvořila struktura připomínající protichvost (ohon směřující v cca opačném směru naž běžný ohon komety). S největší pravděpodobností se však jedná o jsdno ze stále aktivních sekundárních jader, které z našeho pohledu na dráze předchází jádro hlavní. Na záběrech (zvláště patrné je to na animaci) to vypadá, jako by se paralelně pohybovaly dvě komety - slabá vepředu a jasnější za ní. Analýza záběrů je zachycena na následujících snímcích.

Záběry komety C/2019 Y4 z 12. května složené na hvězdy. Nápadné je husté hvězdné pole v souhvězdí Persea. Celková expozice 2 400 s. Snímky byly pořízeny mezi 21:54 SELČ a 22:34 SELČ. Celé zorné pole s okraji vlivem 'driftu' montáže.	Záběry komety C/2019 Y4 z 12. května složené 'na kometu' po částech v programech Astrometrica a SIPS. Husté hvězdné pole neumožňuje jednoznačně identifikovat struktury, i když protažení ve směru pohybu (vpravo dolů) je zřejmé. Ohon komety se táhne mimo zorné pole nahoru doleva.
Animace pohybu komety mezi hvězdami.
Záběry komety C/2019 Y4 z 12. května složené po částech 'na kometu' v programu Astrometrica a dále spojené funkcí 'minimum' rovněž na kometu v programu SIPS. Tím dojde k odstranění většiny hvězd a vyniknou struktury komety - protichvost (sekundární jádro) vpravo dole od primárního jádra a také ohon táhnoucí se doleva nahoru.	Po aplikaci mediánové masky na snímek vlevo jsou patrné jednotlivé segmenty i úzký ohon táhnoucí se od primárního jádra.

Pozorování 14. května 2020

Patrně poslední záběr komety C/2019 Y4 (ATLAS) se nám podařilo získat 14. května. Celkem 130 snímků s expozicí 20 s jsme pořídili mezi 21:51 a 22:34 SELČ. Snímky byly zpracovány jako v předchozím případě. Použito bylo však jen 120 záběrů, celková expozice je tedy 2400 s. Uvádime dva snímky, vlevo složený 'na kometu', vpravo pak zpracování 'bez hvězd', vytvořené stejným postupem, jako 12. května. Podmínky nebyly ideální, přecházející oblačnost způsobila vznik artefaktů v podobě nerovnoměrného jasu poadí. Základní struktury jsou však stále dobře viditelné.

Záběry komety C/2019 Y4 ze 14. května složené 'na kometu'. Vzhledem k panujícím podmínkám bylo nutné vyřadit některé expozice (proto jsou stopy hvězd přerušené).	Záběry komety C/2019 Y4 z 14. května složené po částech 'na kometu' a spojené funkcí 'minimum'. Tím dojde k odstranění většiny hvězd a vyniknou struktury komy - protichvost (sekundární jádro) vpravo dole od primárního jádra a také ohon táhnoucí se doleva nahoru.

Pozorování 20. května 2020

Tentokrát už zřejmě opravdu poslední pokus o pozorování této původně nadějné komety jsme provedli 20. května. Sérii 50 snímků s expozicií 20 s jsme pořídili mezi 22:33 a 22:50 SELČ. Nad severozápadním obzorem, kde se kometa nachází, byla obloha ještě světlá, kometa se měla v tomto intervalu nacházet asi 7° až 5,5° nad ideálním obzorem. Slunce se v té době nacházelo jen asi 16° pod obzorem (z hlediska vizuálního pozorovatele méně naž 25° pod kometou). Co jsme nafotografovali se nadá nazvat jinak naž 'duch' komety C/2019 Y4 (ATLAS). Přikládáme dva dokumentární snímky. Vlevo záběr zorného pole složený na hvězdy, vpravo stejné záběry složené na kometu.

Záběry komety C/2019 Y4 z 20. května složené 'na hvězdy. Celková expozice 1 000 s.	Záběry komety C/2019 Y4 z 20. května složené 'na kometu'. Celková expozice 1 000 s. Kometa zjevně nemá žádnou dobře definovanou centrální kondenzaci, zbytky jádra se patrně definitivně rozpadly 'na prach'.