X-ray emission
One of the great surprises of Hyakutake's passage through the inner solar system was the discovery that it was emitting X-rays, with observations made using the ROSAT satellite revealing very strong X-ray emission.[19] This was the first time a comet had been seen to do so, but astronomers soon found that almost every comet they looked at was emitting X-rays. The emission from Hyakutake was brightest in a crescent shape surrounding the nucleus with the ends of the crescent pointing away from the Sun.
The cause of the X-ray emission is thought to be a combination of two mechanisms. Interactions between energetic solar wind particles and cometary material evaporating from the nucleus is likely to contribute significantly to this effect.[20] Reflection of solar X-rays is seen in other solar system objects such as the Moon, but a simple calculation assuming even the highest x-ray reflectivity possible per molecule or dust grain is not able to explain the majority of the observed flux from Hyakutake, as the comet's atmosphere is very tenuous and diffuse. Observations of comet C/1999 S4 (LINEAR) with the Chandra satellite in 2000 determined that X-rays observed from that comet were produced predominantly by charge exchange collisions between highly charged carbon oxygen and nitrogen minor ions in the solar wind, and neutral water, oxygen and hydrogen in the comet's coma.
Эмиссия рентгена
Одна из больших неожиданностей прохода Hyakutake's через внутреннюю солнечную систему была открытием, что это испускало рентгены, с наблюдениями, сделанными, используя спутник ROSAT, раскрывающий очень сильную эмиссию рентгена. [19] Это было первым разом, когда комета, как замечалось, сделала так, но астрономы скоро нашли, что почти каждая комета, на которую они смотрели, испускала рентгены. Эмиссия от Hyakutake была самой яркой в возрастающей форме, окружающей ядро концами полумесяца, указывающего далеко от Солнца.
Причиной эмиссии рентгена, как думают, является комбинация двух механизмов. Взаимодействия между энергичными частицами солнечного ветра и кометным материалом, испаряющимся от ядра, вероятно, поспособствуют значительно с этой целью. [20] Отражение солнечных рентген замечено в других объектах солнечной системы, таких как Луна, но простое вычисление, принимающее даже самый высокий рентген reflectivity возможный за молекулу или зерно пыли, не в состоянии объяснить большинство наблюдаемого потока от Hyakutake, поскольку атмосфера кометы очень незначительна и разбросана. Наблюдения за кометой C/1999 S4 (ЛИНЕЙНЫЙ) со спутником Chandra в 2000 решили, что рентгены, наблюдаемые от той кометы, были произведены преобладающе столкновениями перезарядки между чрезвычайно заряженным углеродистым кислородом и ионами младшего азота в солнечном ветре, и нейтральной водой, кислородом и водородом в коме кометы.
Рентгеновское излучение
Одной из самых больших неожиданностей, которые преподнесла комета Хякутакэ, было очень сильное рентгеновское излучение. Оно было зафиксировано аппаратом ROSAT 27 марта 1996 года.[18][19] Такое излучение у комет было замечено в первый раз, однако вскоре астрономы убедились, что оно есть почти у каждой кометы. Наиболее сильное излучение исходило из головы кометы с «солнечной» стороны.
Предполагается, что причиной подобного явления служит комбинация двух процессов. Бо́льшую роль играет взаимодействие между заряженными частицами солнечного ветра и веществом, испаряющимся из ядра кометы.[20] Хотя у других космических объектов (например, у Луны) и было замечено явление отражения солнечных рентгеновских лучей, простые расчёты показывают, что, даже при условии наивысшей отражающей способности у молекулы или частицы пыли, невозможно объяснить столь сильное излучение, тогда как «атмосфера» кометы Хякутакэ довольно тонкая и разреженная. Наблюдения кометы C/1999 S4 (LINEAR) с помощью орбитальной рентгеновской обсерватории Чандра в 2000 году позволили установить, что основной причиной рентгеновского излучения был обмен зарядами при столкновении высокоактивных ионов оксида углерода и азота в солнечном ветре с нейтральными молекулами воды, кислорода и водорода в коме.[21]
Nucleus size and activity
The region around the nucleus of Comet Hyakutake, as seen by the Hubble Space Telescope. Some fragments can be seen breaking off.
Radar results from the Arecibo Observatory indicated that the nucleus of the comet was about 2 km across, and surrounded by a flurry of pebble-sized particles ejected at a few metres per second. This size measurement corresponded well with indirect estimates using infrared emission and radio observations.[21][22]
The small size of the nucleus (Halley's Comet is about 15 km across, while Comet Hale-Bopp was about 40 km across) implies that Hyakutake must have been very active to become as bright as it did. Most comets undergo outgassing from a small proportion of their surface, but most or all of Hyakutake's surface seemed to have been active. The dust production rate was estimated to be about 2×103 kg/s at the beginning of March, rising to 3×104 kg/s as the comet approached perihelion. During the same period, dust ejection velocities increased from 50 m/s to 500 m/s.[23][24]
Observations of material being ejected from the nucleus allowed astronomers to establish its rotation period. As the comet passed the earth, a large puff or blob of material was observed being ejected in the sunward direction every 6.23 hours. A second smaller ejection with the same period confirmed this as the rotation period of the nucleus.[25]
Размер ядра и деятельность
область вокруг ядра Кометы Hyakutake, как замечено Космическим телескопом Хабблa. Некоторые фрагменты могут быть замечены прерывающиеся.
Радар следует из Обсерватории Arecibo, обозначенной, что ядро кометы составляло приблизительно 2 км через, и окружило волнением частиц размера гальки, изгнанных в нескольких метрах в секунду. Это измерение размера переписывалось хорошо косвенным оценкам, используя инфракрасную эмиссию и радио-наблюдения. [21] [22]
Небольшой размер ядра (Комета Халли составляет приблизительно 15 км через, в то время как Здоровая-Bopp Комета составляла приблизительно 40 км через) подразумевает, что Hyakutake, должно быть, был очень активным, чтобы стать столь же ярким, как это сделало. Большинство комет подвергается outgassing от маленькой пропорции их поверхности, но больше всего или вся поверхность Hyakutake's, казалось, была активной. Норма производства пыли, как оценивалось, была о 2×103 kg/s в начале марта, повышаясь к 3×104 kg/s, поскольку комета приблизилась к перигелию. Во время того же самого периода скорости изгнания пыли увеличились от 50 м\с до 500 м\с. [23] [24]
Наблюдения за материалом, изгоняемым из ядра, позволили астрономам устанавливать его период вращения. Поскольку комета передала землю, большая затяжка или капля материала наблюдались, будучи изгнанным в направленном к Солнцу направлении каждые 6.23 часов. Второе меньшее изгнание с тем же самым периодом подтвердило это как период вращения ядра. [25]
Ядро кометы и его активность
Область возле ядра кометы Хякутакэ, телескоп Хаббла. Видно отделение некоторых фрагментов.
Радиолокационные наблюдения на обсерватории Аресибо показали, что ядро кометы Хякутакэ составляло около 2 км в поперечнике и было окружено «роем» частиц размером с гальку, выбрасываемых со скоростью несколько метров в секунду. Эти измерения подтверждались выводами, сделанными на основании инфракрасных и радионаблюдений.[22][23]
Малый размер ядра (для сравнения, ядро кометы Галлея имеет около 15 км в поперечнике, кометы Хейла — Боппа — около 40 км) при большой яркости самой кометы означает, что ядро должно быть очень активным. Большинство комет выделяют вещество только в определённых участках своей поверхности, но похоже, что у кометы Хякутакэ был активен весь (или почти весь) поверхностный слой. В начале марта скорость выделения пыли была равна 2 тонны/с, а при приближении кометы к перигелию увеличилась в 150 раз. В это же время скорость самого выброса увеличилась с 50 м/с до 500 м/с.[24][25]
Наблюдения за выбросом вещества позволили астрономам установить скорость вращения ядра кометы. Было отмечено, что, проходя мимо Земли, комета выбрасывала большую массу вещества с периодом в 6,23 часа. Похожее, но меньшее, извержение, происходившее с той же частотой, подтвердило, что это и был период вращения ядра кометы.[26]