Osservazioni della navicella spaziale Swift della NASA, ora ribattezzato Neil Gehrels Swift Observatory, in onore del defunto investigatore principale della missione, hanno catturato un cambiamento senza precedenti nella rotazione di una cometa. Le immagini scattate a maggio 2017 rivelano che la cometa 41P/Tuttle-Giacobini-Kresák, in breve 41P, ruotava tre volte più lentamente rispetto a marzo, quando è stato osservato dal Discovery Channel Telescope al Lowell Observatory in Arizona.

Il brusco rallentamento è il cambiamento più drammatico nella rotazione di una cometa mai visto.

"Il precedente record di spindown di una cometa era di 103P/Hartley 2, che ha rallentato la sua rotazione da 17 a 19 ore in 90 giorni, " ha detto Dennis Bodewits, uno scienziato ricercatore associato presso l'Università del Maryland (UMD) a College Park che ha presentato i risultati mercoledì, 10 gennaio al convegno dell'American Astronomical Society (AAS) a Washington. "Al contrario, 41P ridotto di oltre 10 volte di più in soli 60 giorni, quindi sia la portata che la velocità di questo cambiamento sono qualcosa che non abbiamo mai visto prima".

La cometa orbita attorno al Sole ogni 5,4 anni, viaggiando solo fino al pianeta Giove, la cui influenza gravitazionale si pensa l'abbia catturata nel suo percorso attuale. Si stima che sia inferiore a 0,9 miglia (1,4 chilometri) di diametro, 41P è tra le più piccole della famiglia delle comete le cui orbite sono controllate da Giove. Queste piccole dimensioni aiutano a spiegare come i getti sulla superficie del 41P siano stati in grado di produrre uno spindown così drammatico.

Quando una cometa si avvicina al Sole, l'aumento del riscaldamento fa sì che la sua superficie ghiacciata si trasformi direttamente in un gas, producendo getti che lanciano nello spazio particelle di polvere e granelli ghiacciati. Questo materiale forma un'atmosfera estesa, chiamato coma. L'acqua nel coma si scompone rapidamente in atomi di idrogeno e molecole di idrossile quando esposta alla luce solare ultravioletta. Poiché il telescopio ottico/ultravioletto (UVOT) di Swift è sensibile alla luce UV emessa dall'idrossile, è ideale per misurare l'evoluzione dei livelli di attività delle comete lungo l'orbita.

Le osservazioni da terra hanno stabilito il periodo di rotazione iniziale della cometa a circa 20 ore all'inizio di marzo 2017 e hanno rilevato il suo rallentamento nello stesso mese. La cometa ha superato 13,2 milioni di miglia (21,2 milioni di km) dalla Terra il 1 aprile, e otto giorni dopo fece il suo massimo avvicinamento al Sole. L'UVOT di Swift ha ripreso la cometa dal 7 al 9 maggio, rivelando variazioni di luce associate a materiale recentemente espulso in coma. Questi lenti cambiamenti indicavano che il periodo di rotazione di 41P era più che raddoppiato, tra le 46 e le 60 ore.

Stime basate su UVOT della produzione di acqua di 41P, unito alle ridotte dimensioni del corpo, suggeriscono che più della metà della sua superficie contiene getti attivati ​​dalla luce solare. È una frazione di gran lunga maggiore di beni immobili attivi rispetto alla maggior parte delle comete, che in genere supportano getti solo su circa il 3% delle loro superfici.

"Sospettiamo che i getti delle aree attive siano orientati in modo favorevole per produrre le coppie che hanno rallentato la rotazione di 41P, " ha detto Tony Farnham, uno dei principali ricercatori all'UMD. "Se le coppie hanno continuato ad agire dopo le osservazioni di maggio, Il periodo di rotazione del 41P potrebbe essere rallentato fino a 100 ore o più".

Una rotazione così lenta potrebbe rendere instabile la rotazione della cometa, permettendogli di iniziare a ruzzolare senza un asse di rotazione fisso. Ciò produrrebbe un drastico cambiamento nel riscaldamento stagionale della cometa. Bodewits e i suoi colleghi notano che l'estrapolazione all'indietro suggerisce che la cometa ruotava molto più velocemente in passato, possibilmente abbastanza veloce da indurre frane o frammentazione parziale ed esporre ghiaccio fresco. Forti esplosioni di attività nel 1973 e nel 2001 possono essere correlate ai cambiamenti di rotazione del 41P.

Una relazione meno estrema tra la forma di una cometa, attività e spin sono stati visti in precedenza dalla missione Rosetta dell'Agenzia spaziale europea, che è entrata in orbita attorno alla cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko nel 2014. La rotazione della cometa è accelerata di due minuti mentre si avvicinava al Sole, e poi ha rallentato di 20 minuti mentre si allontanava. Come con 41P, gli scienziati pensano che questi cambiamenti siano stati prodotti dall'interazione tra la forma della cometa e la posizione e l'attività dei suoi getti.

Un articolo che descriverà in dettaglio questi risultati sarà pubblicato sulla rivista Natura l'11 gennaio

La navicella spaziale Swift della NASA ha condotto una vasta gamma di indagini scientifiche per 13 anni:monitoraggio di comete, studiando le stelle che ospitano esopianeti, e catturare esplosioni di supernova, stelle di neutroni e buchi neri, e continua a essere pienamente operativo. La NASA ha annunciato al meeting AAS che la missione è stata ora ribattezzata in onore di Neil Gehrels, che ha contribuito a sviluppare Swift e ne è stato il principale investigatore fino alla sua morte, avvenuta il 6 febbraio, 2017.

La capacità di pianificazione rapida di Swift, più un trio di telescopi che coprono lunghezze d'onda da ottiche a raggi gamma, continua a fornire importanti contributi nello studio dei lampi di raggi gamma, le esplosioni più potenti dell'universo, pur mantenendo un ruolo fondamentale nel monitoraggio della diversità degli oggetti astronomici come le comete, le stelle e le galassie cambiano nel tempo.

"L'Osservatorio Swift di Neil Gehrels è un nome che riflette lo stato attuale di Swift come struttura di riferimento per la risposta rapida, follow-up a più lunghezze d'onda di sorgenti variabili nel tempo, " ha detto Paul Hertz, direttore della divisione di astrofisica della NASA nella sede centrale, Washington. "Con Rapido, Neil ha contribuito a inaugurare l'era dell'astronomia nel dominio del tempo. Sarebbe stato molto entusiasta della scoperta di oggi".

"Swift sta ancora andando forte, e continuiamo a ricevere ogni giorno quattro richieste urgenti di osservazione "obiettivo di opportunità" dalla più ampia comunità astronomica, " ha detto S. Bradley Cenko, che è stato recentemente nominato investigatore principale della missione. "La leadership e la visione di Neil continuano a guidare il progetto, e non possiamo pensare a un modo migliore per onorare questa eredità che con il nuovo nome".