Cometa C/2012 S1 ISON

Comet C/2012 S1 (ISON)

Curva di luce, dimensioni, rotazione e strutture peculiari nella chioma e nella coda

T. Scarmato & A. Brosio

Abstract

We present a possible model of the nucleus of comet (ISON). C/2012 S1 (ISON) is a sungrazing comet discovered on 21 September 2012 by Vitali Nevski (ВиталийНевский, Vitebsk, Belarus) and Artyom Novichonok (Артём Новичонок, Kondopoga, Russia). The discovery was made using the 0.4-meter (16 in) reflector of the International Scientific Optical Network near Kislovodsk, Russia and the automated asteroid-discovery program CoLiTec. C/2012 S1 will come to perihelion (closest approach to the Sun) on 28 November 2013 at a distance of 0.012 AU (1,800,000 km; 1,100,000 mi) from the center point of the Sun. Accounting for the solar radius of 695,500 km (432,200 mi), C/2012 S1 will pass approximately 1,100,000 km (680,000 mi) above the Sun’s surface. Its trajectory is nearly parabolic, which suggests that it may be a dynamically new comet coming freshly from the Oort cloud. On its closest approach, C/2012 S1 will pass about 0.0724 AU (10,830,000 km; 6,730,000 mi) from Mars on 1 October 2013, and it will pass about 0.429 AU (64,200,000 km; 39,900,000 mi) from Earth on 26 December 2013.

I nostri risultati sono stati ottenuti con telescopi amatoriali osservando da terra, dopo che la cometa ha superato la congiunzione con il Sole. Abbiamo misurato un raggio medio di 800 +/- 160 m, ed abbiamo individuato una struttura persistente in direzione del sole con un preliminare periodo di rotazione di circa 3 giorni. Nella coda sembrano visibili delle strutture peculiari riconducibili alla produzione di polvere da parte del nucleo. I nostri dati af(rho) un parametro fisico che indica la quantità di polvere prodotta, risulta di circa 500 +/- 50 cm che significa una produzione Qdust=500 kg/sec pari a 43.2 milioni di Kg al giorno. Una quantità considerevole per una piccola cometa.

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Fig. 1 – Chioma interna e coda della cometa ISON

1-Sungrazing comete

Oltre 2000 comete sono state scoperte nelle immagini delle camere LASCO C2 e C3 della sonda SOHO dal 1995 quando è stata lanciata ed è entrata in orbita. La sonda fotografa il sole 24 su 24 ed ha permesso di studiarne molte caratteristiche che prima erano state supposte solo teoricamente. Il lavoro fatto dal satellite nell’ambito delle comete non era previsto all’inizio della missione, ma in seguito, quando il numero di comete aumentava col passare dei mesi e in particolare veniva riscontrato che le comete appartenevano per la maggior parte alla famiglia di Kreutz, il lavoro di indagine e di sorveglianza delle immagini in tempo reale e di quelle archiviate ha dato ottimi risultati, grazie anche all’apporto degli astronomi non professionisti. E proprio da quest’ultimi nei primi 6 mesi di quest’anno sono venuti gli input per definire altri tre gruppi di comete che prima non si conoscevano. Si tratta fino ad ora di comete piccole che avvicinandosi alla nostra stella (hanno un perielio di circa 0.04-0.05 U.A equivalenti a 6-7.5 milioni di Km) non hanno possibilità di sopravvivere all’intensa radiazione solare e all’intensa forza gravitazionale che tende a sfaldare la struttura della cometa frammentandola e quindi rendendola più esposta alla radiazione solare e alla probabile disintegrazione. Solo se fossero abbastanza grandi e resistenti potrebbero superare la minima distanza dal sole diventando anche potenzialmente visibili da Terra. Forse in passato qualche cometa appartenente ai nuovi gruppi può aver solcato i nostri cieli, così come diverse Sungrazer, appartenenti al gruppo di Kreutz, in passato (di recente vedi C/1998 J1) sono state osservate con strumenti da Terra e alcune sono state viste anche di giorno essendo state molto luminose. Queste comete sono sopravvissute al passaggio al perielio probabilmente perché grosse e resistenti. La speranza era che in futuro una di queste comete venisse a farci visita e a permetterci di raccogliere maggiori informazioni sulla loro origine e provenienza permettendoci di studiarla con tutti i mezzi tecnologici che abbiamo a disposizione. La famiglia di Kreutz Le comete che passano radenti al Sole (sungrazing comets) sono state osservate per centinaia d’anni. Tra la fine del 1880 e l’inizio del 1890, Henrich Kreutz studiò le possibili comete radenti il Sole che erano state osservate fino ad allora e riuscì a determinare che alcune potevano essere considerate appartenenti a una famiglia e altre no. Kreutz trovò anche che tutte le comete Sungrazers, seguivano la stessa orbita. Ciò indusse a pensare che potevano essere frammenti di una singola grande cometa che, avvicinandosi al Sole, è andata in pezzi. E’ anche possibile che la cometa madre e i suoi figli abbiano più volte raggiunto il sistema solare interno viaggiando su un’orbita con un periodo di circa 800 anni. In onore di questo interessante lavoro, questo gruppo di comete è denominato KREUTZ SUNGRAZER. Fino a oggi sembrava che tutte le comete che passano radenti al Sole appartenessero alla famiglia KREUTZ. Ma questa non è la definizione propria della famiglia. Inoltre, nessuna cometa e nessun asteroide sono stati visti mentre attraversavano la fotosfera solare. Le comete della famiglia di KREUTZ hanno un perielio di 0.005 U.A. (~750.000 km). Le comete quindi passano attraverso l’atmosfera solare. Infatti, l’estensione dell’attività solare può essere messa in stretta relazione con il fatto che le comete diventano attive proprio per l’interazione con il vento solare. Questo è anche responsabile del tipo di coda che si forma dall’interazione vento-cometa. Le comete Sungrazing sono state osservate fin dall’anno 371 a.C. Brian Marsden ha supposto che anche la cometa vista da Aristotele e Ephorus potesse essere una del gruppo di KREUTZ. Tuttavia, fino al 1979 solo 9 comete di questo tipo sono state osservate. In quell’anno, infatti, sono entrati in gioco gli osservatori spaziali che hanno incominciato ad osservare le comete radenti il Sole. La SOLWIND ha scoperto 6 comete tra il 1979 e il 1984, la SMM (Solar Maximum Mission ) ha scoperto 10 comete dal 1987 al 1989. Finalmente, nel 1995 entra in azione LASCO (Large Angle Spectrometric Coronagraph) sul satellite SOHO, e le cose cambiano radicalmente. Dal 1995 a oggi, (mentre stiamo scrivendo questo articolo) SOHO ha scoperto oltre 2000 comete, quasi tutte del gruppo di KREUTZ, più alcune non sungrazing. Il bottino è veramente eccellente. La cometa C/2012 S1 (ISON) non appartiene alla famiglia di Kreutz ma è una sungrazer che si avvicinerà molto al sole con il rischio di disintegrarsi.

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Fig. 2 – Choma interna della cometa ISON

2-Le osservazioni

Le nostre osservazioni vengono effettuate con telescopi Newton 25 cm f/4.8 (luminosità) e camere CCD Atik 16IC and Atik 314L. usiamo il filtro R che ci consente di selezionare l’emissione di radiazione della polvere rispetto a quella dei gas presenti nella chioma e nella coda. Di norma effettuiamo una serie di riprese tenendo presente il moto proprio della cometa; le immagini vengono calibrate con il dark e il flat; il rumore delle camere è minimo e vengono corretti anche i pixel caldi e freddi. Il periodo di osservazione è stato tra settembre 2012 e ottobre 2013; di seguito la nostra curva di luce;

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Fig.3 – Curva di Luce

Questa curva ci permette di rilevare un possibile forte “outburst” avvenuto attorno al 18-21 Gennaio 2012, quando oltre alla luminosità abbiamo rilevato un forte aumento del parametro af(rho) che misura la produzione di polvere; da circa 1300 cm è passato a 3000 cm con una diminuzione graduale fino a marzo 2013. Da marzo a giugno la curva di luce si è appiattita mentre af(rho) è rimasto quasi costante attorno ai 1000 cm con una diminuzione attorno ai 700 cm tra maggio e giugno; dopo la congiunzione con il sole durata circa 2 mesi, verso la metà di agosto la cometa stata osservata per la prima volta da B.Gary (Arizona) da allora ha mostrato un lento aumento di luminosità ma una diminuzione drastica della produzione di polvere con un parametro af(rho) attorno a 300 cm. Un’altra indagine condotta riguarda il periodo e le dimensioni della cometa. Per quanto riguarda i periodo abbiamo rilevato una struttura persistente (vedi fig.4-5)

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Fig.4

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Fig. 5

Questa struttura sembra variare nel tempo con un periodo di circa 3 giorni come mostra la tabella di seguito.

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Ancora è necessario verificare se questo periodo è quello principale o se la cometa ruota attorno a più assi come sarebbe logico e naturale pensare.

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Per quanto riguarda la dimensione del nucleo, le nostre stime, effettuate usando il metodo dei subpixels e misurando la magnitudine assoluta del nucleo, sono riassunte nella tabella seguente;

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Il raggio medio si aggira attorno a 800 m.

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Credit B. Gary (ARIZONA)

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Le ultime osservazioni mostrano una cometa in buona forma con una lunga coda di polvere e una bella chioma di gas. Con i numeri da noi trovati, raggio e periodo, la cometa sembra essere in gradi di poter superare il perielio e diventare un oggetto visibile ad occhio nudo dalla prima settimana di Dicembre 2013 alla fine di Gennaio 2014. Quindi aspettiamo lo spettacolo and stay tuned!!

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La Cometa ISON al perielio!!

3-Spettroscopia

Ultimamente grazie all’incremento di luminosità della Cometa ISON è stato possibile riprendere lo spettro della stessa usando un famoso reticolo a bassa risoluzione chiamato Star Analyser 100. Il profilo ottenuto è ancora in fase di studio, infatti la ripresa di spettri cometari non è semplice come potrebbe essere quella stellare poiché senza l’uso di un adeguata fenditura spesso la ripresa è inquinata da un cocktail di linee spettrali, fortunatamente la nostra prima ripresa è stata abbastanza buona e ci ha permesso di formulare un profilo relativo alla chioma della ISON. Da una prima analisi l’emissione si concentra tra i  4700 e 5700 Angstrom circa, zona nella quale si trovano parecchie righe in emissione cometari come il carbonio e tuttavia sembra plausibile e da confermare l’ipotesi di Christian Buil che ha identificato delle righe relative al NH2 e che nella nostra osservazione dovrebbe essere compreso tra i 5200 e 5300 Angstrom. Una analisi più approfondita dei profili ottenuti e delle riprese migliori nei prossimi giorni potranno dirci molto di più, perciò continuate a seguirci!

Spettro ISON 03-11-2013

Profilo spettrale preliminare