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La regione centrale della cometa Hyakutake è stata ripresa dalla camera WFPC2 il 3 e il 4 aprile 1996. La prima immagine (a sinistra) è ottenuta con un filtro rosso a banda stretta che mostra soltanto la luce solare diffusa dalle particelle di polvere nella chioma interna della cometa. La seconda immagine (a destra) ci mostra nel colore blu la banda dell’ultravioletto (con il filtro "Woods") diffuso dagli atomi di idrogeno presenti nella chioma.
La chioma è l’atmosfera di gas e polveri che circonda il nucleo di una cometa. Il campo mostra una regione di 14.000 km di larghezza e il Sole si trova in direzione dell’angolo in alto a destra. L’idrogeno atomico è il componente più abbondante della chioma e si produce quando la luce ultravioletta del Sole spezza le molecole di acqua, il principale costituente del nucleo di una cometa.
Queste immagini fanno parte di un programma di osservazione dei fenomeni fotochimici dell’acqua nelle comete. Le misure dell’idrogeno (H) e dell’ossidrile (OH) dell’atmosfera della cometa Hyakutake sono state eseguite utilizzando anche lo spettrografo GHRS (Goddard High Resolution Spectrograph) e il FOS (Faint Object Spectrograph).
Un’analisi coerente di tutti i dati mostra che, il 4 e il 5 aprile 1996, il tasso di produzione di acqua era di 7-8 tonnellate al secondo. Nell’analisi è stato utilizzato un modello teorico che descrive i dettagli fisici e chimici della distruzione fotochimica dell’acqua, della produzione di H e OH e la loro espansione nella chioma della cometa.
Il modello confronta le misure di velocità degli atomi di idrogeno eseguite per mezzo del GHRS, uno strumento con un’alta capacità di risoluzione spettrale.
L’importanza di un modello così dettagliato è che esso consente un calcolo accurato del tasso di produzione di acqua ottenuto dalle osservazioni di H e di OH. La regione gialla centrale nei pressi del nucleo (immagine rossa) è dominata dal contributo della polvere che si mostra distribuita in getti a spirale orientati verso il Sole; inoltre è visibile una scia dritta che punta in direzione opposta al Sole (cioè verso sinistra e in basso).
Questa scia era una caratteristica permanente della cometa nel periodo di massimo avvicinamento alla Terra (fine marzo e primi di aprile). Appena visibili sono due condensazioni che si trovano oltre l’estremità della scia in basso a sinistra. Presumibilmente si tratta di aggregati di materia rilasciati dal nucleo.
La regione interna bianca dell’immagine blu sembra mostrarci che gli atomi di idrogeno, allo stesso modo della polvere, vengono emessi preferenzialmente dal lato del nucleo esposto al Sole. In realtà non è vero. La distribuzione degli atomi di idrogeno è approssimativamente sferica e la struttura asimmetrica della radiazione ultravioletta è dovuta al fatto che l’idrogeno diffonde in maniera efficiente la luce ultravioletta in arrivo dal Sole. Gli atomi in che si trovano in direzione del Sole mettono in ombra quelli che si trovano nel lato della chioma opposto al Sole.
Lo stesso modello di analisi della chioma che spiega l’espansione degli atomi di idrogeno, spiega anche l’aspetto di questa immagine.
Credit: M.R. Combi (The University of Michigan)
Vedi anche:
Il cuore della cometa Hyakutake
Per una completa descrizione dei risultati di questa ricerca vedi:
Hubble Space Telescope Observations of Comet Hyakutake (1996 B2)