ดาวหางยักษ์จากเมฆออร์ต

 

ภาพจากศิลปินแสดงดาวหางเบอร์นาร์ดิเนลลี-เบิร์นสไตน์ ซึ่งมีขนาดใหญ่กว่าดาวหางปกติ 10 เท่า

     นักดาราศาสตร์ได้พบดาวหางดวงใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยบันทึกมาจากเมฆออร์ต และที่ระยะทางประมาณ 20 เท่าระยะทางจากโลกถึงดวงอาทิตย์(20 au) เลยวงโคจรยูเรนัสออกไป มันก็ปล่อยก๊าซออกมาแล้ว

     การสำรวจใหม่ที่ทำในวันที่ 22 มิถุนายน ด้วยกล้องโทรทรรศน์บังคับระยะไกลสกายเจมส์ขนาด 0.51 เมตรในนามิเบีย ได้เผยให้เห็นกิจกรรมดาวหางอย่างชัดเจน โดยมีโคมา(coma) กว้าง 15 อาร์ควินาที Luca Buzzi รายงานใน Minor Planet Mailing List ดาวหางยักษ์ดวงใหม่ซึ่งได้ชื่ออย่างเป็นทางการเมื่อวันที่ 23 มิถุนายนว่า ดาวหาง C/2014 UN271 หรือ ดาวหางเบอร์นาร์ดิเนลลี-เบิร์นสไตน์(Bernardinelli-Bernstein) ตามชื่อผู้ค้นพบ Pedro Bernardinelli นักศึกษาและนักดาราศาสตร์ Gary Bernstein จากมหาวิทยาลัยเพนน์ซิลวาเนีย ทั้งคู่

     นักดาราศาสตร์ได้พบดาวหาง 2014 UN271 ในข้อมูลที่รวบรวมได้โดยการสำรวจพลังงานมืด ซึ่งเพิ่งเผยแพร่ข้อมูลกาแลคซีหลายร้อยล้านแห่งที่กระจายในพื้นที่ 1/8 ของท้องฟ้าออกมา คอมพิวเตอร์การสำรวจใช้เวลาหลายล้านชั่วโมงเพื่อสำรวจชุดข้อมูลทั้งหมดโดยอัตโนมัติเพื่อหาวัตถุชั่วคราว(transient objects) ที่เคลื่อนที่ข้ามท้องฟ้า และจากปี 2014 ถึง 2018 หนึ่งในวัตถุชั่วคราวเหล่านี้ก็เป็นดาวหาง ยังผลให้มีการรายงานวงโคจรในวันที่ 19 มิถุนายน ในจดหมายเวียนอิเลคทรอนิคส์ศูนย์ดาวเคราะห์ย่อย

ภาพจากการสำรวจพลังงานมืด(Dark Energy Survey) นี้มีการค้นพบใหม่ที่แสดงดาวหาง 2014 UN271
(Bernardinelli-Bernstein) ที่รวบรวมโดยกล้องพลังงานมืด(DECam) ขนาด 570 เมกะพิกเซลที่ติดตั้งบนกล้องโทรทรรศน์วิคเตอร์ เอ็ม บลังโก ขนาด 4 เมตรที่หอสังเกตการณ์เซร์โรโทโลโลอินเตอร์-อเมริกัน(CTIO) ในชิลี ภาพแสดงดาวหางในเดือนตุลาคม 2017 เมื่อมันอยู่ห่างออกไป 25 AU หรือประมาณ 83% ระยะทางสู่วงโคจรเนปจูน

      วงโคจรที่รายงานได้ดึงดูดความสนใจในทันทีเนื่องจากมันแสดงว่าดาวหางมาจากห้วงลึกในเมฆออร์ต ซึ่งเป็นกลุ่มของวัตถุดิบก่อตัวดาวเคราะห์(planetesimals) ล้อมรอบดวงอาทิตย์ในระยะทางระหว่าง 2000 ถึง 200,000 AU อยู่เลยแถบไคเปอร์(Kuiper Belt) ซึ่งเป็นพื้นที่วงโคจรใกล้พลูโต(ระยะทางเฉลี่ย 40 AU) ดาวหางจากเมฆออร์ตจะโคจรรอบดวงอาทิตย์ด้วยระดับองศาที่แตกต่างกันไป แทนที่จะอยู่ในแนวระนาบแคบๆ ของดาวเคราะห์ จึงทำให้เมฆออร์ตมีลักษณะเป็นทรงกลม 

     ดาวหางใหม่ซึ่งพบใกล้วงโคจรยูเรนัสยังคงมุ่งหน้าเข้ามาจนเกือบถึงวงโคจรดาวเสาร์ก่อนที่จะบ่ายหน้ากลับออกไปอีกครั้ง การสำรวจใหม่บอกว่ามันมีอันดับความสว่าง(magnitude) 20 ซึ่งช่วยให้ประเมินเส้นผ่าศูนย์กลางคร่าวๆ ได้ที่ 160 กิโลเมตร เส้นผ่าศูนย์กลางใหญ่กว่าดาวหางทั่วไป 10 เท่าและมีมวลสูงกว่า 1000 เท่า นี่ทำให้มันไปอยู่ปลายใหญ่สุดของวัตถุที่เคยเห็นจากเมฆออร์ต ซึ่งจะปรากฏเป็นดาวหางคาบยาว(long-period comet) ในช่วงเวลาที่มองเห็นพวกมันได้จากโลก แต่ก็ยังเบาเมื่อเทียบกับระบบสุริยะที่เหลือ ดังนั้นมันจึงน่าจะถูกเหวี่ยงไปได้ถ้าเข้าใกล้ดาวเคราะห์สักดวงมากเกินไป

ดาวหางจากเมฆออร์ตดวงใหม่แสดงเป็นสีขาวในไดอะแกรมระบบสุริยะนี้ วงโคจรของดาวพฤหัสฯ, ดาวเสาร์, ยูเรนัส และเนปจูน ระบุเป็นสีส้ม, เหลือง, เขียวและฟ้า ตามลำดับ

     ขนาดดังกล่าวไม่เพียงพอที่จะทำให้มันกลายเป็นดาวเคราะห์แคระ(dwarf planet) แต่มันก็เป็นวัตถุที่มีขนาดใหญ่ที่สุดจากเมฆออร์ตเท่าที่เราเคยพบมา เอาชนะผู้ยึดครองสถิติเดิม ดาวหางเฮลล์-บอพพ์(Hale-Bopp; C/1995O1) ซึ่งมีความกว้างเพียง 60 กิโลเมตรเท่านั้น ในขณะที่ดาวหางในปี 1729(C/1729 P1) หรือดาวหางซาร์บัท(Comet Sarbat)  อาจจะมีขนาดถึงร้อยกิโลเมตรแต่มันก็ไม่เคยเข้ามาในวงโคจรดาวพฤหัสฯ เลย ดังนั้น นักสำรวจในช่วงเวลานั้นจึงถูกจำกัดสิ่งที่เห็นได้ไว้

     วงโคจรที่เราได้(ของ 2014 UN271) นั้นค่อนข้างใช้ได้ดีทีเดียว Bill Gray จากโครงการพลูโต กล่าว มันมีพื้นฐานมาจากการสำรวจ 37 ครั้งที่ทำตลอด 4 ปีด้วยกล้องโทรทรรศน์ 4 เมตรและกล้องถ่ายภาพสมรรถนะสูง DECam ของโครงการสำรวจพลังงานมืด จากข้อมูลเหล่านั้น การคำนวณได้ทำนายว่าดาวหางจะเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุด(perihelion) ในวันที่ 23 มกราคม 2031 ที่ระยะทาง 10.95 AU เลยจุดที่ไกลที่สุดของวงโคจรดาวเสาร์ออกไป เวบไซท์ Orbit Simulator ของ Tony Dunn แสดงว่ามันจะเข้ามาด้วยความเอียง 95 องศา

คิดกันว่าดาวหางคาบยาวทั้งหมดมาจากเมฆออร์ตที่ล้อมรอบระบบสุริยะ แต่ 2014 UN271 ก็มีอัตลักษณ์ที่มีวงโคจรที่รียาวมาก

     ส่วนจุดที่ไกลจากดวงอาทิตย์มากที่สุดในวงโคจร(aphelion) นั้นยังคลาดเคลื่อนอยู่มากเนื่องจากวงโคจรที่รีอย่างสุดขั้ว
(eccentricity 0.99948) และการเหวี่ยงตัวรอบดาวเสาร์ ก็อาจจะส่งผลต่อวงโคจรของมัน แต่ Gray บอกว่าดาวหางจะหันหัวกลับสู่เมฆออร์ตอย่างแน่นอน และแน่นอนที่สุดที่มันไม่ใช่วัตถุข้ามระบบ(interstellar object) เมื่อวงโคจร MPEC อัพเดทด้วยการสำรวจใหม่จาก Buzzi จุดที่ไกลที่สุดในวงโคจรของดาวหางก็คำนวณได้ที่ 39460 AU และการทำนายจุดไกลที่สุดครั้งต่อไปอยู่ที่ 54700 AU นี่หมายความว่า ดาวหางจะใช้เวลา 1.39 ล้านปีเพื่อเดินทางมาถึงตำแหน่งปัจจุบันจากจุดที่เข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุดในวงโคจรครั้งที่แล้ว และจะใช้เวลาอีก 2.2 ล้านปีย้อนกลับไปที่ชายขอบของวงโคจรที่จะถูกปรับแต่ง(จากดาวเสาร์-ผู้แปล) Sam Deen นักดาราศาสตร์สมัครเล่น กล่าว

     Gray เห็นว่าความน่าจะเป็นที่จะค้นพบดาวหางนี้ก่อนหน้านี้น่าจะมีน้อยเนื่องจากดาวหางสลัวกว่าอันดับความสว่าง 22 เมื่อถูกพบครั้งแรก และก่อนหน้านั้นก็น่าจะสลัวยิ่งกว่าอีก ในทางตรงกันข้าม เขาบอกว่าก็เป็นไปได้ที่ดาวหางจะปรากฏในงานสำรวจตั้งแต่ปี 2018 ขณะนี้ การสำรวจที่ตั้งเป้าไว้จะช่วยระบุวงโคจรดาวหางให้แน่ชัดมากขึ้นเช่นเดียวกับคุณลักษณะสำคัญอื่นๆ ซึ่งรวมถึงคาบการหมุนรอบตัว, ดวงจันทร์และองค์ประกอบ พฤติกรรมของดาวหางอื่นยังยากมากๆ ที่จะทำนาย แต่ดวงนี้ซึ่งเผยตัวตั้งแต่แรกเริ่ม และจะมีกล้องโทรทรรศน์อีกหลายตัวที่จะจับจ้องมันในอนาคตไปอีกหลายเดือนหลายปี

ดาวหางเลิฟจอยในปี 2014 เป็นผู้มาเยือนจากเมฆออร์ตที่มีวงโคจรที่รีมาก วัตถุใหม่ก็มีวงโคจรที่ยาวนานมากกว่าและรีมากกว่า และมันยังมีขนาดใหญ่ด้วยแต่น่าเสียดายที่ไม่เข้ามาใกล้โลกมากนัก

แหล่งข่าว skyandtelescope.com : giant Oort cloud comet lights up in the outer solar system
                astronomy.com : giant comet found hidden in dark energy data
                 iflscience.com : a mega comet or minor planet is approaching on a very eccentric orbit