שביט בוריסוב

תבנית:גוף פלנטרי שביט בוריסוב, או בכינויו הרשמי 2IBorisov (צוין במקור C/2019 Q4 (Borisov)), הוא השביט הראשון שהתגלה שמקורו בין-כוכבי, והאובייקט הבין-כוכבי השני שנצפה, אחרי אומואמואה. הוא התגלה על ידי גנאדי בוריסוב, אסטרונום החובב מקרים, ב-29 באוגוסט 2019 (30 באוגוסט על פי שעון מוסקבה).

לשביט בוריסוב אקסצנטריות מסלולית של 3.36, והוא אינו קשור כבידתית לשמש. השביט חצה את מישור המלקה של מערכת השמש בסוף אוקטובר 2019. ב-8 בדצמבר 2019 הגיע לנקודה הקרובה ביותר לשמש, במרחק של כ-2 יחידות אסטרונומיות ממנה. השביט עבר בסמוך לכדור הארץ ב-28 בדצמבר 2019. בנובמבר 2019, העריכו אסטרונומים מאוניברסיטת ייל כי זנב השביט היה ארוך פי 14 מגודלו של כדור הארץ. תצפיות במרץ 2020 הראו כי חלק מהשביט התפצל ממנו ומאוחר יותר, באפריל, התווספו עדויות נוספות לפיצול.

מינוח

השביט נקרא רשמית "2I/Borisov" על ידי האיגוד האסטרונומי הבינלאומי. כאובייקט הבין-כוכבי השני שנצפה עובר במערכת השמש אחרי אומואמואה, הוא קיבל את הכינוי "2I", כאשר "I" מייצג את היותו אובייקט ממקור בין-כוכבי (Interstellar). השם בוריסוב ניתן לו בהתאם למסורת של קריאת כוכבי השביט על שם מגליהם. לפני קבלת השם הרשמי שלו 2I/Borisov, זכה השביט במספר כינויים אחרים:

• על פי הערכות מוקדמות של מסלולו, השביט יכול היה להיות גוף קרוב לכדור הארץ, ולכן צורף לרשימת האובייקטים הקרובים לכדור הארץ תבנית:אנ של האיגוד האסטרונומי הבין-לאומי כ-gb00234.
• עדכון של התחזיות לאחר שלושה עשר ימי תצפית הבהיר שהעצם הוא שביט היפרבולי, וב-11 ספטמבר 2019 הוא קיבל את התואר C/2019 Q4 (Borisov) ממרכז מידע של כוכבי הלכת המינורייםתבנית:אנ. מספר אסטרונומים בכירים נוספים תמכו במסקנה כי השביט הוא ממקור בין-כוכבי.
• ב-24 ספטמבר 2019 הודיעה האיגוד האסטרונומי הבין-לאומי כי קבוצת העבודה למינוח גוף קטן שמרה על השם Borisov, והוסיפה לשביט את הציון "2I", ובכך אישרה רשמית שהשביט אכן בין-כוכבי.

מאפיינים

תצפית של טלסקופ החלל האבל בשביט בוריסוב דצמבר 2019, זמן קצר לאחר המעבר שלו בפריהליון. זנב אבק רחב נמשך מאחורי השביט בכיוון הפינה הימנית עליונה

שלא כמו אומואמואה שהיה לו מראה של אסטרואיד, גרעין השביט של בוריסוב מוקף בהילה משמעותית של אבק וגז. בסמוך לפריהליון פיתח השביט זנב רחב, באורך של כ-160,000 ק"מ.

גודל וצורה

הערכות מוקדמות של קוטר הגרעין של שביט בוריסוב נעו בין 1.4 ל-16 ק"מ. בוריסוב, בניגוד לשביטים של מערכת השמש, התכווץ באופן ניכר במהלך המעבר שלו במערכת השמש, ואיבד לפחות 0.4% ממסתו לפני הפריהליון. כמו כן, המשרעת של תאוצה לא גרביטציונית מציבה גבול עליון של 0.4 ק"מ על גודל הגרעין, בהתאם לגבול העליון הקודם, 0.5 ק"מ, שנקבע על פי תצפיות טלסקופ החלל האבל. המרחק המינימלי בין השביט לכדור הארץ היה כ-300 מיליון ק"מ, מה שלא אפשר שימוש במכ"ם לקביעה ישירה של גודלו וצורתו.

קצב סיבוב

מחקר שהתבסס על תצפיות של טלסקופ החלל האבל לא הצליח למצוא וריאציה בעקומת האור. על פי מחקר זה, זמן הסיבוב חייב להיות גדול מ-10 שעות. מחקר שהסתמך על הלווין הזעיר NEOSSat של סוכנות החלל הקנדית מצא תקופה של 0.2 ± 13.2 ימים. אך אין זה סביר שזהו זמן הסיבוב של גרעין השביט.

הרכב כימי ומבנה הגרעין

לפי גודל ההילה שלו העריכו דייוויד ג'וויט תבנית:אנ וג'יין לו שהשביט מאבד 2 ק"ג אבק ו-60 ק"ג מים בכל שנייה. הם משערים שהוא הפך לפעיל ביוני 2019 כשהיה במרחק 4–5 יחידות אסטרונומיות מהשמש. בחיפוש בארכיוני תמונות נמצאו תצפיות מוקדמות של השביט כבר ב-13 בדצמבר 2018, אך לא ב-21 בנובמבר 2018, מה שמצביע על כך שהוא הפך לפעיל בין התאריכים הללו.

ההרכב של בוריסוב אינו שכיח, אך לא כזה שלא נראה בשביטים במערכת השמש. השביט דל יחסית במים ובפחמן דו-אטומי (C₂), אך עשיר בפחמן חד-חמצני ובאמינים (R-NH₂). היחס המולארי בין פחמן חד-חמצני למים בזנב השביט הוא 35-105%, בדומה לשביט כחול הזנב היוצא דופן C/2016 R2 תבנית:אנ ובניגוד ליחס הממוצע של 4% לשביטים של מערכת השמש.

בוריסוב פלט גם כמות זעירה של ניקל נייטרלי, המיוחסת לתרכובת נדיפה לא ידועה של ניקל. היחס בין כמויות הניקל והברזל דומה לשביטים של מערכת השמש.

מסלול

מסלול על פני שמים בקואורדינטות גליליות, כולל מיקומו ב-30 באוגוסט 2019, התאריך בו התגלה, ומיקומים בהם נצפה השביט קודם לזיהוי שלו, אחורנית עד ל-13 דצמבר 2018.

מהירות בין כוכבית ($v_{\mathrm{\infty }}$ תבנית:ביאור)

אובייקט	מהירות (ק"מ בשנייה)
אומואמואה	26.33
בוריסוב	32.2

השביט נצפה בשמי הצפון בין ספטמבר לאמצע נובמבר. הוא חצה את מישור המילקה ב-26 באוקטובר ליד הכוכב רגולוס וקו המשווה השמימי וב-13 בנובמבר 2019 עבר לשמיים הדרומיים. ב-8 בדצמבר 2019, השביט הגיע לפריהליון והיה סמוך לקצה הפנימי של חגורת האסטרואידים. בסוף דצמבר היה השביט קרוב ביותר לכדור הארץ,תבנית:הערהתבנית:הערה במרחק של כ-1.9 יחידות אסטרונומיות, והייתה לו התארכות שמש של בערך 80°. בשל נטיית המסלול שלו, 44°, השביט לא התקרב באופן משמעותי לכוכבי הלכת.

בוריסוב נכנס למערכת השמש מכיוון קסיופיאה ליד הגבול עם פרסאוס. כיוון זה מצביע על כך שמקורו במישור של גלקסית שביל החלב ולא מההילה שלה. השביט יעזוב את מערכת השמש לכיוון קבוצת הכוכבים טלסקופ. בחלל הבין-כוכבי, בוריסוב עובר שנת אור ביחס לשמש במשך כ-9000 שנים.

המסלול של בוריסוב היפרבולי מאוד, בעל אקסצנטריות של 3.36. ערך זה גבוה בהרבה מזה של יותר מ-300 שביטים היפרבוליים חלשים, בעלי אקסצנטריות גדולה מעט מ-1, ואפילו מאומואמואה, שהאקסצנטריות שלו 1.2. לשביט בוריסוב גם מהירות שיורית היפרבולית ($v_{\mathrm{\infty }}$) של כ-32 ק"מ לשנייה, גבוה בהרבה ממה שניתן להסביר על ידי הפרעות כבידה. שני פרמטרים אלו, האקסצנטריות והמהירות השיורית, הם אינדיקטורים חשובים לכך שמקורו שביט בוריסוב הוא בין-כוכבי. לשם השוואה, החללית וויאג'ר 1, שעוזבת את מערכת השמש, נעה במהירות 16.9 ק"מ לשנייה.

תצפית

גילוי

השביט התגלה ב-30 אוגוסט 2019 על ידי האסטרונום החובב גנאדי בוריסוב במצפה הכוכבים האישי שלו בנאוצ'ני, קרים, באמצעות טלסקופ 0.65 מטר, שתכנן ובנה בעצמו. התגלית הושוותה לגילוי פלוטו על ידי קלייד טומבו. גם טומבו היה אסטרונום חובב שבנה טלסקופים, אף על פי שגילה את פלוטו באמצעות האסטרוגרף של מצפה הכוכבים לואל. בזמן הגילוי היה השביט במרחק 3 יחידות אסטרונומיות מהשמש, 3.7 יחידות אסטרונומיות מכדור הארץ, והייתה לו התארכות שמש של 38°. כך תיאר בוריסוב את הגילוי

טווחי האקסצנטריות של השביט (JPL Scout)

מספר תבנית:ש תצפיות	קשת תצפית (שעות)	טווח תבנית:ש אקסצנטריות
81	225	0.9–1.6
99	272	2.0–4.2
127	289	2.8–4.7
142	298	2.8–4.5
151	302	2.9–4.5

נדרשו מספר שבועות כדי לאשר את מוצאו הבין-כוכבי של השביט. פתרונות מסלול מוקדמים שהתבססו על תצפיות ראשוניות כללו את האפשרות שהכוכב יכול להיות עצם קרוב לכדור הארץ, במרחק של 1.4 יחידות אסטרונומיות מהשמש במסלול אליפטי עם זמן מחזור של פחות משנה אחת. מאוחר יותר, בהסתמך על 151 תצפיות במשך 12 ימים, אסטרונומים ממעבדת ההנעה הסילונית של נאס"א העריכו כי האקסצנטריות של בוריסוב היא בתחום 2.9-4.5. אבל עם קשת תצפית (משך הזמן בין התצפית הראשונה לאחרונה) של 12 יום בלבד, עדיין היה ספק שהשביט אכן ממקור בין-כוכבי, מכיוון שהתצפיות היו באלונגציה נמוכה, מה שעלול להכניס הטיות בנתונים כגון שבירה דיפרנציאלית. בהנחה של כוחות גדולים שאינם כבידתיים, ניתן היה להתאים לנתוני התצפית מסלול עם אקסצנטריות של 1 בערך, מרחק חציית מסלול מינימלי של כדור הארץ (MOID)תבנית:אנ של תבנית:יחידות, ופריהליון ב-0.90 יחידות אסטרונומיות בסביבות 30 בדצמבר 2019. בסופו של דבר, תצפיות נוספות הראו כי המסלול הוא היפרבולי, מה שהצביע על מקור בין-כוכבי של השביט.

תצפיות

קובץ:Video-NASA-InterstellarComet-2IBorisov-HubbleST-20191016.webm התצפיות האחרונות בשביט היו ביולי 2020, שבעה חודשים לאחר הפריהליון. זיהוי השביט בשלב מוקדם, בעת תנועתו לעבר השמש, סייע רבות לתצפיות עליו. זאת לעומת אומואמואה, שהתגלה רק כשהחל להתרחק ממערכת השמש.

מכיוון שהפריהליון שלו חל בסמוך לחגים מסורתיים של סוף שנה, והיכולת לבצע תצפיות מורחבות, כינו כמה אסטרונומים את בוריסוב "שביט חג המולד".תבנית:הערה תצפיות באמצעות טלסקופ החלל האבל החלו ב-12 באוקטובר, כאשר השביט התרחק מספיק מהשמש כדי להיראות בבטחה על ידי הטלסקופ.

הרכב כימי

הספקטרום הראשוני (ברזולוציה נמוכה) של בוריסוב דמה לזה של שביטים טיפוסיים של ענן אורט. מדדי הצבע שלו הזכירו גם את השביטים ארוכי המחזור של מערכת השמש. פליטות ב-388 ננומטר הצביע על נוכחות של ציאניד (CN), שהוא בדרך כלל הראשון שזוהה בשביטים של מערכת השמש, כולל השביט האלי. זה היה הזיהוי הראשון של פליטת גזים מעצם בין כוכבי. אי זיהוי של פחמן דו-אטומי דווח גם באוקטובר 2019, עם יחס C₂ ל-CN נמוך מ-0.3. הפחמן הדו-אטומי זוהה באופן חיובי בנובמבר 2019, עם יחס C₂ ל-CN שנמדד של 0.2±0.1, בדומה לקבוצות של שביטים עניות בשרשראות פחמן, כמו שביטי צדק או השביטים הכחולים, שדוגמה לה הוא השביט C/2016 R2תבנית:אנ. עד סוף נובמבר 2019, ייצור C₂ עלה באופן דרמטי, ויחס C₂ ל-CN הגיע ל-0.61, יחד עם הופעה של פליטות אמין (NH₂). חמצן אטומי זוהה גם הוא, ולפי זה העריכו כי קצב פליטת אדי המים דומה לזה של שביטים של מערכת השמש. לאחר שבתחילה, לא זוהו קווי מים או OH, ב-1 בנובמבר 2019 זוהו לראשונה קווי OH באופן חד משמעי. ייצור OH הגיע לשיאו בתחילת דצמבר 2019.

פיצול גרעין השביט

השביט הגיע למרחק של כ-2 יחידות אסטרונומיות מהשמש, מרחק שבו שביטים קטנים רבים נצפו כשהם מתפרקים. ההסתברות שכוכב שביט יתפרק תלויה מאוד בגודל הגרעין שלו; מדענים העריכו כי בוריסוב יתפרק בסבירות של 10%. דייוויד ג'וויטתבנית:אנ וג'יין לו השוו את בוריסוב לשביט C/2019 J2 (PALOMAR), שביט בגודל דומה שהתפרק במאי 2019 במרחק של 1.9 יחידות אסטרונומיות מהשמש.

בתחילת חודש מרץ 2020, נצפו שתי התפרצויות בהירות של השביט, הראשונה בין התאריכים 4 ל-5 והשנייה בין 8 ל-9. ההתפרצויות העלו את החשד כי מדובר בפיצול או התפרקות של גרעין השביט.תבנית:הערה מתמונות מטלסקופ החלל האבל שצולמו ב-30 במרץ 2020 מסתמן שהגרעין התפצל לשני רכיבים, המופרדים זה מזה בכ-180 ק"מ, ומיושרים עם הציר הראשי של הילת האבק המוגדלת.תבנית:הערהתבנית:הערה לפי ההערכות, הרכיבים החלו להיפרד זה מזה בסביבות 7 במרץ, וייתכן שבמהלך אחת מההתפרצויות שהתרחשו סמוך לאותו זמן.

מחקר המשך, מ-6 באפריל 2020 הבחין באובייקט אחד וציין כי רכיב השבר נעלם. ניתוח מאוחר יותר של האירוע הראה שלאבק ולרסיסים שנפלטו מסה כוללת של כ-0.1% ממסת של הגרעין, מה שהופך את האירוע להתפרצות גדולה ולא התפרקות של הגרעין.

אתגר יירוט

המהירות העודפת ההיפרבולית הגבוהה של שביט בוריסוב, 32 ק"מ לשנייה, מקשה על חללית להגיע אל השביט עם הטכנולוגיה הקיימת: על פי צוות של היוזמה למחקרים בין כוכבים, מטוס 202 ק"ג (445 lb) חללית תאורטית הייתה יכולה להישלח ביולי 2018 ליירט את 2I/Borisov באמצעות משגר מסוג Falcon Heavy, או 765 ק"ג (1687 lb) במאיץ בדרגת מערכת שיגור חלל (SLS), אבל רק אם האובייקט היה מתגלה הרבה יותר מוקדם ממה שהתגלה, כדי לעמוד בתאריך השיגור האופטימלי. שיגורים לאחר תאריך הגילוי בפועל יבטלו את האפשרות להשתמש רקטות מסוג Falcon Heavy, המחייבות תמרוני אוברט ליד צדק וליד השמש ורכב שיגור גדול יותר. אפילו משגר מסוג SLS היה מסוגל לספק רק תבנית:יחידות מטען (כגון קיובסאט) למסלול שיירט את בוריסוב בשנת 2045 במהירות יחסית של 34 ק"מ לשנייה. על פי עדות בקונגרס, נאס"א עשויה להזדקק לפחות חמש שנים של הכנה כדי להיערך משימת יירוט כזו.

ראו גם

• אומואמואה

קישורים חיצוניים

• נתוני זמן אמת של השביט, באתר TheSkyLive.com