Hale-Bopp observeret med Astronomisk Observatoriums 50 cm Schmidt teleskop i Brorfelde. Optagelsen er lavet i diset vejr lige efter solnedgang den 24/11 i synligt lys med en eksponeringstid på 100 sek.
Foto: Karl Augustesen, Astronomisk Observatorium.
Komet Hyakutake er ofte blevet kaldt en forpremiere på den store begivenhed, der kan imødeses her i første kvartal af 1997. Holder forudsigelserne stik?
Af Bjørn Franck Jørgensen
Observationer af Hale-Bopp, foretaget af undertegnede den 25. oktober under acceptable betingelser, stemte ikke helt overens med de anførte værdier i forudsigelserne. Observationerne blev udført med en 10x50 mm prismekikkert og en 15x110 mm kometsøger (begge binokulære) og gav værdier på 5,0 og 5,1 (se herunder). Tabelværdierne, der er udarbejdet af Don Yeomans fra JPL (Jet Propulsion Laboratory, Californien) den 19. august forudsagde en lysstyrke på 4,6. Det er naturligvis ikke fair at undervurdere Don Yeomans' beregninger, da de er lavet på grundlag af kvalificerede observationer tidligere på sæsonen. Det indikerer bare en negativ udvikling, som kan betyde, at vi måske skal reducere forventningerne.
Den mindre lysstyrke lovede ikke godt for den spektakulære kometbegivenhed. De mange meget positive lysstyrkebestemmelser gennem det seneste års tid har ellers givet grund til optimisme, men de hænger formentlig sammen med, at Hale-Bopp har haft en tæt række af gas- og støvudbrud fra sin kernes overflade, hvilket da også er ganske normalt for kometer, når de nærmer sig Solen.
Skalaen, man benytter til angivelser af lysstyrker for stjerner, planeter og kometer, er logaritmisk. Det vil sige, at hvert trin på skalaen svarer til en lysstyrkeforskel på 2,5 gange, og lysstyrken er større, desto mindre tallet er. De fleste af stjernerne i f.eks. Karlsvognen har lysstyrker af 2. størrelse, men da de er punktformede, vil de forekomme at være klarere at se på end en komet med en samlet lysstyrke af 2. størrelse. Man kan sammenligne lysstyrker mellem punktformede kilder og mere udstrakte objekter som f.eks. kometer ved at defokusere en kikkert. Det mere tågede indtryk af en defokuseret stjerne kan så bedre sammenlignes med kometens fremtræden.
Kometkerner opvarmes af solvarmen, og de frosne gasser fordamper både fra kernernes overflade og fra hulrum lige under deres overflade. De gejserlignende udbrud river store mængder støv med sig ud i rummet og leverer stof til såvel kometernes koma som til deres spektakulære haler.
Den samlede lysstyrke er primært et resultat af sollysets refleksion i kometens koma og udviklede hale. Da de kortperiodiske kometer oftere er i nærkontakt med solvarmen end de langperiodiske, opfører de sig også mere forudsigeligt i deres lysstyrkeudvikling. Hver gang de kortperiodiske kometer nærmer sig, begynder fordampningen at tage fart efter samme mønster - om end lysstyrken fra omløb til omløb ligger på et stadig lavere niveau. Det kræver blot en enkelt serie lysstyrkebestemmelser, hvorefter man med rimelig sikkerhed kan forudsige deres opførsel. De langperiodiske kometer - og de kometer, der kun passerer Solen en enkelt gang - er mere utilregnelige. Ofte oplever man, at fordampningen starter langt fra Solen, hvilket kan give indtryk af, at en stor og lysstærk komet er på vej. Og den formodning kan man godt have i Hale-Bopps tilfælde.
Fordampningen af de flygtigste gasser fra kernernes overfladelag starter i meget stor afstand fra Solen. Jo "yngre" kometer er, desto mere udtalt er specielt denne aktivitet. Efter gentagne solpassager virker kometkernerne til gengæld mere og mere "udbrændte".
Beregningen af, hvor lysstærk en langperiodisk komet vil ende med at blive, når den passerer Jorden og det indre Solsystem, er på samme måde afhængig af de lysstyrkevurderinger, der foretages, mens den nærmer sig.
I den formel, man benytter til beregning af lysstyrkeudviklingen, er medtaget en faktor, der tager hensyn til, hvilke forventninger, man har til den enkelte komet (se side 14).
De andre oplysninger i formlen er meget sikre og har at gøre med afstanden mellem Solen og kometen samt mellem kometen og Jorden.
Det er faktoren "n", der er den usikre størrelse. Den er stabil og velkendt for hver af de kortperiodiske kometer. Men den ændrer sig desværre for de langperiodiske, når de nærmer sig de indre og varmere egne af vort Solsystem.
Man er helt på det rene med, at kometer har det på samme måde som katte. De er nøjagtigt så utilregnelige, som det passer dem.
Baneberegninger viser, at Hale-Bopp er en langperiodisk komet med en omløbstid på 5900 år. Perioden er udregnet på grundlag af den nuværende ellipsebane i rummet, men kometen kan meget vel have haft en bane, der var anderledes tidligere.
Den opfører sig også som en typisk langperiodisk komet og har udvist betydelig aktivitet allerede på stor afstand af Solen. Forudsætningen for, at oplevelsen bliver lige så spektakulær som forventet, er, at kometkernen fortsætter med at producere gas og støv fra sin kerne - og helst i stigende omfang.
Vigtigst er dog kernens støvproduktion, idet netop støvpartiklerne bærer hovedansvaret for refleksion af sollyset - det, der skal give os en flot og lysstærk komet på nattehimlen.
Det nedslående i denne sag er så, at komet Hale-Bopp gennem det meste af august og september ikke har været så aktiv som tidligere, hvilket mine lysstyrkebestemmelser i slutningen af oktober også bekræftede. Det kunne tyde på, at denne komet må være en sjælden gæst i det indre Solsystem.
Det positive er dog, at lysstyrkeudviklingen nu er blevet mere stabil end sidste år, men altså på et lidt lavere niveau.
Mine forventninger til Hale-Bopps samlede lysstyrke under den kommende passage i marts/-april er dog stadig, at kometen vil være synlig med det blotte øje, mens den bevæger sig hen over den nordlige nattehimmel. Produktionen af støv og gas fra overfladen udvikler sig vedvarende, men i et roligere tempo end tidligere.
Ligesom det var tilfældet med komet Hyakutake, vil også Hale-Bopp til den tid være synlig i en længere periode i døgnets mørkeste timer omkring midnat.
I slutningen af marts vil kometen dog være forholdsvis langt fra Jorden, men det er der taget højde for i lysstyrkeberegningen. Den store afstand har endda den fordel, at den samlede lysstyrke ikke er spredt over et "større" areal på himlen, men koncentreret i en mindre, stjernelignende kerne og en mere markant og veldefineret hale, der vender opad - bort fra horisonten i nord, hvorunder Solen jo står.
Det vil være en oplagt idé at benytte en håndkikkert, fordi selv en mindre forstørrelse kan være med til bedre at afsløre Hale-Bopps form. Lysstyrken burde være stor nok til, at man kan benytte en middel forstørrelse på mellem 5 og 20 gange.
Ja, det er meget vanskeligt at forudsige, men sidst i oktober var min forventning, at den samlede lysstyrke ville nå en størrelsesklasse på mellem +0,5 og -0,5 i slutningen af marts.
De mest optimistiske forudsigelser vurderede en samlet lysstyrke på mellem -1,5 og -2,0. Det svarer til en lysstyrke, der kan sammenlignes med Sirius' - himlens klareste stjerne i stjernebilledet Store Hund. Hvis de meget optimistiske forudsigelser skulle vise sig at holde, burde mine observationer i slutningen af oktober snarere have ligget omkring størrelse 4,0 end på 5,0, som observationerne rent faktisk gjorde.
Den 8. november foretog jeg de sidste lysstyrkebestemmelser før bladets deadline og registrerede her en væsentlig lysstyrkeforøgelse. Allerede nogle dage før var kometen ekstrem let at identificere i håndkikkerten. Og den 8. november mente jeg endda at kunne se den med det blotte øje. Lysstyrken var klart bedre end 5. størrelsesklasse.
Oplysninger via Internet gav også visse forhåbninger om, at der alligevel kan blive noget stort ud af Hale-Bopp i slutningen af marts. På "Comet Observation Homepage" er der meget store forskelle i observatørernes bedømmelser, men tendensen er klar nok.
I perioden frem til midten af januar er afstanden mellem Solen og kometen mindre end 30°, og den vil derfor være skjult bag dagslyset. Men i slutningen af januar står Hale-Bopp til højre for Solen, og alle kometinteresserede må nu stå tidligt op, idet kometen vil være at finde i stjernebilledet Ørnen, der kan ses lavt over den østlige horisont, kort før morgendæmringen sætter ind. Teoretisk kan man også se Hale-Bopp lavt i nordvest lige efter solnedgang, men i praksis vil aftendæmringen være for generende.
I begyndelsen af februar står Hale-Bopp umiddelbart over Ørnens klareste stjerne, Altair. Herefter bevæger kometen sig ind i stjernebilledet Pilen (Sagitta) den 3. februar. På dette tidspunkt har den formentlig en samlet lysstyrke (koma og hale), der kan minde om Altairs.
Det er nu, eftersøgningen for alvor kan begynde, og det bliver meget spændende, hvor stor en lysstyrke kometen vil have, når den bliver synlig i døgnets mørke timer. Brug en håndkikkert og søg langs en fri nordøsthorisont kort før daggry. Hvis først Altair er over horisonten, skulle det være nemt at finde Hale-Bopp 15° højere oppe på himlen.
Allerede den 13. februar bevæger kometen sig ind i stjernebilledet Ræven (Vulpecula) og den 24. februar i stjernebilledet Svanen.
Den 22. februar er det fuldmåne, og i ugen derefter nærmer den aftagende Måne sig den østlige himmel, hvor Hale-Bopp også befinder sig, men dog i en mere nordøstlig retning.
I begyndelsen af marts kan Månens aftagende lysstyrke fortsat genere, men nu burde kometen være så lysstærk, at den uanset månelyset skulle være til at finde i nordnordøst allerede et par timer efter midnat.
En uges tid senere er det nymåne (9/3), og derefter er Hale-Bopp kommet så højt op på himlen, at den er blevet cirkumpolar - dvs. at kometen ikke går ned (ikke kommer under horisonten i nord). Denne gunstige situation varer helt frem til midten af april.
Lysstyrken stiger fortsat gennem hele marts måned og kulminerer iflg. beregningerne omkring den 28. marts. Næsten samtidig opnår Hale-Bopp sin højeste position på himlen. Med en deklination på +45,7° står den lige så højt som stjernen Deneb i stjernebilledet Svanen - men et godt stykke til venstre herfor. Det er en fordel at have en nogenlunde fri nordhorisont, for med en deklination på +46° kommer kometen så langt ned som 11° over den nordlige horisont under nedre kulmination.
Halen vender heldigvis opad, så mon ikke der trods alt er en god oplevelse i vente for de kometinteresserede i slutningen af marts.
Det er fuldmåne den 24. marts, og i nogle dage før og efter kan den skyfri himmel godt være præget af månelyset, men det kommer heldigvis fra syd i modsat retning af kometen.
Da Hale-Bopp er oppe hele natten, kan man frit vælge et hvilket som helst tidspunkt mellem solnedgang og solopgang til at observere i - så måske skulle man i marts/april snarere planlægge sine observationer efter Solens og Månens op- og nedgange.
Formlen til beregning af en komets lysstyrkeudvikling har følgende udformning:
m = M + 5 log(delta) + 2,5 n log(r),
hvor "m" er den observerede lysstyrke, "M" er den absolutte lysstyrke, "delta" er afstanden mellem Jorden og kometen udtrykt i astronomiske enheder (AE), "r" er afstanden mellem kometen og Solen, ligeledes udtrykt i AE (én astronomisk enhed svarer til middelafstanden mellem Jorden og Solen - 149,6 mio. km), og "n" er en faktor for de forventninger, man har til kometen.
Den observerede lysstyrke er, hvad man iagttager fra Jorden. Den absolutte lysstyrke er en størrel se, der skal fortælle os noget om kometens egentlige selvstændige lysstyrke - en lysstyrke, som kometen ville have i afstanden én AE fra Jorden, mens den ligeledes ville befinde sig én AE fra Solen.
I komet Hale-Bopps tilfælde indikerer denne størrelse ("M"), at der er tale om en meget lysstærk komet, men uheldigvis er den absolutte lysstyrke slet ikke så absolut endda. Gennem den tid, vi har observeret kometen, har denne størrelse ændret sig en del.
Størrelsen "5 log(delta)" tager hensyn til, hvordan lysstyrken afhænger af den skiftende Jord-komet-afstand ("delta"). Det er en omvendt kvadratlov, hvor lysstyrken falder og stiger med kvadratet på afstandsændringen, således at hvis afstanden halveres, stiger lysstyrken til det firdobbelte. Reduceres afstanden til en tredjedel, stiger lysstyrken 9 gange. Denne regel gælder i øvrigt for alle punktformede lyskilder. Det sidste led "2,5 n log(r)" beskriver ændringen i lysstyrken som funktion af ændringen i Sol-komet-afstanden ("r").
Hvis kometens lysstyrke alene var bestemt af reflekteret sollys, ville "n" være lig med 2. Funktionen "2,5 n log(r)" omskrives til "5 log(r)", og dermed svarer den så til den omvendte kvadratlov.
Men kometens kerne producerer både støv og gas og ophober derved mere og mere stof omkring sig. Denne voksende koma reflekterer derfor stadig mere sollys. Desuden får energien i sollyset også gasserne til at fluorescere - udsende lys.
En konsekvens heraf bliver så, at en komets lysstyrke typisk vokser dramatisk, når den nærmer sig Solen. Værdien af "n" fortæller, hvor hurtigt denne ændring sker. For "n"=4, der gælder for de fleste kometer, betyder det, at en halvering af afstanden mellem Solen og kometen giver en lysstyrkeudvikling på hele 16 gange. Denne størrelse er imidlertid meget svær at bestemme, når afstanden er stor - og specielt for de helt utilregnelige langperiodiske kometer som Hale-Bopp.
De to størrelser "n" og "M" er de mest interessante. De bestemmer variationen og udviklingen i kometens egentlige lysstyrke. "M" kan man regne ud, når man er nogenlunde sikker på "m" og kender kometens afstand til Jorden og til Solen, mens "n" er meget sværere at få hold på.