Komet Hale–Bopp

Penemuan

Pada 23 Julai 1995, Alan Hale dan Thomas Bopp telah menemui komet ini, kedua-duanya di Amerika Syarikat.
Hale telah meluangkan banyak masa beliau untuk mencari komet tetapi tidak berjaya dan menjejaki komet yang dikenali melalui lorong masuk di New Mexico sebelum beliau terlihat komet Hale–Bopp sejurus selepas waktu tengah malam. Komet itu mempunyai magnitud ketara 10.5 dan terletak berdekatan dengan gugusan glob M70 di buruj Pemanah. Hale menyatakan bahawa tiada objek langit dalam lain yang berhampiran M70. Beliau kemudiannya merujuk direktori komet yang diketahui lalu mendapati bahawa komet itu masih belum diketahui di kawasan langit itu. Setelah beliau menetapkan bahawa objek yang ditemui itu bergerak secara relatif pada latar bintang, beliau mengirimkan e-mel kepada Biro Pusat Telegram Astronomi (CBAT), gedung penjelasan untuk penemuan astronomi.
Bopp bersama rakannya keluar berdekatan Stanfield, Arizona untuk memerhati gugusan bintang dan galaksi apabila beliau secara tidak sengaja ternampak komet itu melalui kanta mata teleskop rakannya. Beliau tersedar mungkin beliau melihat sesuatu yang baru, seperti Hale, apabila beliau memeriksa peta bintangnya untuk menentukan jika ada objek langit dalam yang lain berdekatan dengan M70 dan mendapati ia tidak ada. Beliau menghubungi CBAT melalui telegram Western Union. Brian G. Marsden yang merupakan pengarah di biro itu sejak 1968, ketawa, sambil berkata, "Tiada sesiapa menghantar telegram lagi. Maksud saya, apabila waktu telegram itu tiba, Alan Hale telah pun mengirim e-mel kepada kami tiga kali dengan koordinat yang dikemas kini."
Pada pagi berikutnya, ia disahkan bahawa komet yang dijumpai merupakan yang baru dan ia diberi designasi C/1995 O1. Penemuannya diumumkan dalam pekeliling 6187 Kesatuan Astronomi Antarabangsa.

Pemerhatian awal

Kedudukan orbit Hale–Bopp telah dihitung sebagai 7.2 unit astronomi (AU) dari Matahari, meletakkannya di antara Musytari dan Zuhal, dan setakat ini ia adalah komet dengan jarak yang paling jauh dari Bumi yang pernah ditemui oleh amatur. Kebanyakkan komet pada jarak ini sangatlah malap dan tidak menunjukkan aktiviti yang boleh dicerap, tetapi Hale–Bopp sudah mempunyai koma boleh amati. Satu imej yang diambil oleh Teleskop Anglo-Australia (AAT) pada 1993 mendapati untuk menunjukkan komet tanpa disedari kemudiannya berada 13 AU dari Matahari, satu jarak di mana kebanyakan komet pada dasarnya tidak dapat diperhati (komet Halley 100 kali lebih malap pada jarak yang sama dari Matahari). Analisis kemudiannya menunjukkan bahawa nukleus kometnya mempunyai garis pusat 60±20 kilometer, kira-kira enam kali lebih besar saiz Halley.
Jaraknya yang jauh dan aktivitinya yang mengejutkan menunjukkan Hale–Bopp mungkin menjadi sangat terang apabila ia mencecah perihelion pada 1997. Walau bagaimanapun, ahli sains komet masih berwaspada – komet boleh menjadi sangat tidak diduga dan banyak mempunyai letusan besar pada jarak jauh sahaja untuk mengurangkan kecerahannya nanti. Misalnya, komet Kohoutek pada 1973 telah disebut-sebut sebagai 'komet abad ini' dan ternyata ia tidak mengagumkan.

Perihelion

Hale–Bopp menjadi boleh dilihat pada mata kasar pada Mei 1996 dan walaupun kadar kecerahannya berkurangan dengan ketara pada separuh akhir tahun itu, ahli sains masih optimistik bahawa ia akan menjadi sangat terang. Ia juga sejajar terlalu rapat dengan Matahari untuk diperhatikan pada Disember 1996, tetapi apabila ia muncul semula pada Januari 1997, ia telah pun cerah secukupnya untuk dilihat oleh sesiapa walaupun dari bandar besar dengan langit yang dicemari cahaya.
Internet menjadi satu fenomena yang berkembang pada ketika itu dan pelbagai laman sesawang yang menjejak kemajuan komet dan menyediakan imej harian dari serata dunia menjadi sangat terkenal. Internet memainkan peranan yang besar dalam menggalakkan minat orang awam terhadap komet Hale–Bopp di mana keadaan ini belum pernah jadi sebelumnya.
Apabila komet menghampiri Matahari, ia terus menjadi terang, bersinar dalam magnitud kedua pada bulan Februari dan menunjukkan pasangan ekor yang berkembang; ekor gas biru menunjuk terus dari Matahari dan ekor debu kekuningan melengkung jauh di sepanjang orbitnya. Pada 9 Mac, gerhana bulan berlaku di China, Mongolia dan timur Siberia membenarkan pemerhati di situ untuk melihat komet pada waktu siang. Hale–Bopp berada paling dekat dengan Bumi pada 22 Mac 1997 dengan jarak 1.315 AU.
Setelah melepasi perihelion pada 1 April 1997, komet itu berkembang menjadi pemandangan yang menakjubkan. Ia menyinar lebih terang berbanding mana-mana bintang kecuali Sirius dan ekor debunya menjangkau 40–45 darjah merentasi langit. Komet itu boleh dilihat dengan jelas sebelum langit menjadi semakin gelap setiap malam dan ketika banyak komet besar berhampiran Matahari ketika melewati perihelion, komet Hale–Bopp boleh dilihat sepanjang malam oleh para pemerhati di hemisfera utara.

Selepas perihelion

Selepas melepasi perihelion, komet Hale–Bopp bergerak ke hemisfera cakerawala selatan. Komet itu kurang menarik bagi para pemerhati di hemisfera selatan tetapi mereka yang berada di selatan dapat melihat komet itu memudar secara beransur-ansur dari pandangan pada separa kedua tahun 1997. Pemerhatian mata kasar terakhir telah dilaporkan pada Disember 1997, bermakna komet itu tetap boleh dilihat tanpa bantuan untuk 569 hari atau kira-kira 18 setengah bulan. Rekod sebelumnya ditetapkan oleh Komet Besar 1811, yang boleh dilihat dengan mata kasar untuk kira-kira 9 bulan.
Hale–Bopp terus memudar ketika ia suram, tetapi ia masih boleh dijejaki oleh ahli falak. Pada Oktober 2007, 10 tahun selepas perihelion dan pada jarak 25.7 AU dari Matahari, komet itu masih aktif yang didorong oleh pengesanan koma yang dipacu oleh CO. Imej-imej yang diambil oleh Balai Cerap Angkasa Herschel pada 2010 mencadangkan bahawa komet Hale–Bopp dilitupi oleh lapisan ibun segar.
Komet itu sekali lagi dikesan pada Disember 2010 apabila ia 30.7 AU dari Matahari dan pada 7 Ogos 2012 dengan jarak 33.2 AU. Ahli falak menjangkakan komet itu akan tetap boleh dilihat dengan teleskop besar sehingga mungkin 2020, di mana ia akan mendekati magnitud ke-30. Pada masa itu, ia akan menjadi sangat sukar untuk membezakan komet itu daripada sejumlah besar galaksi jauh yang mempunyai kecerahan serupa.

Perubahan orbit

Komet ini mungkin membuat perihelion sebelum ini pada 4,200 tahun yang lalu, pada Julai 2215 BCE. Anggaran terdekatnya dengan Bumi adalah 1.4 AU dan ia mungkin diperhatikan pada zaman Mesir Purba ketika pemerintahan dinasti keenam Firaun Pepi II (pemerintahan: 2247 – c.2216 BCE). Piramid Pepi di Saqqara mengandungi teks yang merujuk kepada "bintang-nhh" sebagai pendamping firaun di syurga, di mana "nhh" merupakan hieroglif untuk rambut panjang.
Hale–Bopp mungkin mengalami pelanggaran berhampiran Musytari pada awal Jun 2215 BCE, yang mungkin menyebabkan perubahan dramatik dalam orbitnya dan 2215 BCE mungkin telah menjadi laluan pertama melalui Sistem Suria dalam. Orbit semasa komet hampir berserenjang dengan satah ekliptik, jadi pendekatan yang lebih hampir dengan planet adalah jarang untuk berlaku. Walau bagaimanapun, pada April 1996 komet itu berada jarak 0.77 AU dari Musytari, di mana orbitnya cukup hampir untuk terjejas disebabkan oleh graviti planet. Orbit komet dipendekkan dengan ketara kepada tempoh kira-kira 2,533 tahun dan ia akan kembali ke Sistem Suria dalam sekitar tahun 4385. Jarak terjauhnya dari Matahari (afelion) adalah kira-kira 370 AU, dikurangkan daripada 525 AU.
Kebarangkalian yang dianggarkan untuk Hale–Bopp menyerang pada laluan akan datang melalui Sistem Suria dalam adalah jauh, kira-kira 2.5×10−⁹ per orbit. Bagaimanapun, dengan garis pusat nukleus komet sekitar 60 kilometer, kesan bagi impak tersebut adalah dahsyat. Weissman secara konservatif menganggar garis pusatnya adalah 35 km; ketumpatan yang dianggarkan adalah 0.6 g/cm³ kemudian memberikan jisim komet kepada 1.3×1019 g. Pada halaju impak yang mungkin adalah 52.5 km/s, tenaga impak boleh dihitung sebagai 1.9×1032 erg atau 4.4×109 megatan, kira-kira 44 kali tenaga yang dianggarkan bagi kesan impak K-T.
Dalam banyak orbit, kesan kumulatif usikan graviti pada komet dengan kecondongan orbit yang tinggi dan jarak perihelion yang kecil secara umumnya mengurangkan jarak perihelion kepada nilai yang sangat kecil. Hale–Bopp mempunyai kira-kira 15% peluang yang akhirnya menjadi komet sungrazing melalui proses ini.

Hasil saintifik

Komet Hale–Bopp telah diperhatikan secara intensif oleh ahli falak ketika laluan perihelionnya dan beberapa kemajuan penting dalam sains komet adalah hasil daripada pemerhatian ini. Kadar penghasilan debu komet adalah sangat tinggi (sehingga 2.0×10⁶ kg/s), yang mungkin menjadikan koma dalamnya secara optik lebih tebal. Berdasarkan ciri-ciri butiran debu—suhu tinggi, albedo tinggi dan ciri pancaran silikat 10 μm yang kuat — ahli falak menyimpulkan butiran debu iu adalah lebih kecil daripada yang diperhatikan pada mana-mana komet yang lain.
Hale–Bopp menunjukkan pengutuban linear yang paling tinggi pernah dikesan untuk mana-mana komet. Pengutuban sedemikian adalah hasil sinaran suria yang bertaburan oleh zarah-zarah debu di dalam koma komet dan bergantung pada sifat butiran. Ia mengesahkan lagi bahawa butiran debu di dalam komet itu adalah lebih kecil daripada yang disimpulkan dalam komet-komet lain.

Ekor natrium

Salah satu penemuan yang paling luar biasa adalah komet itu mempunyai ekor jenis ketiga. Sebagai tambahan kepada ekor gas dan habuk yang diketahui, Hale–Bopp juga mempamerkan ekor natrium yang malap, hanya boleh dilihat dengan alatan berkuasa dengan penapis khas. Pancaran natrium sebelum ini diperhatikan pada komet-komet lain, tetapi ia tidak ditunjukkan pada bahagian ekor. Ekor natrium Hale–Bopp mengandungi atom neutral (bukan ion) dan dipanjangkan kepada kira-kira 50 juta kilometer.
Sumber natrium muncul dari koma dalam, walaupun ia tidak semestinya daripada nukleus. Terdapat beberapa mekanisme yang mungkin untuk menjana sumber atom-atom natrium, termasuklah pelanggaran di antara butiran debu yang mengelilingi nukleus dan "percikan" natrium daripada butiran debu oleh cahaya ultralembayung. Tiada mekanisme utama yang bertanggungjawab untuk menghasilkan ekor natrium Hale–Bopp dan komponen-komponen yang sempit dan meresap ekor itu mungkin mempunyai asalan yang berlainan.
Sementara ekor debu komet secara kasarnya mengikut laluan orbit komet dan ekor gas menunjukkan hampir jauh secara langsung dari Matahari, ekor natrium muncul berada di antara kedua-duanya. Ini bererti atom natrium didorong menjauhi dari kepala komet oleh tekanan sinaran.

Limpahan deuterium

Limpahan deuterium dalam komet Hale–Bopp dalam bentuk air berat telah dijumpai dua kali lebih banyak berbanding lautan Bumi. Jika limpahan deuterium adalah biasa untuk kesemua komet, ini menunjukkan bahawa walaupun impak komet diangap sebagai sumber sejumlah besar air di Bumi, ia tidak boleh menjadi satu-satunya sumber.
Deuterium juga dikesan dalam banyak sebatian hidrogen lain dalam komet. Nisbah deuterium kepada hidrogen biasa telah dijumpai berbeza dari sebatian ke sebatian, di mana ahli falak mempercayai bahawa ais komet telah dibentuk dalam awan antara najam, bukannya di nebula suria. Pemodelan teori pembentukan ais dalam awan antara najam mencadangkan bahawa komet Hale–Bopp terbentuk pada suhu sekitar 25–45 Kelvin (K).

Organik

Pemerhatian spektroskopik komet Hale–Bopp mededahkan kehadiran banyak bahan kimia organik; beberapa daripadanya tidak pernah dikesan pada komet-komet sebelumnya. Molekul-molekul kompleks ini mungkin wujud di dalam nukleus komet atau mungkin disintesiskan oleh tindak balas dalam komet.

Pengesanan argon

Komet Hale–Bopp merupakan komet pertama di mana gas adi argon dikesan. Gas-gas adi secara kimianya adalah lengai dan meruap dengan tinggi, dan kerana unsur-unsur adi yang berlainan mempunyai suhu pemejalwapan yang berbeza, ia boleh digunakan untuk menyelidik sejarah suhu air komet. Kripton mempunyai suhu pemejalwapan 16–20 K dan telah dijumpai menyusut lebih daripaa 25 kali berbanding dengan kelimpahan suria, manakala argon dengan suhu pemejalwapan yang lebih tinggi pula diperkaya. Bersama-sama pemerhatian ini menandakan bahawa bahagian dalam Hale–Bopp selalunya lebih sejuk daripada 35–40 K tetapi pernah mengalami keadaan lebih hangat daripada 20 K. Kecuali nebula suria jauh lebih sejuk dan lebih kaya dengan argon daripada yang dipercayai secara umum, ini mencadangkan bahawa komet itu terbentuk di luar Neptun dalam rantau lingkaran Kuiper dan kemudiannya berhijrah ke luar ke awan Oort.

Putaran

Aktiviti dan menyahgas komet Hale–Bopp tidak tersebar secara seragam ke atas nukleusnya tetapi sebaliknya datang daripada pancutan tertentu. Pemerhatian bahan yang mengalir keluar dari pancutan ini mebenarkan ahli falak untuk mengukur tempoh putaran komet, yang didapati kira-kira 11 jam 46 minit.

Persoalan nukleus perduaan

Pada 1997, suatu kertas telah diterbitkan yang menghipotesiskan kewujudan nukleus perduaan untuk menerangkan sepenuhnya corak yang diamati pada pancaran debu Hale–Bopp yang diperhatikan pada Oktober 1995. Kertas itu berdasarkan pada analisis teori dan tidak menuntut pengesanan pemerhatian nukleus satelit yang dicadangkan, tetapi menganggarkan bahawa ia akan mempunyai garis pusat kira-kira 30 kilometer (km) dengan nukleus utama berada sekitar 70 km, dan akan mengorbit dalam tiga hari pada jarak kira-kira 180 km. Analisis ini disahkan dengan pemerhatian pada 1996 yang menggunakan Wide-Field Planetary Camera 2 (maksud: Kamera Planet Bidang Lebar 2) dari Teleskop Angkasa Hubble yang telah mengambil imej-imej komet yang mendedahkan satelit itu.
Walaupun pemerhatian menggunakan optik telun pada lewat 1997 dan awal 1998 menunjukkan puncak berganda dalam kecerahan nukleus, kontroversi masih wujud sama ada pemerhatian sedemikian hanya boleh dijelaskan oleh nukleus perduaan. Penemuan satelit tidak disahkan oleh pemerhatian-pemerhatian lain. Tambahan lagi, walaupun komet itu telah diperhatikan untuk memecah sebelum ini, tiada kes sebelum ini yang dijumpai bagi nukleus perduaan yang stabil. Memandangkan jisim komet yang sangat kecil, orbit nukleus perduaan akan mudah terganggu oleh graviti Matahari dan planet-planet.

UFO dan makhluk asing

Pada November 1996, ahli falak amatur Chuck Shramek (1950–2000) dari Houston, Texas mengambil imej peranti cas terganding (CCD) komet, yang menunjukkan objek berdekatan yang memanjang sedikit dan kabur. Apabila atur cara pemaparan langit pada komputernya tidak mengenal pasti objek itu, Shramek menelefon rancangan Art Bell di saluran radio Coast to Coast AM untuk mengumumkan bahawa beliau menemui "objek seperti Zuhal" yang mengikuti Hale–Bopp. Bagi peminat objek terbang tidak dikenal pasti (UFO) seperti Courtney Brown, beliau membuat kesimpulan bahawa terdapat kapal angkasa makhluk asing yang mengekori komet itu.
Beberapa ahli falak termasuklah Alan Hale mendakwa objek itu hanyalah bintang bermagnitud 8.5, SAO141894, yang tidak muncul pada atur cara komputer Shramek kerana keutamaan penggunanya tidak ditetapkan dengan betul. Kemudian, Art Bell juga mendakwa lagi telah memperoleh satu imej objek itu daripada seorang ahli astrofizik yang tidak dikenali yang akan mengesahkan penemuannya. Bagaimanapun, ahli falak Olivier Hainaut dan David J. Tholen dari Universiti Hawaii menyatakan gambar tersebut hanyalah salinan yang diubah suai daripada salah satu imej komet mereka sendiri.
Beberapa bulan kemudian pada Mac 1997, 39 ahli kultus Heaven's Gate (maksud: Pagar Syurga) melakukan bunuh diri secara beramai-ramai dengan tujuan untuk berteleportasi ke kapal angkasa yang mereka percaya terbang di belakang komet.
Nancy Lieder telah mendakwa bahawa beliau menerima pesanan daripada makhluk asing melalui implan di otaknya, menyatakan bahawa Hale–Bopp merupakan cereka yang direka untuk mengalih perhatian daripada kedatangan "Nibiru" atau "Planet X", suatu planet gergasi yang mana laluannya akan mengganggu putaran Bumi, lalu menyebabkan bencana sejagat. Walaupun tarikh asal Lieder untuk kejadian itu iaitu pada Mei 2003 berlalu tanpa insiden, ramalan yang pasti akan kedatangan Nibiru diteruskan oleh tapak-tapak web konspirasi, kebanyakkannya terikat kepada fenomena 2012.

Legasi

Tempoh penampakan yang panjang dan liputan yang meluas di media bererti Hale–Bopp mungkin merupakan komet yang paling banyak diperhatikan dalam sejarah, memberikan impak yang lebih besar kepada orang awam berbanding kedatangan semula komet Halley pada 1986 dan sudah pasti ia dilihat oleh lebih ramai orang berbanding yang menyaksikan penampilan Halley sebelumnya. Contohnya, 69% rakyat Amerika telah melihat Hale–Bopp pada 9 April 1997.
Komet ini juga komet yang memecah rekod sebagai komet terjauh dari Matahari yang ditemui oleh amatur dengan nukleus komet terbesar yang dapat diukur dengan baik selepas 95P/Chiron dan ia boleh dilihat dengan mata kasar untuk dua kali lebih lama berbanding pemegang rekod sebelumnya. Ia juga lebih terang daripada magnitud 0 selama lapan minggu, lebih lama berbanding mana-mana komet yang pernah direkodkan.
Hale–Bopp juga adalah "komet terakhir yang disaksikan oleh Shoemakers bersama" selepas Gene Shoemaker dan isterinya Carolyn terlibat dalam kemalangan kereta selepas mengambil gambar komet. Gene meninggal dalam kejadian itu dan abunya dihantar ke Bulan bersama-sama sekeping gambar komet Hale–Bopp. Beliau berdua dikenali melalui penemuan bersama komet Shoemaker–Levy 9.