C/1996 B2 (Hyakutake)

Penemuan

Komet Hyakutake ditemui pada 31 Januari 1996 oleh Yuji Hyakutake, seorang ahli falak amatur dari selatan Jepun. Beliau telah mencari komet selama bertahun-tahun dan telah berpindah ke wilayah Kagoshima, sebahagiannya untuk mendapatkan langit yang gelap di kawasan luar bandar berdekatan. Beliau telah menggunakan set binokular berkuasa dengan kanta objektif 150 milimeter (6 in) untuk memerhati langit pada malam ketika komet itu ditemui.
Komet itu sebenarnya merupakan komet Hyakutake kedua; Hyakute telah menemui komet C/1995 Y1 (turut dikenali sebagai komet Hyakutake) beberapa minggu lebih awal. Semasa memerhatikan semula komet pertamanya (tidak pernah kelihatan pada mata kasar) dan kawasan sekeliling langit, Hyakutake terkejut apabila beliau menjumpai komet lain di kedudukan yang hampir sama dengan komet yang pertama. Sukar untuk mempercayai penemuan kedua tersebut yang tidak lama selepas penemuan pertama, Hyakute melaporkan penemuannya kepada Balai Cerap Astronomi Kebangsaan pada pagi berikutnya. Pada hari kemudian itu, penemuan tersebut disahkan oleh pemerhatian bebas.
Pada waktu penemuan itu, komet menyinar pada magnitud 11.0 dan mempunyai anggaran koma 2.5 arka minit. Jarak komet itu dianggarkan 2 unit astronomi (AU) dari Matahari. Kemudian, imej prapenemuan komet telah dijumpai pada fotograf yang diambil pada 1 Januari apabila komet berada kira-kira 2.4 AU dari Matahari dan mempunyai magnitud 13.3.

Orbit

Apabila pengiraan pertama orbit komet dibuat, para ahli sains sedar bahawa ia akan melewati hanya 0.1 AU dari Bumi pada 25 Mac. Hanya empat komet pada abad sebelumnya yang telah melewati pada jarak lebih dekat. Komet Hale–Bopp telah dibincangkan sebagai "komet besar" yang mungkin; komuniti ilmu falak akhirnya sedar bahawa Hyakutake mungkin juga menjadi komet yang menakjubkan kerana jaraknya yang dekat.
Orbit komet Hyakutake kali terakhir berada di Sistem Suria dalam kira-kira 17,000 tahun lebih awal. Sebab ia mungkin melewati dekat dengan Matahari beberapa kali sebelum ini, keterhampiran pada tahun 1996 tidak mungkin merupakan kedatangan yang sulung dari awan Oort, satu tempat di mana komet-komet dengan tempoh orbit berjuta-juta tahun datang. Komet-komet yang memasuki Sistem Suria dalam untuk pertama kalinya mungkin menjadi cerah dengan pantas sebelum menjadi pudar apabila menghampiri Matahari, kerana lapisan bahan meruap yang tinggi menyejat. Kejadian ini juga berlaku kepada komet Kohoutek pada 1973; ia pada mulanya disebut-sebut sebagai komet yang berpotensi menakjubkan, tetapi hanya muncul dengan kecerahan sederhana. Komet-komet yang lebih tua menampilkan corak kecerahan yang lebih konsisten. Oleh itu, semua petunjuk yang dicadangkan menunjukkan bahawa komet Hyakutake akan menjadi cerah.
Selain menghampiri Bumi dengan dekat, komet itu juga boleh dilihat pada sepanjang malam bagi pemerhati di hemisfera utara pada jarak terdekat kerana laluannya yang melewati sangat hampir dengan bintang kutub. Kejadian ini mungkin menjadi luar biasa, kerana kebanyakan komet berada dekat dengan Matahari di langit ketika komet dalam keadaan paling cerah, menjadikan komet yang kelihatan di langit tidak sepenuhnya gelap.

Laluan Bumi

Komet Hyakutake menjadi boleh dilihat dengan mata kasar pada awal Mac 1996. Pada pertengahan bulan Mac, komet itu masih lagi biasa-biasa, menyinar pada magnitud ke-4 dengan panjang ekor kira-kira 5 darjah. Apabila ia berada pada kedudukan terdekat dengan Bumi, ia dengan pantas menjadi lebih cerah, dan ekornya memanjang. Pada 24 Mac, komet itu merupakan salah satu objek paling cerah di langit malam dan ekornya memanjang sehingga 35 darjah. Komet itu mempunyai warna hijau laut yang jelas.
Kedudukan terdekat berlaku pada 25 Mac. Komet Hyakutake telah bergerak dengan begitu pantas merentasi langit malam, di mana pergerakannya boleh dikesan terhadap bintang-bintang dalam beberapa minit; ia meliputi garis pusat bagi bulan penuh (separuh darjah) setiap 30 minit. Para pemerhati menganggarkan magnitudnya adalah sekitar 0 dan panjang ekor sehingga 80 darjah telah dilaporkan. Koma kometnya yang kini dekat dengan zenit pemerhati di pertengahan garis lintang, muncul pada anggaran 1.5 hingga 2 darjah rentas, kira-kira empat kali garis pusat bulan purnama. Walaupun dengan mata kasar, kepala komet muncul dengan jelas dalam warna hijau kerana pancaran kuat daripada karbon dwiatom (C₂).
Disebabkan Hyakutake berada dalam keadaan paling cerah hanya untuk beberapa hari, ia tidak mempunyai masa untuk memberi pengaruh kepada imaginasi orang awam seperti yang komet Hale–Bopp berikan pada tahun berikutnya. Ramai pemerhati khususnya di Eropah tidak dapat memerhati komet pada kemuncaknya kerana keadaan cuaca yang tidak baik.

Perihelion dan selepasnya

Selepas berada dekat dengan Bumi, komet Hyakutake memudar pada kira-kira magnitud ke-2. Ia mencecah perihelion pada 1 Mei 1996, menjadi cerah semula dan memperlihatkan ekor debu selain ekor gas yang ditunjukkan ketika ia melewati Bumi. Ketika waktu itu, ia berada dekat dengan Matahari dan tidak mudah untuk dilihat. Ia diperhatikan melewati perihelion oleh satelit pemerhatian Matahari SOHO, yang juga merakamkan lentingan jisim korona yang besar, terbentuk pada waktu yang sama. Jaraknya dari Matahari pada perihelion ialah 0.23 AU iaitu berada dalam orbit Utarid.
Selepas laluan perihelionnya, Hyakutake memudar dengan pantas dan telah hilang daripada penglihatan mata kasar pada penghujung bulan Mei. Laluan orbitnya membawanya dengan pantas ke langit selatan, tetapi perihelion seterusnya, ia menjadi lebih kurang dipantau. Pemerhatian diketahui yang terakhir bagi komet itu adalah pada 2 November.
Komet itu melepasi Sistem Suria dalam kira-kira 17,000 tahun dahulu; interaksi graviti dengan gergasi gas semasa laluan tahun 1996 telah memanjangkan orbitnya dengan banyak, dan baripusat yang dipadankan pada orbit komet meramalkan bahawa ia tidak akan ke Sistem Suria dalam untuk kira-kira 70,000 tahun.

Kapal angkasa melewati ekor komet

Kapal angkasa Ulysses melewati ekor komet secara tidak dijangka pada 1 Mei 1996. Bukti pertembungan itu tidak disedari sehinggalah tahun 1998. Ahli-ahli falak yang menganalisis data lama mendapati bahawa alatan Ulysses telah mengesan penurunan bilangan proton yang besar berlalu serta perubahan dalam arah dan kekuatan medan magnet tempatan. Dapatan ini menunjukkan bahawa kapal angkasa itu telah menyeberang 'keracak' objek, kemungkinan besar merupakan komet; objek yang bertanggungjawab menyebabkan kejadian itu tidak dikenal pasti dengan segera.
Pada tahun 2000, dua pasukan menganalisis peristiwa yang sama secara bebas. Pasukan magnetometer sedar bahawa perubahan arah medan magnet yang disebutkan di atas bersetuju dengan corak "berjuntai" dijangka dalam ion komet, atau ekor plasma. Pasukan itu mencari benda disyaki yang mungkin. Tiada komet-komet yang diketahui berada berhampiran dengan satelit, tetapi kelihatan lebih jauh, mereka menjumpai bahawa Hyakutake berada pada jarak 500×106 km (3.3 AU) jauhnya, telah melintasi satah orbit Ulysses pada 23 April 1996. Angin suria dengan halaju kira-kira 750 km/s (470 bt/s) pada waktu itu, di mana dengan kelajuan itu, ia mengambil masa lapan hari untuk ekor komet untuk berada di mana kapal angkasa itu terletak pada 3.73 AU, kira-kira 45 darjah luar daripada satah ekliptik. Orientasi ekor komet yang disimpulkan daripada ukuran medan magnet dipersetujui dengan sumber yang terletak pada satah orbit komet Hyakutake.
Pasukan lain yang mengkaji data daripada spektometer komposisi ion kapal angkasa, menemui pancang besar secara tiba-tiba pada aras terkesan zarah-zarah terion pada masa yang sama. Kelimpahan relatif unsur-unsur kimia yang dikesan menunjukkan bahawa objek yang bertanggungjawab pastinya merupakan sebuah komet.
Berdasarkan pertembungan Ulysses, ekor komet diketahui sekurang-kurangnya 570 juta kilometer (360 juta batu; 3.8 AU) panjang. Ini hampir dua kali lebih panjang berbanding ekor komet terpanjang yang diketahui iaitu Komet Besar 1843, dengan panjang ekor 2.2 AU.

Komposisi

Para pemerhati bumi menjumpai etana dan metana di dalam komet, kali pertama salah satu gas ini telah dikesan dalam komet. Analisis kimia menunjukkan kelimpahan etana dan metana adalah lebih kurang sama, yang mungkin membayangkan bahawa ais-ais komet terbentuk di ruang antara bintang, jauh dari Matahari, di mana ia mungkin akan menyejat molekul-molekul meruap itu. Ais-ais komet Hyakutake mesti telah terbentuk pada suhu 20 Kelvin atau kurang, menandakan bahawa ia telah terbentuk dalam awan antara bintang yang lebih tumpat daripada biasa.
Jumlah deuterium di dalam ais air komet telah ditentukan melalui pemerhatian spektroskopik. Telah dijumpai bahawa nisbah deuterium kepada hidrogen (diketahui sebagai nisbah D-H) ialah kira-kira 3×10⁻⁴, berbanding nilai dalam lautan Bumi iaitu kira-kira 1.5×10⁻⁴. Ia diusulkan bahawa pelanggaran komet dengan Bumi mungkin membekalkan sebahagian besar air di lautan, tetapi nisbah D-H yang tinggi yang diukur pada Hyakutake dan komet lain seperti Hale–Bopp dan Halley menimbulkan masalah untuk teori ini.

Pancaran sinar-X

Salah satu perkara yang memeranjatkan bagi laluan komet Hyakutake melalui Sistem Suria dalam ialah penemuan mengenai pemancaran sinar-X, dengan pemerhatian yang dibuat menggunakan satelit ROSAT mendedahkan pancaran sinar-X yang sangat kuat. Pancaran ini merupakan pertama kali sesebuah komet didapati untuk melakukan sedemikian, tetapi para ahli falak tidak lama kemudian mendapati hampir kesemua komet yang mereka lihat memancarkan sinar-X. Pancaran daripada komet Hyakutake ialah yang paling cerah dalam bentuk bulan sabit mengelilingi nukleus dengan penghujung bentuk sabit menunjuk jauh dari Matahari.
Sebab pancaran sinar-X dianggap sebagai gabungan dua mekanisme. Saling-saling tindak antara zarah angin suria bertenaga dengan bahan komet yang menyejat daripada nukleusnya berkemungkinan besar menyumbang kepada kesan ini. Pantulan sinar-X suria dilihat dalam objek-objek Sistem Suria yang lain seperti bulan, tetapi pengiraan ringkas mengandaikan kebolehpantulan sinar-X tertinggi yang mungkin bagi setiap molekul atau ira debu tidak dapat menerangkan majoriti fluks yang diperhatikan daripada Hyakutake, kerana atmosfera kometnya sangat halus dan resap. Pemerhatian pada komet C/1999 S4 (LINEAR) dengan satelit Chandra pada tahun 2000 menentukan bahawa sinar-X yang diperhatikan daripada komet itu dihasilkan terutamanya oleh perlanggaran pertukaran cas di antara ion-ion kecil karbon, oksigen dan nitrogen bercas tinggi dalam angin suria serta air, oksigen dan hidrogen neutral di dalam koma komet.

Saiz dan aktiviti nukleus

Hasil keputusan radar daripada Balai Cerap Arecibo menunjukkan bahawa panjang rentas nukleus komet ialah kira-kira 4.8 kilometer (3.0 bt) dan dikelilingi oleh zarah-zarah tiupan bersaiz kerikil dikeluarkan dalam beberapa meter per saat. Ukuran saiz ini berpadanan dengan anggaran tidak langsung menggunakan pancaran inframerah dan pemerhatian radio.
Saiz nukleus yang kecil (panjang rentas nukleus komet Halley ialah kira-kira 15 kilometer, manakala komet Hale–Bopp pula 60 kilometer) menunjukkan komet Hyakutake semestinya sangat aktif untuk menjadi begitu cerah. Kebanyakan komet melalui nyahgas daripada sebahagian kecil permukaannya, tetapi kebanyakan atau semua permukaan Hyakutake kelihatannya telah aktif. Kadar penghasilan debu telah dianggarkan kira-kira 2×10³ kg/s pada awal bulan Mac, meningkat kepada 3×10⁴ apabila komet mencecah perihelion. Pada tempoh yang sama, halaju lentingan debu meningkat daripada 50 m/s kepada 500 m/s.
Pemerhatian bahan yang dilenting daripada nukleus membenarkan ahli-ahli falak untuk menetapkan tempoh putarannya. Apabila komet melewati Bumi, kepulan atau tompok bahan yang besar diperhatikan telah melenting ke arah Matahari pada setiap 6.23 jam. Lentingan kedua yang lebih kecil dengan tempoh yang sama mengesahkan ini sebagai tempoh putaran nukleus.