Międzynarodowy program badań
komety Halleya

Obecny powrót komety Halleya zmobilizował i z jednoczył społeczność astronomiczną na całym świecie jak bodaj żadne z dotychczas obserwowanych zjawisk na niebie. Wyrazem tego jest zawiązanie się nieformalnej organizacji o nazwie International Halley Watch (IHW). Nieformalnej, gdyż w zasadzie do niczego nie zobowiązuje dobrowolnie zgłaszających do niej akces astronomów, a jedynie stawia sobie jako główne zadanie pomoc w jak najlepszym i wszechstronnym wykorzystaniu dla nauki okazji jaką stwarza pojawienie się komety Halleya.

0 tym jakie nadzieje astronomia wiąże z tą kometą, mogliśmy się już przekonać choćby na podstawie ostatnio opublikowanych w Uranii tekstów bezpośrednio lub pośrednio jej dotyczących (w numerach 5, 8–9, 11 i 12 z ubiegłego roku). Celem IHW jest organizowanie i wspieranie współpracy między badaczami komet poprzez koordynację prac oraz standaryzację i archiwizację danych obserwacyjnych. Jest on realizowany w ramach siedmiu grup tematycznych odpowiadających siedmiu technikom badań astronomicznych. Nad całością działań IHW czuwają dwa centra kierownicze: w Pasadenie (Kalifornia, USA) i w Bambergu (RFN), opierając swe decyzje na radach i opiniach zespołu najwybitniejszych specjalistów ze wszystkich dziedzin badań kometarnych złożonego z 22 astronomów reprezentujących następujące kraje: Chile, Czechosłowację, Francję, Holandię, Indie, Japonię, Kanadę, RFN, USA i ZSRR. Działalność IHW finansowana jest przez rządy USA i RFN. Międzynarodowa Unia Astronomiczna podczas ostatniego kongresu w Grecji w 1982 roku w specjalnej rezolucji zaaprobowała IHW jako międzynarodową agencję koordynującą obserwacje komety Halleya.1 Ograniczając do tego krótkiego wprowadzenia informacje organizacyjne, przedstawmy nieco szerzej problematykę naukową poszczególnych grup tematycznych IHW.

Badania astrometryczne obejmują przede wszystkim obserwacje pozycyjne komety niezbędne do obliczenia jej orbity. Znajomość ruchu komety jest potrzebna służbom efemerydalnym do prognozowania jej położenia na niebie, ale to nie wymaga dużej precyzji. Natomiast dokładne obserwacje wykonywane jak najczęściej w całym okresie widoczności komety z różnych miejsc na powierzchni Ziemi są konieczne do szczegółowych badań ewolucji orbity, co w przypadku komety Halleya jest szczególnie intrygujące. Wiąże się z tym sprawa tzw. efektów niegrawitacyjnych, których wpływ na orbitę jest wyraźnie stwierdzony, ale których natura jest ciągle mało znana. Obserwacje pozycyjne nabierają ponadto szczególnego znaczenia ze względu na projektowane sondy, które mają być wysłane w pobliże komety. Powodzenie ich misji w ogromnym stopniu zależy od precyzji spotkania w określonej odległości sondy z kometą, a do tego trzeba oczywiście dobrze znać ruch komety w przestrzeni, aby móc właściwie sondą pokierować. W obliczeniach orbity komety Halleya znaczący udział będą mieli astronomowie polscy.

Ważnym fragmentem badań komety Halleya będą obserwacje zjawisk wielkoskalowych. Ich celem będzie zebranie obrazów komety wykonanych w niewielkich odstępach czasu dla analizy zmian zachodzących w głowie i warkoczu komety, powiązanie obserwowanych zmian ze stanem aktywności Słońca (której aktualne parametry będą mierzone m. in. przez różne sondy kosmiczne), patrolowanie „zachowania się” komety w trakcie zbliżeń do niej sond Vega, Giotto i Planeta-A i przez to rozszerzenie możliwości interpretacyjnych pomiarów in situ. Przewiduje się, że długość warkocza komety Halleya, gdy zbliży się ona na odległość mniejszą od jednej jednostki astronomicznej, przewyższy 2 × 10⁷ km (w mierze łukowej na sferze niebieskiej odpowiada to długości 8°–10°). W okresach największego zbliżenia komety do Ziemi, tzn. w końcu listopada 1985 roku (półkula północna) i na początku kwietnia 1988 roku (półkula południowa), zarówno jasność jak i rozmiary warkocza będą jednak trudne do przewidzenia.

Specjalną uwagę ztoróci się również na wielkoskalowe zmiany powierzchni jądra komety Halleya, jego własności termofizyczne, orientację osi obrotu, okres rotacji. Wiadomo, że struktura jądra komety jest niejednorodna, o czym świadczy m. in. anizotropowy rozkład pyłu w atmosferze, a także różne struktury w głowie komety zmieniające z dnia na dzień swój wygląd. Systematyczne śledzenie morfologii jądra ma ważne znaczenie również i z tego względu, że obserwacje z sond kosmicznych będą przecież trwały bardzo krótko i powiązanie ich wyników z rozciągniętymi w czasie obserwacjami naziemnymi może znacznie poszerzyć możliwości ich interpretacji.

Celem badań fotometrycznych, prowadzonych z użyciem standardowych filtrów, będzie zarówno wyznaczenie gęstości i rozkładu materiałów lotnych w głowie komety i ich zależności od odległości komety od Słońca, jak również śledzenie krótkookresowych zmian w wyglądzie komety spowodowanych np. wybuchami czy też rotacją jądra. Interesujące będzie zbadanie asymetrii tych zjawisk przed i po przejściu komety przez peryhelium. Przewiduje się również standardową fotometrię promieniowania wybranych jasnych gwiazd zakrywanych przez warkocz komety podczas jej przemieszczania się po niebie. Obserwacje polarymetryczne, wykonywane przy różnych kątach fazowych, pod którymi będzie widoczna kometa, poprzez porównanie wyników z pomiarami laboratoryjnymi umożliwią wyznaczenie rozmiarów cząstek materii kometarnej odbijających promieniowanie słoneczne, a także stopień pochłaniania przez nie tego promieniowania. Wartość badań fotometrycznych i polarymetrycznych w dużym stopniu zależy od standaryzacji technik obserwacyjnych i powiązania ich z wynikami badań w podczerwieni i w zakresie fal radiowych.

Duże nadzieje wiąże się z obserwacjami radioastronomicznymi. Możliwość identyfikacji różnych molekuł i rodników w głowie komety Halleya dostarczy informacji o składzie jądra i procesach fizycznych prowadzących do ich powstania. Za pomocą radioteleskopów w Arecibo i Goldstone projektuje się radarowe sondowanie komety. Gdyby się ono powiodło (ze względu ha niewielkie rozmiary jądra rzędu kilku kilometrów jest to przedsięwzięcie niezmiernie trudne), uzyskano by wiarygodne informacje o rozmiarach jądra, strukturze jego powierzchni i rotacji.

Głównym celem obserwacji spektroskopowych i spektrofotometrycznych będzie poszukiwanie nowych związków chemicznych i stopnia ich zawartości w materii kometarnej. Ponieważ podczas obecnego powrotu do Słońca kometa Halleya została odkryta bardzo wcześnie, powstała wyjątkowa okazja śledzenia ewolucji składu chemicznego jasnej komety w zależności od odległości od Słońca w największym z dotychczas możliwych przedziale czasu i odległości heliocentrycznych.

Spektroskopia promieniowania podczerwonego komety Halleya umożliwi zdobycie informacji dotyczących bilansu energetycznego i temperatury cząstek pyłu kometarnego, a także ich rozmiarów i składu. Radiometria podczerwieni dostarczy też danych o składowej gazowej głowy komety. Dokonany ostatnio postęp w technice obserwacji podczerwieni stwarza szansę zbadania podstawowych procesćw fizycznych i chemicznych w jądrze, atmosferze i warkoczu komety jako funkcji czasu i położenia komety Halleya względem Słońca.

Rys. 2 Ilustracje z francuskiej ulotki zapowiadającej pojawienie się komety Halleya w 1835 roku.

Zadaniem ostatniej grupy tematycznej IHW jest wykorzystanie aktywności miłośników astronomii w badaniach komety Halleya. W pięciu dziedzinach udział amatorów może być użyteczny. Są to: obserwacje wizualne, fotograficzne, obserwacje spektroskopowe, fotometria fotoelektryczna i obserwacje meteorów związanych z kometą Halleya. Projektuje się wydanie specjalnego podręcznika obserwacji komety Halleya dla amatorów. O dalszym rozwoju tej akcji i możliwości włączenia się do niej polskich miłośników astronomii będziemy informować czytelników Uranii.

Zasadniczym celem IHW jest koordynowanie działań w zakresie naziemnych obserwacji komety Halleya podczas jej obecnego powrotu do Słońca. Natomiast koordynacją wysiłków zmierzających do wystrzelenia w kierunku komety Halleya sond kosmicznych zajmuje się międzyagencyjna grupa konsultacyjna, którą tworzą delegacje państw i agencji przygotowujących te misje. Pomiędzy tymi dwoma organizacjami istnieje oczywiście ścisła współpraca. Wzajemne uzupełnianie się i współzależności obserwacji naziemnych i pomiarów in situ są przecież oczywiste. Program pierwszych zarysowaliśmy powyżej, a omówieniu drugich poświęcimy odrębny artykuł.