Interstellaire komeet C/2017 U1 Panstarrs

[Camiel Wijffels]

Hoi Ik heb een vraagje over de pas ontdekte komeet C/2017 U1 Panstarrs
Volgens de berichtenbevond U1 zich op 9 sep het dichts bij de Zon (37.6 miljoen km) en op 14 okt het dichts bij de Aarde (24 miljoen km)
Ik heb van deze data simulatie gemaakt. Hierbij kwam ik uit op een snelheid voor de komeet bij de Zon van 86.5km/s en 35 dagen later bij de Aarde van 43.2 km/s
 
Ik vermoed (correct me if I'm wrong) dat wanneer een komeet langzamer gaat dan de relatieve ontsnappingssnelheid, dat deze altijd aan de Zon gebonden zal zijn. De ontsnappingssnelheid van de Zon is respectievelijk 84,1km/s (dichtste nadering Zon) en 42,3km/s (dichtste nadering Aarde). Aangezien de relatieve ontsnappingssnelheid minder is dan de snelheid van U1 volgt hij een hyperbolische baan
 
Vraag 1: Kan ik stellen dat, wanneer de snelheid van een komeet hoger is dan de plaatselijke ontsnappingssnelheid (en de komeet recht van de Zon weg vliegt), dat hij altijd aan de Zon zal ontsnappen? En dat hij in het andere geval altijd een ellips volgt?
 
Vraag 2: Er wordt in het bericht gesproken van een snelheid van U1 van 26km/s -  "This object entered the solar system". Maar die snelheid bereikt hij pas op 393 miljoen kilometer afstand van de Zon. Is dat soms een speciale afstand om een of andere reden? Of is dat misschien de snelheid waarmee hij langs de Aarde scheerde? Dat lijkt me namelijk waarschijnlijker...
 
Bovendien wordt die 26km/s eenvoudig geextrapoleert naar 10 miljoen jaar en 8.2e15 kilometer - dat mag dus niet!

[Michel Uphoff]

Vraag 1: Kan ik stellen dat, wanneer de snelheid van een komeet hoger is dan de plaatselijke ontsnappingssnelheid (en de komeet recht van de Zon weg vliegt), dat hij altijd aan de Zon zal ontsnappen? En dat hij in het andere geval altijd een ellips volgt?

 
De baan is zodanig, dat het stuk ruimtepuin (het is waarschijnlijk geen komeet) in zijn baan geen close encounters gehad kan hebben met planeten die de baansnelheid sterk zouden kunnen beïnvloeden. Dus zal het ding het zonnestelsel weer verlaten, dat blijkt ook uit de excentriciteit die groter is dan 1. Het hoeft in theorie echter niet altijd zo te zijn, want zwaartekrachtsinteractie met planeten kan de baansnelheid eventueel verhogen of verlagen.
 

Vraag 2: Er wordt in het bericht gesproken van een snelheid van U1 van 26km/s -  "This object entered the solar system". Maar die snelheid bereikt hij pas op 393 miljoen kilometer afstand van de Zon. Is dat soms een speciale afstand om een of andere reden? Of is dat misschien de snelheid waarmee hij langs de Aarde scheerde? Dat lijkt me namelijk waarschijnlijker...

 
Voor zover mij bekend is die 26 km/s de gemiddelde baansnelheid, en was de snelheid tijdens het perihelium 87,8 km/s. Op ruwweg 400 miljoen kilometer is er niets bijzonders aan de hand. Je hebt in jouw simulatie rekening gehouden met de grote inclinatie (ergens rond 120 graden)?
 

A2017-U1-oggetto-interstellare.jpg (55.71 KiB) 1008 keer bekeken

[Benm]

Het lijkt er inderdaad op dat we dit ding voorlopig niet meer gaan terugzien. 
 
Geheel uitgesloten is het natuurlijk niet, het zou ergens in een ander sterrenstelsel door gravitatie weer terug gebogen kunnen worden richting ons zonnestelsel, al lijkt me dat wel -extreem- toevallig. 
 
Overigens doet het me wel denken hoe vaak dit soort dingen feitelijk voorkomen. Vrij grote rotsblokken, ijsballen en dergelijke kunnen we zien en traceren, maar wat als het iets van bijvoorbeeld 10 kilogram is? Dat lijkt me niet traceerbaar tenzij het pakweg dichterbij komt dan de maan, en zou hetzelfde pad volgen als dit veel grotere brok. 

[Camiel Wijffels]

Een gemiddelde baansnelheid zegt niet zoveel, denk ik. In mijn simulatie heb ik ook even gekeken naar de baansnelheid tov de Aarde op het moment van dichtste nadering. Die is ongeveer 24.4km/s - daar zou dus goed die snelheid van 26 km/s vandaan kunnen komen
 
In mijn simulatie heb ik geen rekening gehouden met de grote inclinatie, omdat de simulatie (nog) in 2D is. Dat leek me ook niet nodig.

[Michel Uphoff]

HIER wat meer informatie over dit object. Die 26 km/s is volgens dat artikel de interstellaire kruissnelheid.
 
Hoe je aan die baansnelheid van 24,4 km/s t.o.v. de Aarde bent gekomen is mij niet duidelijk.
Het lijkt mij ook niet waarschijnlijk gezien de oriëntatie t.o.v. de baan van de Aarde die met 30 km/s rond de Zon draait.
Afgaande op dit detail van een animatie die ik op Wikipedia vond, en waarvan ik niet heb nagegaan of deze de correcte posities van de planeten ten tijde van de passage weergeeft, zou ik zeggen dat de snelheid t.o.v. de Aarde behoorlijk hoger moet zijn geweest dan 24,4 km/s.
 

C2017U1.gif (18.8 KiB) 1008 keer bekeken

Knipsel uit Wikipedia, baan C2017u1.
 
Ten tijde van de dichtste nadering tot de Aarde min of meer in het vlak van de ecliptica bewegend, ongeveer haaks op de aardbaan. Als dat klopt dan is de relatieve snelheid minimaal ergens in de buurt van √ (30²+26²) = 40 km/s. Maar de baansnelheid van het ruimtepuin was op het moment van passage natuurlijk veel hoger dan die kruissnelheid van 26 km/s, dus een nog hogere snelheid is dan waarschijnlijk.

[Camiel Wijffels]

Ik heb een nieuwe simulatie gemaakt met een perihelium snelheid van 87.7km/s, en aan de hand daarvan een aantal dingen opnieuw doorgerekend
 
Daarom allereerst mijn verontschuldigingen. De baansnelheid van 24.4 km/s klopt helemaal niet - ik had de snelheden verkeerd bepaald. Aangezien de baan van de Aarde en U1 bijna loodrecht op elkaar staan, en de snelheden respectievelijk 30 km/s en 47 km/s zijn, kom ik op een relatieve snelheid (U1 tov Aarde) van 55.7 km/s - dit is bij benadering, omdat de baan van U1 toch een kleine hoek maakt met de baan van de Aarde
 
Ten tweede kon ik me in mijn hoofd niet voorstellen dat een object, dat bij de zon een snelheid heeft die zo dicht bij de relatieve ontsnappingssnelheid ligt (87.7 km/s tov 84.2 km/s), ver van de zon een grote snelheid kon hebben. In mijn simulatie kom ik uit voor U1 op een fixed snelheid van ongeveer 25 km/s, vanaf 8 miljard kilometer. De kruissnelheid is bij deze dus wel aanvaardbaar voor een hyperbolische baan. Sorry voor mijn ongeloof - ik wil dingen graag met eigen ogen zien.