|
Egy nemzetközi csillagászcsoport újabb Kuiper-objektumot fedezett fel. A Kuiper-övbe tartozó égitestek a Neptunusz pályáján túl húzódnak, és főleg a Naprendszer kialakulásának idejéből visszamaradt, a növekedésben megrekedt bolygócsírákat tartalmaznak, amilyen például a Plútó is. A térségben ugyanakkor a Naprendszer belsőbb részéből ide kilökött égitestek is találhatók.
A 2004 XR 190 jelzéssel ellátott új objektumot a 3,6 méter átmérőjű, a Mauna Kea vulkánon (Hawaii) felállított, kanadai-francia-hawaii (CFHT) teleszkóppal fedezték fel. Az óránként 50 Gbyte információmennyiséget produkáló, Legacy nevű égboltfelmérés keretében találtak az égitestre. A program során egy számítógép automatikusan kiszűri a potenciálisan érdekes célpontokat, amelyeket ezután a szakemberek manuálisan ellenőriznek. A 2004 XR 190 jelzésű égitestet Lynne Allen (University of British Columbia) azonosította, még 2004 decemberében. Mivel a Naprendszer távoli égitestei látszólag lassan mozognak az égen, hosszú idő kell pályájuk pontos megállapításához. 2005. októberében az 5 méteres Hale teleszkóppal, majd novemberben a Kitt Peak-en felállított távcsővel készült újabb megfigyelésekkel sikerült a pályaelemeket pontosítani. Bebizonyosodott: igen furcsa égitesttel van dolgunk.
A kérdéses objektum a Naptól 58 csillagászati egységre (Cs.E.), azaz 58-szoros Föld-Nap távolságra mutatkozik. (Összehasonlításként: a Neptunusz átlagos naptávolsága 30 Cs.E., és a Plútó pályájának legtávolabbi pontján sem kerül 50 Cs.E.-nél messzebb csillagunktól.) A 2004 XR 190 viszonylag nagy, ezért elég fényes objektum, átmérője 500 és 1000 km között lehet, azaz nagyjából fele-harmada a Plútóénak. Az égitestet átmenetileg "Buffynak" nevezték el, hivatalos megnevezést majd a Nemzetközi Csillagászati Úniótól kap. A szakembereket nem is mérete, sokkal inkább szokatlan pályája lepte meg.
Az eddig felfedezett Kuiper-objektumok jelentős része 30 és 50 Cs.E. közötti naptávolságban mozog. Ebben a régióban is kitűnnek társaik közül az erősen elnyúlt útvonalon mozgók, pl. az 1995 TL8 és a 2000 YW 134, amelyek 40 és 60 Cs.E. közötti távolságban keringenek. 50 Cs.E. távolságnál megfogyatkoznak az égitestek, ennél messzebb alig találtunk néhányat, azok is rendkívül elnyúlt úton járják körül csillagunkat. Az ilyen elnyúlt útvonalakon mozgó objektumok vagy az óriásbolygók (főleg a Neptunusz), vagy közeli csillagok gravitációs hatására (perturbációjára) érték el jelenlegi pályájukat. Ilyen extrém objektumokra jó példa a 2000 CR 105 és a Sedna, amelyek 500 Cs.E.-nél is messzebbre jutnak naptávolban.
A 2004 XR 190 tehát az 50 Cs.E.-nél távolabbi, igen ritka zónában mozog, ráadásul közel kör alakú pályán, amely ellentétben van az ugyanitt található, fent említett elnyúlt útvonalú társaival. A 2004 XR 190 naptávolsága 52 és 62 Cs.E. között van, s pályájának körhöz közeli alakja nem utal a fentihez hasonló perturbációkra. Ugyanakkor meglepő, hogy keringési síkja 47 fokos szöget zár be a Naprendszer fősíkjával. Ennek alapján viszont egykori külső gravitációs zavart feltételezhetnénk.
Elméletileg elképzelhető, hogy egy közelben elhaladó csillag a múltban úgy perturbálta az égitestet, hogy közel körpályán maradt, de létrejött nagymértékű, 47 fokos pályahajlása - ebben az esetben azonban az ősi gravitációs zavar nyomának a térség egyéb objektumainál is erősen kellene jelentkeznie. Egy másik elgondolás szerint a Neptunusz a Naprendszer kialakulása során kifelé vándorolt, amely sok Kuiper-objektum helyzetével összeegyeztethető. Ekkor viszont a rendkívül elnyúlt útvonalon mozgó Sedna és a 2000 CR 105 pozícióját nehéz megmagyarázni.
A 2004 XR 190 (pirossal) és néhány egyéb Kuiper-objektum pályája "felülnézetből" (balra), a centrumban lévő kis karika a Föld pályáját jelképezi. A 2004 XR 190 pályája "oldalnézetből" (jobbra). Az ábrák peremén lévő számok csillagászati egységben mutatják a távolságokat (fotó: CFHT, Dunn by Paul)
A ma ismert Kuiper-öv kialakulásának magyarázata igen nehéz. Sok olyan elmélet létezik, amely az egyes tagok helyzetét elfogadhatóan magyarázza, de egyelőre ezeket nem sikerült egymással összekapcsolni. Olyan teória kell tehát, amely az összes eddig megfigyelt pálya kialakulását egyszerre, egymás szomszédságában magyarázza - ilyen azonban egyelőre nincs. Összefoglalóként bemutatjuk a Kuiper-öv mai felosztását. A besorolás a jelenleg ismert, közel 1000 égitest alapján készült, és nem tekinthető véglegesnek - a most felfedezett 2004 XR 190 sem sorolható be ide.
- Cubewanok (Klasszikus Kuiper-objektumok ): általában 42 és 48 Cs.E. közötti naptávolságban mozognak, a Plutínókkal (lásd később) ellentétben nem állnak ún. pályarezonanciában a Neptunusszal. Előfordulásuk külső határa 50 Cs.E. körül húzódik. Pályáik nem kifejezetten elnyúltak, pályahajlásuk pedig nem rendkívül nagy, de sok esetben vesz fel 20, 30 fok körüli értéket. Feltehetőleg az ősködből kondenzálódott bolygócsírák maradványai, amelyek keletkezésük óta keveset változtak. Leghíresebb képviselőjük (és névadójuk) az 1999 QB1.
- Plutínók (rezonáns Kuiper-objektumok): elsőként felfedezett tagjuk a Plútó. A ma ismert Kuiper-objektumok közel negyede a Plútóhoz hasonló pályán mozog, a Neptunusszal 3:2 keringési rezonanciában (amíg a Neptunusz háromszor, ezek pont kétszer kerülik meg a Napot). Emellett egyéb rezonanciáktól kialakuló sajátos gravitációs kapcsolatok miatt stabil a helyzetük. Kialakulásuk egyik lehetséges magyarázata, hogy a Neptunusz a Naprendszer keletkezése során kifelé vándorolt, és a Kuiper-öv néhány objektumát a 3:2-es rezonanciasávban gyűjtötte össze - ezeket ma Plutínókként figyelhetjük meg.
- Szórt korong populáció: erősen elnyúlt pályájú égitestek, amelyek útvonala gyakran nagy szöget zár be a Naprendszer fősíkjával. Napközelpontjuk sok esetben 35 Cs.E. környékére esik, de naptávolpontjuk több száz Cs.E. messze is húzódhat. A Naprendszer kialakulása utáni időszakban az óriásbolygók, avagy közeli csillagok gravitációs hatásai lökhették őket jelenlegi pályáikra. Leghíresebb képviselőjük az 1996 TL66. Elképzelhető, hogy néhány nagyon távoli képviselőjük (pl. Sedna) is ide tartozik, de lehetséges, hogy utóbbiak messzebbről sodródtak beljebb, és az üstökösfelhők egy még távolabbi zónájának (Oort-felhő) legbelső képviselői.
A Kuiper-öv objektumai
A Plútó perihélium-átmenete, óriásbolygókszerepe, plomet.
- Az elmúlt 3 - 4 évben forradalmi átalakuláson ment át a külső Naprendszerről alkotott képünk. Eddig mindig az került szóba, hogy a Neptunusz pályáján túl esetleg további nagybolygók várnak felfedezésre. A Plútót is csak azért találta meg Tombaugh, mert egy nagy tömegű bolygót keresett. Amikor kiderült, hogy a Plútónak milyen kicsi a tömege, sokan a tizedik bolygó felfedezése révén várták ismert bolygórendszerünk határainak kitágulását.
- Úgy látszik azonban, hogy másféle módon tolódik ki ez a határ. A csillagászati műszerek javulásával egyre halványabb égitestek észlelhetők, és így az elmúlt hatvanegynéhány évben újra lejátszódott az, amit annak idején a kisbolygók felfedezése kapcsán a csillagászok egyszer már átéltek. A Ceres felfedezésekor azt hitték, hogy bolygót találtak, pedig csak kisbolygó volt. Most ugyanígy a Plútóról is kiderült, hogy csak "plomet".
- Ezt a forradalmi változást egyrészt az 1991 óta felfedezett kis égitestek sora hozta meg, másrész lökést adtak ehhez az egyre nagyobb és nagyobb teljesítőképességű számítógépek, amelyek lehetővé tették, hogy az összes bolygó hatását figyelembe vegyék kis égitestek, például kisbolygók és üstökösök pályafejlődésének számításánál.
- Ezek
a pályaszimulációk már a 70-es évek végén, a Chiron felfedezése után megmutatták, hogy a kisbolygóöv "üres" helyeiről a Jupiter zavaró hatása tüntethette el a kisbolygókat, oly módon, hogy kidobhatta azokat a Jupiter és Szaturnusz közötti térségbe, vagyis a Naptól távolabb is újabb kisbolygóövek jöhettek létre. De ugyanez a mechanizmus működhetett a Szaturnusz esetében is. A szimulációk azt is megmutatták, hogy a Naprendszer keletkezése idején az óriásbolygóknak ez a "játéka" tízszer annyi tömeget dobhatott ki a bolygók térségéből, mint amekkora tömeg a nagybolygókban összegyűlt. A 80-as évek pályaszámításai pedig mindenki számára világossá tették, amit egyesek már korábban gondoltak, hogy a periodikus üstökösök pályái nem származtathatók le a gömb alakú Oort-felhő véletlen eloszlású körpályáiból, hanem kell lenni egy lapos korong eloszlású másik tárolóhelynek is. Feltették, hogy a korong komponens esetleg nem ér véget a nagybolygókkal, hanem kisebb testek, még a Naprendszer keletkezése idejéből változatlanul megmaradt planetezimálok keringenek távoli körpályákon. Ez lenne 35 - 40 csillagászati egységtől mintegy 100 csillagászati egység távolságig terjedő Kuiper-öv.
- Nagy izgalmat váltott ki 1977-ben a Chiron felfedezése, mivel először találtak az óriásbolygókét metsző kisbolygópályát. Különösen az okozott szenzációt, amikor a Chiron felfedezése után 11 évvel gázkibocsátását jelző megfigyelések történtek, hiszen felfedezése idején a besorolása miatt nagyon gondosan megvizsgálták, és akkor nem találtak körülötte kómát. Egy csillagfedés azonban lehetővé tette átmérőjének meghatározását, ami 240 km körülinek adódott. Tehát ha üstökös, akkor magja óriási az eddig ismert üstökösökhöz képest.
- A Voyager-2 Neptunusz megközelítése hozta a következő meglepetést, a Triton tulajdonságainak felderítésével. Mérete viszonylag kicsi a várthoz képest, nagy illóanyagtartalma légkört, poláris sapkát és gejzíraktivitást tesz lehetővé. Színe vöröses, amelyet fotokémiailag bontott metánból képződő szénhidrogének okozhatnak.
- Két másik szerencsés esemény hozta a következő meglepetést. Az első a Plútó perihélium-átmenete volt, a második pedig az, hogy a Plútó-Charon pályasík élben látszott a Földről. Szerencsére a Plútó holdját ezt megelőzően felfedezték, tehát a fedéssorozat megfigyelésére fel lehetett készülni.
A Plútó perihéliumba érve a viszonylag nagy excentricitású pályáján most olyan közel került a Naphoz, mint felfedezése óta még soha, és az erősebb napsugárzás hatására légkört fejlesztett (mint a Chiron). Ez a légkör főként nitrogénből áll (Tritonéhoz hasonlóan), nyomokban pedig metán fordul elő (mint ugyancsak a Tritonon). A Plútó felszínén metánjég jelenlétét is jelezték a spektroszkópiai mérések (ebben a tekintetben is egyezik a Tritonnal). A Plútó-Charon kölcsönös fedéssorozat pedig lehetővé tette, hogy ha csak durván is, feltérképezzék a felszínűket. Ezek a megfigyelések a Plútó felszínén poláris sapkák jelenlétét mutatták (ez ismét a Tritonhoz való hasonlóságra mutat).
- Már 1991-ben születtek olyan cikkek, amelyek ezeket a nagyobb, néhány száz, vagy egy-két ezer km átmérőjű, sötét, nagy illóanyagtartalmú, Chiron-szerű égitesteket külön csoportba akarták sorolni. Egy szót is alkottak rájuk: plomet névvel illették őket a planetezimál és a comet (angolul üstökös) szavak összevonásával, s a Plútón, Charonon, Tritonon és Chironon kívül ide sorolták a Nereidát, a Phoebét és a Damoclest is.
- A meglepetés-sorozat még nem ért véget, mert 1992-óta több mint 20 olyan nagyon halvány, vöröses színű objektumot fedeztek fel, melyeknek a pályája egészen bolygószerűen kör, az ekliptika közelében fekszik, és pályájuk a Plútóéhoz hasonlóan metszi a külső óriásbolygók pályáit. Ezekről az égitestekről felteszik, hogy kívülről kerültek be valahogyan az óriásbolygók "felségterületére", s most már az óriásbolygók "labdáznak" velük. Kaotikus pályákon akár befelé is dobhatják őket (hasonlóan ahhoz, ahogyan a kisbolygókat kifelé dobták). Ilyen testek feldarabolódása, szétesése adhatja azoknak a kisebb méretű, illóanyagban gazdag égitesteknek egy részét, amelyek -a bolygórendszer belső részébe bejutva- a Nap melege hatására a csodálatos üstökös-látványt nyújtják.
- A bolygók persze be is foghatnak közülük egyet-egyet maguk köré. Valószínűleg a Neptunusz is így jutott mindkét holdjához. A Szaturnusz-rendszer fényes holdjai közül alacsony albedójával kilógó Phoebe is befogott hold lehet, erre utal távoli pályája és kaotikus rotációja is. Ez azonban inkább a kisbolygóövből kerülhetett Szaturnusz körüli pályára.
- Az 1995 - 97-es évek nagyon jelentősek ennek a témának a szempontjából, mert a Chiron perihéliumba ér, és légkörének megjelenése tanulmányozható. A Chiron 250-szer fényesebb itt, mintha 45 CSE távolságban lenne. A Chiron-perihéliumátmenet olyan egyszeri jelenség a mi életünkben, mint az ugyancsak távoli Plútó perihéliumátmenete. De a Chiron bizonyos szempontból még érdekesebb is, mint a Plútó. Kaotikus pályája alapján ugyanis valószínű, hogy csak nemrég érkezhetett meg a bolygórendszer ezen belső vidékére. A Plútóról viszont nem tudjuk, hogy mióta kering ezen a pályán a Nap körül; valószínűleg sok perihéliumátmenetet átélhetett már. Talán még űrszondát is érdemesebb lenne a Chironhoz indítani, mint a Plútóhoz.
Képek a Kuiper-öv objektumairól:
 
|
AJÁNLOM AZ OLDALT
