A Hubble-űrtávcső egy szétaprózódó kisbolygó “füstölgő puskacsövét” figyelte meg

10089

A Hubble-űrtávcső “füstölgő puskacsőként” figyelte meg egy éppen szétaprózódó főövbeli kisbolygó porcsóváit. A (6478) Gault kisbolygó porcsóváit több földfelszíni távcsővel is észlelték. A megfigyelések szerint a kisbolygó gyors forgása miatt válik le róla anyag és esik szét a kis égitest.

Mint arról beszámoltunk, az amerikai ATLAS (Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System) égboltfelmérő-, kisbolygóvadász-program során meglepő módon porcsóva jelenlétét fedezték fel a (6478) Gault főövbeli kisbolygónál. Az első földi megfigyelésekről és a kisbolygó eddig ismert adatairól itt találunk ismertetést.

A Hubble-űrtávcső (HST) is megfigyelte az aszteroidát és a kiáramló anyagból kialakult üstököscsóvákra emlékeztető képződményeket. A kutatócsoport tagjai: Karen Meech és John Kleyna (Hawaii Egyetem, Honolulu), valamint Olivier Hainaut (Európai Déli Obszervatórium, ESO) voltak. A HST-megfigyeléseket több földfelszíni nagy teleszkóppal végzett észlelések is kiegészítették, ezek a Pan-STARRS és CFHT (Hawaii), a William Herschel teleszkóp (La Palma), az ESO Optikai Földi Állomása (Teneriffe, Kanári-szigetek) és a Himalájai Chandra Teleszkóp (India) voltak.

A lélegzetelállító HST-felvétel a csóvába rendeződött törmelékanyagot mutatja. Két porcsóva is látható, amelyek két különböző időpontban bekövetkezett kitörési-anyagvesztési esemény során alakultak ki. Ezek az anyagkiáramlási események 2018. október 28-án, valamint 2018. december 30-án történhettek. A HST-megfigyelések alapján a csóvákba a por néhány óra, legfeljebb néhány nap alatt, tehát viszonylag rövid idejű kitörések során került ki, és a Nap sugárnyomása formálta hosszú egyenes alakjukat.

Az alábbi HST-fotón a hosszabbik csóva mintegy 800 ezer km hosszú és 4800 km széles (vastag). A rövidebbik csóva hossza a hosszabbnak mintegy negyed része, azaz 200 ezer km. A felvétel a HST WFC3 (Széles Látómezejű Kamera 3) UVIS (ultraibolya és látható tartomány) csatornáján F350LP szűrővel készült.

A (6478) Gault kisbolygóról a HST WFC3 kamerája UVIS csatornáján F350LP szűrővel készült felvételen a hosszabbik csóva mintegy 800 ezer km hosszú, a rövidebbik pedig 200 ezer km-es. Az égi északi (N) és keleti (E) irányok, valamint a Nap iránya (To Sun) is jelölve vannak (NASA, ESA, K. Meech and J. Kleyna (University of Hawaii), O. Hainaut (European Southern Observatory))

Felmerül a kérdés, hogy egy főövbeli kisbolygó hogyan mutathat üstökösszerű csóvát? A kis égitestről az anyag kiszabadulását több modell is magyarázhatja:

  1. Üstökösszerű kigázosodás, ha a test felszínén vagy belsejében jéganyag van, például vízjég.
  2. A megfigyelt por és törmelék egy ismeretlen aszteroidával történt ütközés következtében szabadult ki.
  3. A kisbolygó túl gyorsan forgott és az egyenlítője mentén por és törmelék vált le róla, amely akár az égitest teljes felaprózódásához, széteséséhez is vezethet.

Ez utóbbi látszik a legvalószínűbbnek, ugyanis a megfigyelések szerint a kisbolygó tengely körüli forgási periódusa mintegy 2 óra, ami túl gyors, és a kis égitest felszínén, esetleg a belsejében olyan nagy centrifugális erőket hoz létre, amelyek következtében anyag repül le róla, és a test belső szerkezete is meglazul, elkezd szétaprózódni, szétrepülni. Az ütközés következtében kirepülő törmelék pedig inkább szabálytalan, furcsa alakú poralakzatokat hozna létre a megfigyelt hosszú, egyenes, “nyugodt” folyamattal kialakított csóvákhoz képest.

A kisbolygó túl nagy tengely körüli forgási szögsebességének kialakítását egy másik kis égitesttel való ütközés, vagy az úgynevezett YORP-hatás is előidézheti. Ez utóbbi folyamatnak az a következménye, hogy a Nap sugárzása jelentősen befolyásolhatja a kisbolygók forgási sebességét, felgyorsíthatja, de akár le is lassíthatja azokat. A hatást az elméletet kidolgozó kutatók nevének (Yarkovsky, O’Keefe, Radzievskii, Paddack) kezdőbetűi alapján YORP-effektusnak is nevezik, lényege pedig a kis égitestek keringését és forgását egyaránt befolyásolni képes fénynyomás. A kis égitestek ugyanis a Naptól kapott hőt időkéséssel sugározzák vissza (a “délutáni” oldalon), ami piciny, de hosszú idő alatt felerősödő hatással van a test mozgására. Korábban már számítógépes modellezések is megmutatták, hogy a termális (hő) hatásokra felpörgő kisbolygók egyenlítői területeiről kiszakadhat az égitestek anyagának jelentős része.

A YORP-effektus felpörgetheti a kisbolygót (kép: W. Bottke és mások, Nature 446, 2007)

A mintegy 3-4 km méretű Gault aszteroida a Phocaea kisbolygócsalád törmeléke, amely mintegy 100 millió évvel ezelőtt egy nagyobb kisbolygóval történt ütközés következtében keletkezett, és az eltelt hosszú idő alatt a YORP-hatás felpörgethette. A becsült felpörgési ütem tízezer év alatt 1 másodperc. Ma pedig a túl gyors forgás következtében a kisbolygó szétaprózódásának lehetünk a tanúi.

John Kleyna (Hawaii Egyetem, Honolulu) szerint a Gault kisbolygó a legjobb “füstölgő puskacső”, mert a gyors forgású kis égitestből kiáramló, leváló anyagdarabokat – csóvák formájában – meg lehetett figyelni.

A hír megjelenését a GINOP-2.3.2-15-2016-00003 “Kozmikus hatások és kockázatok” projekt támogatta.

Forrás:

Hubble Watches Spun-up Asteroid Coming Apart I(STScI-2019-22 Press release, Mar. 28, 2019)

Kapcsolódó internetes oldalak:

Hozzászólás

hozzászólás