A Lucy meglepetése: érintkező kettős kisbolygó kering egy főövi aszteroida holdjaként!

5870

A NASA Lucy-űrszondája egy főövi kisbolygó mellett elrepülve váratlanul felfedezte annak eddig ismeretlen kis holdját, amiről kiderült, hogy nem is egy testből áll, hanem egy érintkező kettős aszteroidáról van szó. Ez az első ilyen rendszer, amit űrszondával sikerült találni.

A NASA Lucy-űrszondájának fő célja a Jupiter trójai kisbolygói közül kijelölt néhány kis égitest közeli vizsgálata. A trójai kisbolygók a Nap-Jupiter-kisbolygó égi mechanikai háromtest-probléma L4 és L5 elnevezésű Lagrange-pontjai környezetében találhatók, mintegy 5,2 CSE távolságra a Naptól. Ezek a pontok a Jupiter pályáján a Jupiterhez képest 60 fokkal előre és 60 fokkal lemaradva találhatók és a bolygóóriáshoz rögzítve keringenek a Nap körül. A Jupiter keringési irányában előre az L4 pont közelében a „görög tábor”, a Jupitertől lemaradva az L5 pont közelében pedig a „trójai tábor” hőseiről elnevezett kisbolygók találhatók.

Az, hogy miért Lucy ennek az űrmissziónak az elnevezése, azt a Lucy-űrszonda indításáról szóló hír ismerteti. Ez azért is érdekes, mert ehhez még a program során meglátogatandó főövi kisbolygók (Dinkinesh és Donaldjohanson) neve is kapcsolódik.

A Lucy 2021. szeptember 16-án indult útnak hosszú bolygóközi útjára, amelynek során a kijelölt első Jupiter-trójai kisbolygót 12 éves út után éri majd el. A szonda 2022. október 16-án a Föld közelébe visszatérve bolygónk felszínétől mintegy 300 km magasságban elrepülve gravitációs hintamanővert hajtott végre, ami hozzásegítette a kisbolygók főöve felé való kijutását.

A Lucy egy trójai közelében – a művészi elképzelés szerint (NASA/GSFC/SwRI/APL, SPACE.COM, 2023.11.01.).

A szonda az eredeti program szerint 2025-ben elrepül az (522246) Donaldjohanson főövi kisbolygó közelében és felvételeket készít róla, de felmerült, hogy a ma már sok ismert főövi aszteroida között van-e még esetleg olyan, ami mellett szintén elrepülhetne kis pályamódosítással. És 2023 elején tényleg be is bizonyosodott, hogy van ilyen megközelítésre lehetőség.

Ez a soron kívüli új célpont a felfedezésekor 1999 VD57 jelű aszteroida volt, amit 1999. november 4-én fedeztek fel a LINEAR (Lincoln Near-Earth Asteroid Research), a földközeli kisbolygók keresésére irányuló égboltfelmérő program során. Végső keresztségében a (152830) Dinkinesh elnevezést kapta, ami az etióp amharik nyelven „csodálatos vagy” jelző a Lucy előember-lelet fossziliára (Dink: „csodálatos”, nesh: „vagy”). Helyenként a sajtóban „Dinky” becenévvel is jelölik ezt a kisbolygót.

Egyébként Raphael Marschall (Nizzai Obszervatórium, Franciaország), a Lucy-programban együttműködő égi mechanikus volt az, aki mintegy félmillió aszteroida közül a Dinkinesh kisbolygót találta a szonda számára legalkalmasabbnak a közeli elrepülésre. A szonda eredeti pályáján haladva 64 ezer km-re tudta volna csak megközelíteni, ezért kissé módosítani kellett a Lucy mozgását a közeli, alig 425 km-es távolság eléréséhez.

A NASA JPL pályaadatai alapján a Dinkinesh kisbolygó olyan ellipszis pályán kering a Nap körül , amelynek excentricitása 0,112, a pálya fél-nagytengelye 2,19 CSE. Az aszteroida 1,94 CSE-re közelíti meg a Napot (perihélium) és 2,43 CSE-re van a pálya legtávolabbi pontja. Legutóbb 2022. december 4-én volt napközelben, míg keringési ideje 3,24 év. A Dinkinesh a főöv belső részén kering és valószínűleg a Flora kisbolygó-családhoz tartozik, amelynek tagjai közel azonos pályán keringenek. A család a nevét a fő tagjáról, a (8) Flora kisbolygóról kapta. A kisbolygó-családok egyébként régmúltban történt kisbolygó-ütközések darabjaiból állnak.

A Lucy útja a (152830) Dinkinesh kisbolygóhoz (NASA/APL).

Korábban a földi megfigyelésekből a Dinkinesh átmérőjére mintegy 760 méter adódott, ami a főövi kisbolygókra eddig meghatározott méretek között a legkisebb és egyben eddig űrszondával eddig meglátogatott legkisebb főövi kisbolygó is egyben. A földi megfigyelésekből az aszteroida tengelykörüli forgási ideje majdnem 53 óra, felszínének fényvisszaverő képessége (albedója) 0,27. Színképe alapján Sq-típusú, vagyis szilícium alapú kőzet kisbolygónak osztályozták, 1 mikron hullámhosszon erős olivin és piroxén sávokkal (ez a „q” altípus).

A Lucy 2023. november 1-jén 425 km-re repült el mellette 4,5 km/s relatív sebességgel. A képeket az L’LORRI (Lucy Long-Range Reconnaissance Imager) kamerával készítette, ami a NASA New Horizons Pluto-szonda LORRI kamerájának a Lucy számára készített változata. Ez a műszer nem más, mint egy 20,8 cm-es átmérőjű és 262 cm effektív fókusztávolságú tükrös távcső. A szondán van egy navigációs kamera is, ami kisebb felbontású és nagyobb látómezejű (Terminal Tracking CAM, röv. TTCAM vagy T2CAM), és annak felvételei is felhasználhatók tudományos célokra.

A közeli felvételek alapján a kisbolygó mintegy 790 méter átmérőjű, ami jól egyezik a korábban meghatározott 760 méteres mérettel. Egyenlítője körül kidudorodás van, ami valószínűleg a korábbi gyors forgás következtében fellépő centrifugális erők következménye lehet. A kisbolygó közelében az elrepülés túl gyorsan történt ahhoz, hogy a kis égitest körbeforduljon és így feltérképezhető legyen, ezért a felszínének csak egy része volt megismerhető. A Dinkinesh kissé nagyobb, mint az OSIRIS-REx által közelről vizsgált (101955) Bennu földközeli kisbolygó, de jóval kisebb, mint az ESA Rosetta űrszondája által megközelített (2867) Steins főövi kisbolygó.

A Dinkinesh (kék korong) összehasonlítása a kb. 5 km átmérőjű Steins főövi aszteroidával, valamint a tízszer kisebb Bennu földközeli kisbolygóval (NASA/GSFC, Univ. of Arizona, SPACE.COM, 2023.11.01.).

A Lucy adataiban az első nagy meglepetést az okozta, hogy kiderült, holdja van a Dinkineshnek. Ennek átmérője mintegy 220 méter és szabálytalan alakú.

A Lucy-űrszonda L’LORRI kamerájával készült felvétel a (152830) Dinkinesh kisbolygóról és holdjáról. A felvétel 2023. november 1-jén 16:55 UTC-kor készült, amikor a szonda mintegy 430 km távolságra volt a kisbolygótól, a kettős rendszer nagyobbik komponensétől (NASA/Goddard/SwRI/Johns Hopkins APL/NOIRLab).

A navigációs nagylátószögű kamerával készített felvételsorozatból összeállított animáción a kettős kisbolygó különböző irányokból látszik, ahogyan az űrszonda elrepül a közelükben.

A (152830) Dinkinesh kisbolygó-rendszer fő komponense és kísérője a navigációs kamera felvételeiből összeállított animáción. A képkockák 13 másodpercenként követik egymást. A kísérő helyzete a szonda elrepülésekor a rálátás miatt változik és nem a hold keringő mozgása miatt, mert a keringési ideje sokkal hosszabb, mint felvételsorozat alatt eltelt néhány perces idő (NASA/Goddard/SwRI/ASU, SPACE.COM 2023.11.02.).

A hold pályája még nem ismert, de okkal feltételezhető, hogy a főkomponens körüli keringési ideje megegyezik a főkomponens mintegy 53 órás tengelykörüli forgási idejével, vagyis szinkronizált rendszerről is szó lehet.

A Dinkinesh-rendszer a második olyan, amit űrszondás közeli felvételeken fedeztek fel. Az űrkutatás történetében az elsőként felfedezett kisbolygóhold a (243) Ida körül keringő Dactyl volt, amit a Jupiter felé közeledő Galileo-szonda felvételein fedeztek fel 1993-ban.

A Lucy első felvételei a Dinkinesh kisbolygó-rendszert a DART-kísérlet által megbombázott (65803) Didymos + Dimorphos földközeli kettős kisbolygó-rendszerre hasonlónak mutatták, de ezután jött még egy meglepetés. A legkisebb távolság elérése (2023. november 1. 16:54 UTC) után mintegy 6 perc elteltével a szonda már 1630 km-re járt és egészen más oldaláról látott rá a rendszerre. És kiderült, hogy a kisbolygóhold valójában két darabból álló érintkező kettősnek tűnik!

A Dinkinesh és a holdja: kettő vagy három kisbolygóból áll a rendszer? (NASA/Goddard/SwRI/Johns Hopkins APL)
A Lucy pályája (piros vonal) a kisbolygó-rendszer közelében. Az A-pontban készült felvételen a kísérő hold egy testnek látszik, majd a változó rálátási irány következtében a B-pontból készült felvételen a kis hold két, egymással érintkező kisebb testből állónak látszik (NASA/Goddard/SwRI/Johns Hopkins APL/NOIRLab; Inset “B,” NASA/Goddard/SwRI/Johns Hopkins APL, NASA Science, Lucy Mission, 2023.11.08.).

Az biztos, hogy a friss fotókon feltárult komplikált rendszer eredetéről és fejlődéstörténetéről ma semmit nem tudunk. Mint annyiszor az elmúlt bő 30 évben, mióta űrszondák vizsgálják a különböző kisbolygókat, mindig meglepetésekre derül fény és a fő üzenet, hogy a kisbolygókat formáló ütközési folyamatokat távolról sem értjük a teljes valójukban.

Merre tovább Lucy? A tervek szerint az űrszonda ismét visszatér a Föld közelébe és 2024. december 13-án bolygónk felszínétől mintegy 350 km magasságban elrepülve gravitációs hintamanővert hajt végre. Ezután ismét a kisbolygók főöve felé veszi az irányt és a (522246) Donaldjohanson közelében fog elrepülni 2025. április 20-án. 2027 augusztusában éri el a kijelölt első trójai kisbolygót a „görögök táborában”, vagyis a Jupitert keringésben megelőző L4 Lagrange-pont környezetében. A meglátogatásra kijelölt utolsó L4-es kisbolygót 2028 novemberében éri el, majd elhagyja az L4 pont környezetét és elindul a Jupiter mögötti L5 pont környezetében levő „trójaiak táborába”. Közben ismét megközelíti a Földet és több mint 12 ezer km magasságban a felszíntől gravitációs hintamanőverrel a Jupiter L5 Lagrange pontja felé folytatja útját. Az ott kijelölt első célpontot 2033 márciusában éri el. A Lucy hihetetlenül komplikált felfedező útján fölöttébb izgalmas új tudományos eredmények várhatóak a következő 10 évben.

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

Források:

Hozzászólás

hozzászólás