Csillagközi látogatókat is felfedezhet az óriástávcső

8188

A Vera Rubin Obszervatórium 8,4 méter tükörátmérőjű teleszkópja reményeink szerint számos, a csillagközi térből a Naprendszerbe érkező apró égitestet fog felfedezni.

A tervek szerint a Vera Cooper Rubin (1928-2016) amerikai csillagászról elnevezett 8,4 méteres tükrös teleszkóp, az LSST (a Legacy Survey of Space and Time, illetve korábbi jól ismert nevén Large Synoptic Survey Telescope), egy nagy égboltfelmérő programot folytat a tervek szerint 2024/25-től kezdve mintegy tíz éven keresztül. A programja nemcsak a „big science” felé irányul, vagyis az extragalaxisok vizsgálata és kozmológia felé, hanem a Naprendszer kisebb égitestjeinek megfigyeléseit is figyelemmel kíséri. Ennek során várhatóan rengeteg olyan kis égitestet fog felfedezni, amelyek a csillagközi térből érkeznek

Eddig két olyan kis égitestet sikerült azonosítani, amelyek más csillagok körül keletkeztek, onnan elszöktek a csillagközi térbe, majd mindkettő hosszú ideig a Tejútrendszerben mozgott, majd átszáguldott a belső Naprendszeren.

Az első ilyen csillagközi látogató az 1I/’Oumuamua volt, amelyet 2017-ben fedeztek fel, majd 2019-ben egy klasszikus üstökös, a 2I/Borisov volt a másodikként azonosított csillagközi látogató a Naprendszerben. Az 2017-1I/’Oumuamua (hawaii polinéz nyelven “elsőnek érkezett távolról hírt hozó”) rendkívül elnyújtott, “szivarra” emlékeztető alakja azóta is foglalkoztatja a kutatókat és a nagyközönséget.

Az 1I/’Oumuamua elnyújtott alakjáról és sötét, alacsony fényvisszaverő-képességű felszínéről készült művészi kép (Martin Kornmesser, ESO).

A 2019-ben felfedezett 2I/Borisov üstökös tulajdonságai szinte alig különböznek a naprendszerbeli üstökösökétől: gáz- és porkómája és csóvája van, kémiai összetétele is hasonlóságot mutat naprendszerünk üstököseihez.

A 2I/Borisov üstökösről a HST-vel 2019. október 12,2019 világidőkor készített felvétel. A képen a távolságskála (balra lent) hossza 20200 km az üstökös távolságában, ami 10 ívmásodperc látszó méretnek felel meg. Az égi északi (N) és keleti (E) irányokat nyilak jelölik (jobbra lent). A Nap irányát a képsíkban szintén nyíl mutatja (“To Sun”) (NASA, ESA, STScI, D. Jewitt, UCLA).

A két galaktikus vándor a Naphoz képest igen nagy sebességgel száguldott át a belső Naprendszeren. A mozgásukat mutatja az alábbi kép, illetve videó.

Az eddig azonosított két, a csillagközi térből a belső Naprendszeren áthaladó, majd a Naprendszert elhagyó kis égitest, az 1O/’Oumuamua (kék vonal) és a 2I/Borisov üstökös (piros vonal) pályája. A Neptunusz pályáján túli, a Naptól 40-50 CSE távolságban koncentrálódó külső kisbolygó öv (Kuiper-öv) is ábrázolva van a képen (Vera C. Rubin Obszervatórium és NOIRLab, 2023.08.10.).

Az eddigi becslések és szimulációk alapján nagy számú kis égitest mozoghat a Galaxisban a csillagközi térben elszakadva szülőcsillaguktól ütközések, gravitációs kiszórási mechanizmusok következtében. Az exobolygó- rendszerekben a nagybolygóknak és a közeli csillagoknak is jelentős a szerepük van az adott bolygórendszer formálásában, így például csökkenthetik a kis égitestek számát a bolygók kialakulásakor azokba történő beépítéssel, illetve kiszórással a Galaxisba a csillagközi térbe. A becslések szerint a Tejútrendszerben több billió kis égitest mozoghat, amelyek egy-egy, ma már beazonosíthatatlan csillag körül alakultak ki. A Naprendszerbe betévedt ilyen kis égitestek felfedezése és fizikai tulajdonságaink vizsgálata, valamint kémia összetételük meghatározása lehetőséget ad a születési helyük tulajdonságainak behatárolására. A Vera Rubin Obszervatórium érzékeny detektorral felszerelt távcsöve ki tudja majd mutatni a halvány és a felvételeken nagy látszólagos elmozdulást mutató kis égitesteket, így a Naprendszerben mozgó csillagközi látogatókat is. Az adott éjszakán Chiléből megfigyelhető teljes déli égbolt nagy részét lefedik a felvételek (a tervek szerint 3 éjszaka alatt a megfigyelőhelyről látható teljes égboltot). Az LSST első éveiben várhatóan „robbanásszerű” növekedést mutat majd a csillagközi térből a Naprendszerbe érkezett objektumok felfedezése.

Az LSST (Vera C. Rubin Obszervatórium) programjában magyar csillagászok, asztrofizikusok, kozmológusok is részt vesznek elsősorban a változócsillagok (pl. pulzáló változók, különböző aktív csillagok) kutatásában, ehhez kapcsolódóan a tranziens asztrofizikai objektumok (pl. szupernóvák, gamma kitörések) megfigyelésében, exobolygórendszerek tanulmányozásában, extragalaktikus csillagászat és kozmológia területén is, valamint a Naprendszer kisebb égitestjeinek (kisbolygók, üstökösök) megfigyelésében is. Az LSST programban való magyar részvétel lehetőségének megszervezésében még a 2010-es évek elején fontos szerepe volt az LSST vezető kutatóival kapcsolatban levő Dr. Kiss Lászlónak, aki ma a CSFK főigazgatója.

A CSFK Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézetének mostani igazgatója, Dr. Szabó Róbert már korábban is több űrcsillagászati, űrtávcsöves programban vett és vesz rész (Kepler, Kepler/K2, TESS, Plato). Most a Vera C. Rubin Obszervatórium Legacy Survey of Space and Time programjához készülő magyar hozzájárulás koordinátora, az LSST konzorcium tagja, az LSST Transients and Variable Stars (TVS) tudományos kollaboráció Klasszifikáció és karakterizálás alcsoportjának vezetője.

Ma már az olyan új égboltfelmérő projektekből, mint a Chilében épülő Vera Rubin Obszervatórium több száz petabájtos nagyságrendben fognak egyre pontosabb adatok a csillagászokra zúdulni. Ez egyik oldalról segíthet olyan problémák, mint az RR Lyrae változócsillagok által mutatott, száz éve megoldatlan Blazhko-moduláció megértésében, de jelentős kihívásokat is tartogat. Az obszervatórium, amely idén kezdheti meg a működését, 10 évig tartó nagy égboltfelmérést végez majd egy 8,4 méteres teleszkóppal. Három éjszakánként körbe fogja fényképezni az egész Chiléből látható eget, amivel mindenféle változást – azaz fényességváltozást vagy elmozdulást – észlelni fog. Egyébként az LSST programban való magyar kutatói részvétel egy fontos eseménye volt a 2014-ben Szombathelyen megtartott „Big Data” konferencia, ami a nagy teleszkópokkal végzett égboltfelmérések hatalmas megfigyelési adatmennyiségeinek feldolgozási lehetőségeivel foglalkozott.

A következő évtized egyik legfontosabb földfelszíni csillagászati projektjében Szabó Róbert vezetésével több magyar kutatócsoport is részt vesz a CSFK Csillagászati Intézetből, az ELTE Fizikai Intézetből és a szombathelyi ELTE Gothard Asztrofizikai Obszervatóriumból. Az LSST előtt támasztott egyik követelmény, hogy ezekről a változásokról 60 másodpercen belül riasztásokat küldjön, és ilyenekből Szabó Róbert szerint éjszakánként 1-10 millió lesz. „Lényegi kérdés, hogy jön egymillió riasztás, és melyik lesz az a kettő, amelyiket érdemes az én távcsövemben megfigyelni, amelyikből majd a Nobel-díjamat fogom megkapni, vagy amelyikből a Nature-cikkemet fogom megírni, vagy amelyik új fizikát vagy új objektumtípust tár föl” – gondolhatná majd az LSST adatait feldolgozó kutató. Szabó Róbert szerint ez a folyamat még nem teljesen megoldott, bár az adott objektumról meglévő ismereteink valószínűleg segíthetnek benne.

A galaxisok forgásának megfigyelésével a sötét anyag létezésére utaló bizonyítékot adó Vera Rubin teleszkóppal naprendszerbeli objektumokat, köztük földsúroló kisbolygókat, üstökösöket és Neptunuszon túli jeges objektumokat is fognak találni a csillagászok.

Remélhető, hogy ha ismét felénk jár egy az ’Oumuamuához hasonló csillagközi objektum, a teleszkóp azt is észreveheti majd. „Hab a tortán” lenne az, hogy ha az égitest megfelelő pályán érkezik, és sikerül elég hamar felfedezni, így elképzelhető, hogy a 2029-ben indítandó európai Comet Interceptor űrszonda meg tudja majd látogatni. Az űreszköz elsődleges célja, egy az Oort-féle üstökösfelhőből a Naprendszer belső térségeibe érkező és majd később felfedezendő, dinamikailag új üstökös közeli tanulmányozása lenne, de ha közeli meglátogatásra alkalmas, akkor a csillagközi térből érkező kis égitest lenne kijelölve a szonda célpontjának. A célobjektum keresésében a Vera C. Rubin Obszervatóriumnak kulcsszerepe lesz. Az ESA Comet Interceptor küldetésében magyar kutatóknak és mérnököknek fontos szerepe van, például az űrszonda kamerája, a CoCa (Comet Camera) elkészítésében és a majd beérkező képfelvételek feldolgozásában és értelmezésében is, elsősorban a CSFK Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézetben.

Művészi elképzelés a belső Naprendszerbe a csillagközi térből érkezett üstökösről, A nagybolygók pályái a Mars pályáig vannak ábrázolva (NOIRLab noirlab2322a, Rubin Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/J. daSilva, 2023.08.10.). 

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

Források:

Vera C. Rubin Observatory news (2023.08.10.)

NOIRLab Organization release (noirlab2322, 2023.08.10.)

Kapcsolódó internetes oldalak:

Qbit (2023.06.05.)

Miért hasonlít szivarra a csillagközi térből érkezett ‘Oumuamua alakja? (MCSE hír, 2020.04.26.)

Gyakoribbak lehetnek a csillagközi üstökösök, mint hittük (MCSE hír, 2019.11.06.)

“Big Da­ta” kon­fe­ren­cia Szom­bat­he­lyen (MCSE hír, 2014.03.24.)

Hozzászólás

hozzászólás