A belső Naprendszeren átszáguldó, a csillagközi térből érkezett 3I/ATLAS üstökös a Naprendszernél évmilliárdokkal idősebb is lehet. Ennek a galaxisunkból idetévedt idős kis égitestnek a megfigyelése egyedülálló eredményeket adhat.
A 2025. július 1-jén az ATLAS égboltfelmérő program keretében felfedezett 3I/ATLAS (más elnevezéssel C/2025 N1 (ATLAS)) üstökös a csillagközi térből lépett be a Naprendszerbe, és már a Jupiter pályáján belül száguld át a belső Naprendszeren. A napközelsége ez év október 29-én lesz, amikor 1,357 CSE-re közelíti meg központi csillagunkat.
A 3I/ATLAS üstökös útja a Tejútrendszerben
Felmerül a kérdés, hogy hol keletkezett, honnan indult el csillagközi útjára a Tejútrendszerben, valamint merre járt a Galaxisban, és eddig összesen mennyi időt töltött el a nyilvánvalóan igen hosszú útján az intersztelláris térben.
Az Angol Királyi Csillagászati Társaság Nemzeti Csillagászati Találkozója (Royal Astronomical Society’s National Astronomy Meeting, NAM 2025) július elején a Durhami Egyetemen megtartott konferenciáján Matthew J. Hopkins, az Oxfordi Egyetem Fizika Tanszékének munkatársa, illetve Rosemary C. Dorsey, az új-zélandi Christchurch városában levő Canterbury Egyetem Fizika és Kémia Iskolájának csillagász kutatója néhány angliai, új-zélandi és egy finn kutatóval közösen megvizsgálták, hogy milyen pályán és milyen hosszú időn át mozoghatott a 3I/ATLAS üstökös, amíg elérte a Naprendszert.
Hopkins és munkatársai modellszimulációval végigkövették a 3I/ATLAS pályáját a Tejútrendszerben. Egyébként az alkalmazott modell elnevezése az új-zélandi Christchurch város ősi maori nyelvű megfelelője, az „Otautahi”, illetve az angliai Oxford városa neve alapján Otautahi–Oxford-modellnek nevezték el a két város neve alapján.
A Napnak és a 3I/ATLAS üstökösnek a Tejútrendszer fősíkjára vetített, időben egymást követő keringési pályái észrevehetően különböznek egymástól, ugyanis hosszú időn át, több keringés után a Nap pályája a Tejútrendszer középpontja körül különböző keringései alatt kisebb eltérést mutat egymáshoz képest, míg a 3I/ATLAS keringései nagyobb pályaeltéréseket rajzolnak ki. A 3I/ATLAS jóval közelebbre kerül a Galaxis centrumához, és valamivel távolabbra is attól, mint a Nap pályája.
Az alábbi ábra a spirális karokat tartalmazó Tejútrendszert felülről nézve mutatja és benne a Nap, valamint a 3I/ATLAS pályáit is.
A 3I/ATLAS pályahajlása a földpálya (ekliptika) síkjához, illetve a Tejútrendszer fősíkjához is azt jelzi, hogy a Galaxis vastagabb korongjából indulhatott el a hosszú csillagközi útjára.
A megfigyelések és a modellek alapján is a Tejútrendszer fősíkja körül egy vékonyabb és egy vastagabb korong helyezkedik el. A vastagabb korongban idősebb csillagok vannak többségben.
Az alábbi ábra a Tejútrendszer oldalról látható szerkezeti részeit mutatja: a vékony és vastag korongot, a kiterjedt galaktikus halót, valamint a centrumot körülvevő kidudorodást (bulge).
Hopkins és munkatársai modellszimulációval végigkövették a 3I/ATLAS pályáját a Tejútrendszerben, és ennek lényeges eredménye annak kimutatása, hogy a Tejútrendszer vastag korongjába a fősíktól alá és fölé is elhúzódik a 3I/ATLAS pályája.
A 3I/ATLAS az eddig ismert legidősebb üstökös
A 3I/ATLAS pályája eddig áthaladt a vastag galaktikus korongon is, és ebből Hopkins és munkatársai arra következtettek, hogy valószínűleg a Tejútrendszer fősíkjától távoli részen volt az a csillag, amelynek rendszerében a 3I/ATLAS keletkezett, illetve ott volt, amikor elhagyta a csillag környezetét. A Galaxis vastag korongjában levő csillagok populációja igen idős csillagokat tartalmaz, amelyek kora mintegy 7,6 milliárd évtől közel 13,6 milliárd év közötti lehet (itt a közel 13,6 milliárd év a Galaxis kialakulási korát jelenti, ami nem sokkal az ősrobbanás után volt, maga az ősrobbanás 13,8 milliárd éve volt). A Nap és a Naprendszer mintegy 4,5 milliárd évvel ezelőtt alakult ki, tehát ha a 3I/ATLAS a Tejútrendszer vastag korongjában levő és ma már idős csillag körül keletkezett, akkor akár több milliárd évvel idősebb lehet a Naprendszer és a benne kialakult üstökösök koránál is. Tehát a 3I/ATLAS legalább 7 milliárd éves, azaz legalább mintegy 3 milliárd évvel idősebb a Naprendszernél és az itt kialakult üstökösöknél.
Hopkins és munkatársai egy égbolttérképet is készítettek arról, hogy milyen irányból érkezett közelünkbe az eddig felfedezett három csillagközi vándor, az 1I, 2I és 3I.
A Tejútrendszer csillagainak mozgása, a Galaxis spirálszerkezetének tömegeloszlása szükséges a Galaxisban mozgó égitestek, csillagok köztük a Nap, valamint a csillagközi kis égitestek, mint a 3I/ATLAS mozgási útvonalának meghatározásához, ami nem egyszerű feladat. A Nap mozgásának leírásakor a Tejútrendszer centruma körül, nem a Napot, hanem a lokális nyugalmi pontot (Local Standard of Rest, LSR) használjuk viszonyítási pontként. Az LSR egy fiktív pont, ami egy adott időpontban megegyezik a Nap pozíciójával, majd egyenletes körmozgást végez a galaxis középpontja körül. A Nap nem tökéletes körpályán mozog a galaktikus centrum körül, és a mozgása nem teljesen egyenletes. Ezért használjuk az LSR-t, hogy jobban megértsük a Nap helyzetét és mozgását a galaxisban.
Eddig három kis égitestet ismerünk, amelyek áthaladnak a Naprendszeren
Az eddig felfedezett három, a csillagközi térből a Naprendszeren áthaladó kis égitest, az 1I/’Oumuamua, 2I/Borisov és 3I/ATLAS a Tejútrendszer legkülönbözőbb helyein keletkezett és szabadult el onnan a hosszú csillagközi útjára. Ma úgy tudjuk, hogy a 3I/ATLAS a Galaxis vastag korongjában keletkezett, míg az 1I és 2I nagy valószínűséggel nem ott.
A 3I/ATLAS tehát ez eddig ismert legidősebb üstökös, a Naprendszer koránál is idősebb, a Tejútrendszer vastag korongjában keletkezett, az eddig ismert legnagyobb, mintegy 20 km átmérőjű magja van az üstökösök között, és a legnagyobb sebességgel száguld át a Naprendszeren az eddig ismert 1I és 2I csillagközi térből érkezett kis égitesthez képest.
A 3I/ATLAS és a korábban a belső Naprendszeren áthaladt két üstökös megfigyelése lehetőséget ad más csillagok körül kialakult kis égitestek fizikai tulajdonságainak és kémiai összetételének megfigyelésére. A kémiai összetételük meghatározása a korai Tejútrendszer kis égitesteinek kémiai összetétele megismerését is lehetővé teszi. Továbbá, a megfigyelésük hozzásegíthet a csillagközi térből a Naprendszerbe érkezett kis égitestek keletkezési helyük elhagyása okának megismerésére is.
Folytatódik a 3I/ATLAS üstökös megfigyelése a világ nagy távcsöveivel
A 3I/ATLAS megfigyelése a Gemini North teleszkóppal, a világ egyik legnagyobb távcsövével is folytatódott. A Gemini North Obszervatórium több nagy távcsővel együtt az amerikai NSF (National Science Foundation) és NOIRLab (National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory) támogatásával és szervezésében több amerikai földi optikai és infravörös távcsövekkel együtt folytatja a megfigyeléseket.
A hawaii-szigeteki Mauna Kea csúcsán a tengerszint felett mintegy 4200 méter magasságban levő 8,1 méteres Gemini North teleszkóppal is készültek színképi felvételek és az üstökös gáz- és porkómájáról és csóvájáról képek.
A 3I/ATLAS a napközelsége felé közeledőben már a Jupiter pályáján kissé belül, 4,5 CSE-re a Naptól üstökösaktivitást mutatott, vagyis kómája és csóvája is kifejlődött az üstökösmag felszínéről szublimált gázok és kiszabadult por következtében. Várható volt, hogy vizet is tartalmaz ez a csillagközi térből érkezett üstökösmag. A földi nagy távcsövek közül a Mauna Kea csúcsán mintegy 4200 m tengerszint feletti magasságban levő NASA IRTF (Infrared Telescope Facility) infravörös tartományban megfigyeléseket végző távcsövével készített infravörös színképben már sikerült kimutatni a 3I/ATLAS üstökösben a vízjeget.
A Vera C. Rubin Obszervatórium mennyi csillagközi térből érkezett objektumot fedezhet majd fel?
Az észak-chilei El Penón csúcsán mintegy 2670 méterrel a tengerszint felett a Vera C. Rubin Obszervatórium elkezdte működését és az LSST (Legacy Survey of Space and Time) égboltfelmérésre készített 8,4 méter átmérőjű távcsövével nemrég már elkészültek az első felvételek. Optimista becslések szerint az elkövetkezendő 10 évben mintegy 50, a csillagközi térből a Naprendszerbe érkezett természetes kis égitestet (InterStellar Object, röv. ISO) fognak ezzel a nagy teleszkóppal felfedezni. (Az ISO rövidítés az Európai Űrügynökség infravörös űrtávcsöve volt, ami 1995 és 1998 között működött, de itt csak véletlen egybeesés a két rövidítés azonossága.) Várható, hogy ennyi új objektum lehetővé teszi a hosszú csillagközi útjaik meghatározását a Galaxisban, valamint eredetük helyének közelítő behatárolását és fizikai tulajdonságaik, kémiai összetételük megismerését.
A hír a GINOP-2.3.2-15-2016-00003 “Kozmikus hatások és kockázatok” projekt témaköréhez kapcsolódik.
Források:
Gemini North GMOS-N (2025.07.15.)
Milky Way edge-on (Wikimedimedia)
Kapcsolódó internetes oldal:
HUN-REN CSFK Konkoly Obszervatórium, Vera C: Rubin Obszervatórium (2025.07.10.)
