Magyar kutatók a Nature-ben: gyűrűs törpebolygó a Neptunuszon túl

4286

A Naprendszer távoli égitestjei általában még a legnagyobb földi távcsövek számára is csak kiterjedés nélküli fénypontoknak tűnnek. Ez igencsak megnehezíti a Plutóhoz hasonló, hideg törpebolygók vizsgálatát, hiszen még olyan egyszerű paramétereket, mint az égitest mérete, sem egyszerű így megmérni.

A probléma feloldásának egy egyszerű, de nagyszerű módszere, ha megvárjuk, amíg az égitestet elhaladni látjuk egy-egy csillag előtt. Az okkultáció, a csillagfény kitakarásának hossza, rögvest meg is adja az égitest fizikai méretét a fedés vonalában. Több helyről megfigyelve pedig az egyes húrokból kirajzolódik az égitest teljes sziluettje, amelyből már a tényleges átmérő is levezethető. Már csak a megfelelő alkalomra és tiszta égboltra kell várni egy-egy ilyen mérés elvégzéséhez.

A (136108) Haumea árnyéksávja Európán át, illetve a megfigyeléseket végző obszervatóriumok. Az MTA CSFK két legnagyobb műszerével, az 1 m-es RCC és a 60/90 cm-es Schmidt távcsövekkel vett részt. (Térkép: Ortiz et al., Nature; fotó: Molnár László és Pál András)

Egy ilyen alkalom jött el 2017. január 21-én, amikor a Haumea nevű törpebolygó árnyéka söpört végig Európán, Magyarországgal a középpontjában. Az okkultáció megfigyelésére számos csillagvizsgáló készült 6 országból, köztük az MTA CSFK Csillagászati Intézet Piszkéstetői Obszervatóriuma is. A Haumea kifejezetten érdekesnek tűnt, mivel már a felszínéről visszaverődő fény változásai alapján is egyértelmű volt, hogy egyáltalán nem gömbölyű, sokkal inkább hasonlít egy rögbilabdára.

Aznap éjjel összesen 11 távcsővel sikerült megfigyelni, ahogy a Haumea elfedi az URAT1 533-182543 jelű, halvány csillagot, ahogy arról a José-Luis Ortiz (Instituto de Astrofísica de Andalucía, Spanyolország) által vezetett cikk a Nature hasábjain beszámolt. A húrok segítségével szépen kirajzolódott az elnyúlt törpebolygó alakja. Ebből, illetve a Haumea fényváltozásaiból ki lehetett számolni a méretét, ami egy 2320x1705x1025 km-es, háromtengelyű ellipszoidnak (vagyis egy összenyomott rögbilabdához hasonló alaknak) bizonyult. Ez a méret nagyobb, mint az eddig becsültek, és emiatt a Haumea sűrűsége is kisebbnek bizonyult, ami jó hír, mert az új érték már beleillik a többi Neptunuszon túli égitest értékei közé.

Néhány fénygörbe a 11-ből. A “Konkoly 1 m” jelű távcső sokkal sűrűbb mintavételezést ért el, egyértelműek a rövid fedések a fő esemény előtt és után, míg a többi esetben csak egy-egy, enyhén kilógó pont látható. (Ortiz et al. 2017, Nature)

De az igazi felfedezés talán meg sem történik, ha nincs a piszkéstetői 1 m-es távcső, amely az ország, és egyben az MTA CSFK Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézetének legnagyobb távcsöve, és a rajta található, speciális műszerek. Az okkultáció megfigyelésére normál csillagászati CCD kamerákat használtak az észlelők az összes többi távcső esetében. Ezek több, vagy több tíz másodpercen át gyűjtik a fényt, majd további másodpercekig tart, amíg kiolvassák a képet, azért, hogy minél több fényt és minél kevesebb zajt gyűjtsenek. A méteres távcsővel készült észlelések azonban, Pál András (MTA CSFK KTM CSI) vezetésével, egy speciális, elektronsokszorozó CCD kamerával készültek, amely lehetővé tette, hogy jóval sűrűbb időközönként, minden egyes másodpercben megmérjék a csillag és a Haumea együttes fényességét. “Az EMCCD kamera alkalmazásának egy további előnye, hogy egy adott kép kiolvasása a rákövetkező kép exponálásával párhuzamosan történik, így egyáltalán nem veszítünk el információt a képek készítése során.” – tette hozzá Pál András.

A magyarországi mérések pedig nagyon rövid, maximum 2-3 másodpercig tartó halványodásokat mutattak a Haumea előtt és után. Mi okozhatta ezeket? Azt már tudtuk, hogy a Haumea rendelkezik két holddal, de azok távolabb keringenek tőle. Mivel a fedések szimmetrikusan történtek a törpebolygó előtt és után, további holdak helyett egy vékony gyűrű jobb magyarázatnak tűnt. A többi mérés alaposabb vizsgálata pedig felfedett további mérési pontokat, ahol a csillag halványabbnak tűnt, mint máskor. Az összes mérést egymáshoz illesztve pedig kirajzolódott egy gyűrű alakja, aminek a sugara kétszerese a Haumeáénak. A piszkéstetői mérések alapján a gyűrű szélessége mindössze 70 km.

A fedések, visszavetítve az égre. A lapos törpebolygó körül kirajzolódik a gyűrű íve.

A Haumea ezzel már a harmadik kisméretű égitest lett a Naprendszerben, amely gyűrűkkel rendelkezik, és megerősítette, hogy ez a jelenség nem korlátozódik csak a nagy gázbolygókra, sőt. Az első két felfedezés két speciális égitest, a Chariklo és Chiron nevű kentaurok körül történt: ezek az apró, 200 km körüli kisbolygók a külső Naprendszerből sodródtak be a Szaturnusz és Uránusz közötti térségbe. A Haumea azonban egy nagyságrenddel nagyobb náluk, holdjai is vannak, és teljesen máshol, a Neptunuszon túl kering. A felfedezés azt vetíti előre, hogy a gyűrűk könnyebben létrejöhetnek a kis égitestek, kisbolygók és törpebolygók között, mint azt eddig gondoltuk.

És egy illusztráció arról, hogyan festhet a Neptunuszon túl keringő, gyűrűs törpebolygó. (Forrás: IAA-CSIC/UHU)

“Alig három éve még mindenki meg volt győződve róla, hogy gyűrűk csak óriásbolygók körül vannak.” – összegezte a felfedezés jelentőségét Kiss Csaba (MTA CSFK). – “A Haumeáról tudjuk, hogy túlélt egy nagy ütközést évmilliárdokkal ezelőtt: ez az egyetlen ismert égitest, a Neptunuszon túl, aminek saját kisbolygócsaládja van. Ha a becsapódások képesek gyűrűt is létrehozni, akkor azok gyakorisága a többi kis égitest körül új információkkal szolgálhat arról, hogyan fejlődött a Naprendszer külső vidéke.”

Ez pedig még inkább felértékeli az okkultációmérések és a nagyon gyors mintavételezésre képes kamerával szerelt távcsövek tudományos értékét.

Az eredményeket bemutató szakcikk a Nature 2017. október 12-i számában jelenik meg, szerzői közül az MTA CSFK kutatói: Pál András, Kiss Csaba, Szakáts Róbert, Takácsné Farkas Anikó, Vargáné Verebélyi Erika és Marton Gábor.

Hozzászólás

hozzászólás