Miért hasonlít szivarra a csillagközi térből érkezett ‘Oumuamua alakja?

11954

Amerikai és kínai kutatók együttműködésével elvégzett számítógépes modellezés alapján a csillagközi térből érkezett és a Naprendszeren átsuhanó 1I/’Oumuamua nagyon elnyúlt, “szivar” alakját egy nagy tömegű test, például egy csillag vagy nagybolygó közelében történt elhaladása okozhatta.

A 2017-ben elsőként felfedezett, a csillagközi térből érkezett és a Naprendszeren átszáguldó kisbolygó, az 1I/’Oumuamua (hawaii polinéz nyelven: “elsőnek érkezett távolról hírt hozó”) rendkívül elnyúlt, “szivarra” emlékeztető alakja azóta is foglalkoztatja a kutatókat. Arra a kérdésre keresik a választ, hogy vajon miért ennyire megnyúlt a mintegy 400 méter hosszú és legfeljebb csak kb. 40-70 méter vastagságú kis égitest. A 6:1 és 10:1 közötti elnyúltságarány a Naprendszer kis égitestjeihez képest ugyanis nagyon nagy. Az alábbi kép a megfigyelésekből kiindulva művészi elképzelés alapján ábrázolja, hogyan nézhet ki az ‘Oumuamua.

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

Yun Zhang, a Kínai Tudományos Akadémia Csillagászati Obszervatóriumainak (NAOC) csillagásza, valamint Duglas N. Lin, a Kaliforniai Egyetem, Santa Cruz kutatója számítógéppel modellezték, hogy mi történik egy kis égitesttel, például egy üstökös magjával vagy egy kisbolygóval, ha az egy csillag vagy nagybolygó közelében halad el (l. a D/Shoemaker-Levy 9 üstökös szétesését a Jupiter árapályhatására). Lehet, hogy teljesen szétesik, de az is lehet, hogy az árapályerők hatására csak az alakja változik meg.

A most készült számítógépes modellben az ‘Oumuamua vagy az eredeti test megnyúlt formája, vagy pedig az eredeti test több kisebb, megnyúlt darabra esett szét, és ezek egyike (‘Oumuamua) látogatta meg a Naprendszert. Az alábbi ábrán a kis égitest pályasíkjára “felülről” nézve látható az, ahogyan egy csillaghoz túl közel haladva eredeti alakja az árapály hatására megnyúlik. (Feltételezve, hogy nem esik szét, és nem emelkedik meg a hőmérséklete az anyagának teljes elpárologtatásához szükséges értékig.) Extrém esetben szét is szakadhat kisebb megnyúlt darabokra.

Annak a folyamatnak a modellezése, ahogyan egy kis égitest, például egy üstökösmag vagy aszteroida alakja egy csillag közelében elnyúlttá válik. Extrém esetben az eredeti test több kisebb, de megnyúlt darabra eshet szét a megközelítés végén (NAOC/Y. Zhang, UCSC/D. Lin)

A modellben a test sok kisebb, egymáshoz tapadt tömbből tevődik össze, ami megfelel a Naprendszerben ismert néhányszor tíz méter méretű üstökösmagokból vagy bolygókezdeményekből, csírákból (kometezimálokból, planetezimálokból) álló építőblokk-modellnek. Természetesen tömörebb kisbolygóra vagy bolygódarabra is hatnak az árapályerők, amelyek ekkor csak megnyújtják a testet, és nem feltétlenül szedik szét darabjaira azt. Az alábbi ábra a most közzétett számítógépes szimulációban alkalmazott égitestmodell szerkezetét mutatja be.

Sok kisebb alkotórészből összeállított kis égitest a számítógépes modellben jól szemlélteti azt, hogyan nyúlik meg az eredeti test alakja az árapályerők hatására. Hasonlóan alakulhatott ki az 1I/’Oumuamu megnyúlt alakja egy nagy tömegű égitest (pl. csillag) szoros megközelítésekor (NAOC/Y. Zhang, ESO/M. Kornmesser)

A kutatók rámutattak arra is, hogy egy csillag közelében nem csak a kis égitestek (üstökösök, kisbolygók), hanem a nagybolygók is ki vannak téve a csillag árapályhatásának. Ennek következtében a nagybolygók külső kérgéről vagy köpenyéről is leszakadhatnak darabok, sőt az egész bolygó is széteshet. Az alábbi ábra a művész elképzelése szerint mutatja be, hogyan nyúlik meg vagy szakad darabokra egy égitest vagy annak egy darabja egy csillag közelében.

Elképzelés arról folyamatról, ahogyan egy égitest, például egy üstökösmag, aszteroida, sőt nagybolygó vagy annak egy darabja egy csillag közelében elnyúlttá válik. Extrém esetben az eredeti test több kisebb, de megnyúlt darabra eshet szét a megközelítés végén (Yu Jingchuan, Beijing Planetarium,Peking, Kína)

A kutatók az is megjegyzik, hogy a bolygórendszerekben rengeteg kis égitest keletkezik árapályerők hatására, és ezek egy része kiszóródhat a csillagközi térbe, mint az az ‘Oumuamua esetében is történt. Úgy becsülték, hogy a Tejútrendszerben a csillagközi térben mintegy 3,5·1013 – 2·1015 elszökött kis égitest bolyonghat egy köbparszek térrészben (1 parszek 3,26 fényév távolságnak felel meg). Így tehát várható, hogy több ilyen, a Naprendszert meglátogató égitestet fedezünk majd fel a jövőben az egyre fejlettebb technológiájú teleszkópokkal.

Az 1I/’Oumuamua elnyújtott alakjának árapályerők hatására történt lehetséges kialakulását bemutató szakcikk a Nature Astronomy folyóiratban jelent meg.

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

Források:

Hozzászólás

hozzászólás