Nem üstökös, de nem is napvitorla lehetett a rejtélyes ‘Oumuamua

31649

A közelmúltban újra az érdeklődés előterébe került a Naprendszeren túlról érkező 1I/2017 U1, ismertebb nevén az ‘Oumuamua. Az első ismert intersztelláris eredetű objektumot felfedezését követően egy ideig üstökösként tartották számon, habár a megfigyelések több furcsaságot is mutattak. Ilyen volt például az ‘Oumuamua lapos, korongszerű (esetleg szivarra hasonlító) alakja, de az igazi fejtörést az üstökösökre jellemző kitörések hiánya okozta. A neves csillagász, Avi Loeb többek között erre alapozta a gyorsan széles körű népszerűségre szert tett elméletét, miszerint egy idegen civilizáció által épített űrhajót, pontosabban annak napvitorláját láthatta az emberiség. A közelmúltban azonban két tanulmány is természetes magyarázatot talált az ‘Oumuamua furcsaságaira: eszerint a csillagközi térből érkező objektum nem egy vízjeget tartalmazó üstökös volt, hanem egy Pluto-szerű bolygó darabkája.

Az ‘Oumuamua megfigyelt fényességváltozásának első magyarázata egy szivarszerű szikla (jobbra) volt, ám nem sokat váratott magára a napvitorla (balra) ötlete sem. (Forrás: Mark Garlick / Science Photo Library)

Fontos kiemelni, hogy az ‘Oumuamuáról rendkívül korlátozott információk állnak csak rendelkezésünkre. Felfedezése is a napközelség után történt, az egyre növekvő távolsága miatt pedig csak kb. három hónapig lehetett megfigyelési adatokat gyűjteni róla. A nagy távolság és az üstökösmag kis mérete miatt a kinézetéről sosem készülhetett valódi felvétel, még az óriásteleszkópok legjobb képein is csupán egyetlen pontként jelent meg. Ennélfogva az ‘Oumuamua valódi méreteit sem ismerjük. Ugyanakkor a fényességváltozásából kiszámítható volt az alakja, háromdimenziós kiterjedése pedig 6:6:1-nek adódott, tehát alkalmasint úgy nézhetett ki, mint egy lapos korong. Pontos mérete azonban már attól is függ, hogy a felülete a ráeső napfény mekkora hányadát veri vissza. A tipikus, vízjégből álló üstökösökre jellemző 10%-os értéket alapul véve az ‘Oumuamua mérete nagyjából 200x200x30 méteres lehetett.

Az egyik legjobb felvétel az ‘Oumuamuáról. A nyolcméteres óriásteleszkópok méréseiből összeállított képen az objektum kiterjedése nem látszik, az mindössze egyetlen fénypontként jelenik meg (kékkel jelölve) az elmozdulni látszó háttércsillagok között. (Forrás: ESO/K. Meech et al.)

Az ‘Oumuamua jellegzetes alakjára már korábban is több magyarázat született. Az elméletek egyik csoportja olyan folyamatokat vázol fel, amelyek még az idegen bolygórendszerben jelenlegi alakjára formálhatták az ‘Oumuamuát (ilyen lehetett egy nagyobb égitest árapályereje). Más modellek szerint a csillagközi tér nagy energiájú részecskéinek (az ún. kozmikus sugárzásnak) zápora csiszolhatta pizzakorong alakúra az objektumot. Bár a pontos mechanizmus nem ismert, láthatóan nem a furcsa alak jelentette a napvitorla-elmélet fő alappillérét – sokkal inkább az ‘Oumuamua “nem-gravitációs” gyorsulása.

A megfigyelések szerint az ‘Oumuamua naprendszerbeli útja során nem pontosan úgy mozgott, ahogyan kezdeti sebessége és a gravitációs tér indokolta volna. Az első ránézésre furcsa viselkedés azonban cseppet sem számít szokatlannak az üstökösök körében. A Nap sugárzásának hatására leszakadó (szakszóval szublimáló) részecskék, valamint a jeges üstökösmag mélyéről feltörő kifúvások némi extra impulzust biztosítanak, ezáltal az üstökösök kicsit gyorsabban távolodnak a Naprendszer mélyétől. A leszakadó részecskék nem távoznak azonnal az üstökös közeléből, hanem egyfajta ritkás légkört hoznak létre a mag körül: ez a kóma. Mivel az üstökösök jelentős részét vízjég alkotja, így a kitörések is javarészt vizet pumpálnak a kómába, amely az optikai és infravörös tartományban is jól észlelhető. Az ‘Oumuamua viszont egyszer sem mutatta kóma jeleit, ennek okán pedig a Nemzetközi Csillagászati Unió később aszteroidára módosította az osztályozását. Ha viszont nem illékony anyagok alkotják az objektumot, akkor honnan jöhetett az extra gyorsítás?

Az ‘Oumuamua útja a Naprendszerben. (Forrás: NASA)

A közelmúltban megjelent publikációjukban egy kutatócsoport tagjai alternatív összetételeket vizsgáltak meg, és arra a következtetésre jutottak, hogy a nitrogénmolekulák tulajdonságai minden kérdéses szempontra megoldást nyújtanak. A nitrogénjég sokkal több napfényt ver vissza, így az ‘Oumuamua megfigyelt fényességét egy jóval kisebb kiterjedésű objektum magyarázhatja, amely csak kb. 45x45x7,5 méteres – vagyis kisebb, mint egy futballpálya egyik térfele! Egy kisebb objektumhoz pedig kisebb impulzustöbblet is elegendő, hogy a megfigyelt mozgását magyarázza. A nitrogén szublimációja alacsony hőmérsékleten is végbemehet, ami azt feltételezi, hogy a Naprendszerbe való belépése óta tömegének nagy részét már elvesztette. A végső puzzle-darab a nitrogén alkotta ritkás kóma észlelhetősége volt: a korábban feltételezett hidrogén- vagy vízjéggel szemben az N2 molekulák által kibocsátott sugárzás gyakorlatilag láthatatlan lenne számunkra!

Az ‘Oumuamua feltételezett életútja egy idegen bolygórendszertől a Naprendszer elhagyásáig. (Forrás: Sue Selkirk)

Nitrogénjégben gazdag objektumokat ismerünk a Naprendszerben, sőt az egyiket néhány éve meg is látogatta a NASA New Horizons űrszondája. A Pluto jeges felszínéről készült felvételek további kapaszkodót jelentettek a kutatóknak, a törpebolygó metántól vöröses-barnás árnyalatai ugyanis megfelelnek annak, amit az ‘Oumuamuáról készült színmérések is mutattak. Egy Pluto méretű égitest differenciált összetétele pedig lehetővé teszi, hogy a felszínhez közeli részei szinte tisztán nitrogénjégből álljanak (plusz a már említett metán). Kézenfekvő feltételezés tehát, hogy az ‘Oumuamua egy másik bolygórendszer Pluto-szerű objektumának szilánkja lehetett, ami árapályerők vagy egy nagyobb becsapódás következtében szakadhatott ki.

A nitrogénjég tehát egyszerre kínál természetes magyarázatot az intersztelláris aszteroida/üstökös (a pontos besorolást majd az utókor eldönti) minden megfigyelt furcsaságára. Nem késett azonban sokat Avi Loeb válasza sem: doktoranduszával, Shmuel Bialyvel karöltve épp a napokban tette közzé gyors (és szakmai bírálatnak alá nem vetett) becslését az ‘Oumuamuához szükséges nitrogén mennyiségét illetően. A Naprendszer és a Pluto tulajdonságait alapul véve arra jutottak, hogy a hipotetikus bolygórendszer külső régióiban olyan mennyiségű nitrogénjégnek kellene összegyűlnie, mint amennyi a rendszer központi csillagában is található – ez az eloszlás pedig igen valószínűtlennek tűnik. Fontos azonban hozzátenni, a mindössze két oldal terjedelmű (!) iromány számos (igencsak spekulatív) feltevéssel dolgozik, így pedig nehezen tekinthető a nitrogénjég-elmélet érdemi cáfolatának.

Az ‘Oumuamua valószínűsíthető kinézetének (a Millenium Falconra gyanúsan hasonlító) illusztrációja. (Forrás: William Hartmann & Michael Belton)

A nagy mennyiségű nitrogénjégre azonban szintén nincs közvetlen bizonyíték, így pedig a feltételezése egyelőre csak egy olyan elméletnek számít, ami a megfigyelési furcsaságokra kínál egy praktikus magyarázatot. Biztosat nem tudunk (és valószínűleg soha nem is fogunk tudni) állítani a csillagközi látogató pontos eredetéről, ám úgy tűnik, hogy az ‘Oumuamua megfigyelési adatai továbbra sem igényelnek mesterséges eredetet felvonultató ötleteket.

Hozzászólás

hozzászólás