Amikor hétmillió csillag sem elég: vajon honnan jött az `Oumuamua?

6727

Sok szó esett már itt a csillagaszat.hu-n is a Naprendszer első igazoltan kívülről érkezett látogatójáról, az `Oumuamua kisbolygóról. A csillagászokat érthető módon nagyon izgatja a kérdés, hogy ha nem a Nap körül keletkezett, akkor melyik csillagrendszerből származhat ez az égitest, hiszen egyelőre a Nap az egyetlen ismert csillag, amelynek kis méretű kísérőit részletesen tudjuk vizsgálni. Az `Oumuamua eredetének megállapításához nem elég az égitest útvonalát elméleti számításokkal visszafelé követnünk az időben. Mivel a galaktikus vándor a csillagok Tejútrendszerbeli mozgásához nagyságrendileg hasonló sebességgel halad, ezért a környező, és nem is túl közeli milliónyi csillag pályáját is figyelembe kell vennünk. Ám ezek a számítások közel sem egyszerűek, és sok bizonytalanságot hordoznak magukban.

Az olvasó számára mára már bizonyára nem ismeretlen fantáziarajz az első igazoltan csillagközi eredetű, rendkívül elnyúlt formájú `Oumuamua kisbolygóról. Forrás: ESO/M. Kornmesser.

A kutatók az Európia Űrügynökség (ESA) Gaia nevű asztrometriai műholdjával a közelmúltban több mint egymilliárd csillagot figyeltek meg, melyek közül sok millió környező égitest térbeli helyét és mozgásirányát is megállapították. A Gaia adatbázisából szűrés után megmaradt hétmillió csillagot vizsgált meg a Németországbeli Heidelbergben működő Max-Planck-Institut für Astronomie munkatársa, Coryn Bailer-Jones által vezetett kutatócsoport. A csillagászok olyan csillagokat kerestek az adatbázisban, melyeket a múltban az `Oumuamua szorosan megközelíthetett. Az így azonosított csillagok a kisbolygó lehetséges szülőégitestjei. Minél szorosabb és minél kisebb sebességkülönbségű megközelítést sikerül találni, annál jobb eséllyel sikerül azonosítani a valódi forráscsillagot.

Bailer-Jones és munkatársai 28 olyan csillagot találtak, amelyeket az `Oumuamua 2 parszeknél (1 parszek=3,26 fényév) szorosabban közelíthetett meg az elmúlt 10 millió év során. E 28 közül négy ígéretes jelöltet emeltek ki, amelyeket vagy viszonylag szorosan, vagy kis sebességkülönbséggel közelíthetett meg a csillagközi látogatónk.

A bal oldali panelen az `Oumuamua azonosított szoros csillagmegközelítéseinek legkisebb távolságai az idő függvényében. A színkód a sebességkülönbséget jelöli. A jobb oldali ábrán néhány csillagot tüntettek fel a legjobb forrásjelöltek közül, színessel a négy legjobb, ám még így sem igazán jó jelölt látható. A bizonytalanságok forrása a térbeli pozíciók és mozgásirányok pontatlansága. Forrás: C. A. L. Bailer-Jones és munkatársai (2018).

A kutatócsoport a lehetséges kidobódási mechanizmusokat is áttekintette. A legtöbb kis égitestet, bolygókezdeményt a szülőrendszer óriásbolygóinak gravitációs perturbációi repíthetik ki a csillagközi térbe. Az ilyen folyamatok eredményeként azonban csak egészen csekély, 1–2 km/s-nyi sebességkülönbség alakulhat ki a kisbolygó és a szülőcsillag között. Nem véletlen, hogy a csillagászok azt gyanítják, hogy kettőscsillag-rendszer lehet az `Oumuamua forrása, hiszen ezek sokkal nagyobb, akár 10–70 km/s sebességgel is képesek kilökni magukból a kis égitesteket. Az azonosított, szorosan megközelített csillagok között azonban egyetlen ismert kettőscsillag sincs. Egy harmadik lehetőség az, hogy két gravitációsan nem kötött csillag szoros megközelítésekor távozott az `Oumuamua valamelyikük Oort-felhőjéből. A Gaia adatok arra utalnak, hogy a négy legjobb forrásjelölt közül az egyiket – és persze magát az `Oumuamua-t is – egy, az adatbázisban található másik csillag valóban megközelítette valamelyest, éppen akkor, amikor a kisbolygó is arrafelé járt. Ám ennek a csillagtalálkozásnak a konfigurációja nem tűnik túlságosan alkalmasnak kis égitestek hatékony kilökésére.

Az `Oumuamua kisbolygó útvonala a Naprendszerben. A nagyon szoros csillagmegközelítés rendkívüli mértékben megváltoztatta a kisbolygó haladási irányát. A kevésbé szoros megközelítések csekélyebb elhajlásokat okoznak ugyan, ám ezek az évmilliók alatt jelentős eltérüléssé összegződhetnek. Forrás: ESO.

A vizsgálat végül arra a végkövetkeztetésre jut, hogy egyik azonosított csillagról sem igazán valószínű, hogy az `Oumuamua forrása volna. A bizonytalanságnak számos oka van. Az egyik, hogy a Gaia adatbázis hat dimenziós, azaz térbeli helyzetet és mozgásvektort is leíró részhalmaza távolról sem teljes, még a Nap közvetlen környezetében sem. A Gaia jelenleg is működik, és a jelen vizsgálathoz egy előzetes, DR2 jelű adatbázist használtak, amely a véglegesen várható 35 millióból csak hétmillió csillagról tartalmazza a szükséges adatokat. A végleges adatbázison újra fogják futtatni a keresést. Bizonytalanságot jelent továbbá a csillagok térbeli helyzetére és mozgásukra vonatkozó adataink pontatlansága is. A későbbi Gaia adatbázis ezt is javítani fogja. De még magának az `Oumuamua-nak a bejövő pályáját sem ismerjük egészen pontosan. Az érkezési irány néhány tizedfokos bizonytalanságát a nem gravitációs hatások okozzák, amiről szintén beszámoltunk nemrég. További bizonytalansági tényezők még a Tejútrendszer gravitációs potenciáljára vonatkozó modellünk pontatlansága, ismeretlen csillagok szoros megközelítéseinek gravitációs perturbációi, és az, hogy az `Oumuamua akár nagyon régóta, több száz millió éve is úton lehet a csillagok közt. Ilyen nagy térbeli és időbeli távolságokra pedig a jelenlegi és a közeli jövőben várható adataink alapján gyakorlatilag lehetetlen az extrapoláció.

A tudományos eredményeket bemutató szakcikk az Astronomical Journal folyóiratban fog megjelenni:
C.A.L. Bailer-Jones (MPIA Heidelberg), D. Farnocchia (JPL), K.J. Meech (Uni. Hawai’i), R. Brasser (Tokyo Institute of Technology), M. Micheli (ESA SSA-NEO Coordination Centre), S. Chakrabarti (Rochester Institute of Technology), M.W. Buie (Southwest Research Institute), O.R. Hainaut (ESO): „Plausible home stars of the interstellar object ‘Oumuamua found in Gaia DR2”  (PDF).

Borítókép: Az `Oumuamua mérete épületekhez hasonlítva. Forrás: GLN.

Hozzászólás

hozzászólás