Rekordokat dönt a legrövidebb keringési idejű kisbolygó: napközelben több mint 100 km/s sebességgel száguld 500 fokra felhevülve

7227

A 2021 PH27 az eddig azonosított legrövidebb keringési idejű kisbolygó, a Nap körüli pályája jelentős része a Vénusz pályáján belül helyezkedik el. Valószínű, hogy a távoli jövőben összeütközik a szépség és szerelem bolygójával.

A 2021 PH27 jelű kisbolygó vizsgálata 2021. augusztus 13-án vette kezdetét, amikor Scott S. Sheppard, a Carnegie Intézet (Washington, D.C.) kutatója egy 19,6 magnitúdójú, halvány égitestet fedezett fel, amely a felvételeken elmozdulni látszott a csillagok között. A felvételeket Dell’Antonio és Shening Fu, a Brown Egyetem (Providence Rhode Island) csillagászai készítették Chilében a Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO) 4,01 méteres Blanco-teleszkópjával. A távcsövet alapvetően a sötét anyag kutatására használják (Dark Energy Survey), melyhez a világ egyik legnagyobb CCD-kameráját építették meg. A 62 CCD-chipből álló, 520 megapixeles kamera látómezeje eléri a 3 négyzetfokot, vagyis a Hold látszó területének 12-szeresét lehet egyetlen felvételen rögzíteni. A Blanco-teleszkópot egyébként Victor Manuel Blanco (1918-2011) puerto ricói csillagászról nevezték el, aki a CTIO második igazgatója volt, és a Tejútrendszer, valamint a galaxisok vizsgálatával foglalkozott.

A megfigyelés és felfedezés egy elmés felvetésnek köszönhető, miszerint az alkonyati időszakot, amikor a világos ég miatt a távcsövet még nem lehet a fő programjára használni, úgy aknázzák ki, hogy keressenek vele a Naphoz igen közel járó, a földpályán belül tartózkodó kisbolygókat. Ezek az égitestek, akárcsak az Esthajnalcsillagként ismert Vénusz bolygó, sosem látszanak az éjszakai égen, csak este vagy hajnalban, a horizonthoz közel láthatók. A kis horizont feletti magasság miatt viszont nagy a légköri fényelnyelés, így ezekhez a felfedezésekhez szükség van a minél nagyobb távcsőátmérőre, miközben a régi építésű óriástávcsövek számára sokszor komoly kihívást jelentett az alacsony égterületen történő észlelés. De a mérnökök megoldották a problémát, így sikerült felfedezni az égen a Naptól mindössze 37 fok szögtávolságra látszó égitestet, amely ekkor a Virgo (Szűz) csillagképben tartózkodott.

A 2021 PH27 kisbolygó felfedezésekor készített két képen jól megfigyelhető a halvány égitest (a képen felül két lila színű vízszintes vonal között megjelölve) látszó elmozdulása a csillagokhoz képest (Scott S. Sheppard, Carnegie Science News No. 2816, 2021)

Azért, hogy a megfigyelők ne veszítsék szem elől a Naphoz egyre közelebb kerülő, és a szürkületben egyre nehezebben megfigyelhető kisbolygót, több más obszervatórium összefogásával megfigyelési kampány szerveződött. Például a Las Campanas Obszervatórium 6,5 méteres Óriás Magellán Teleszkópja Chilében, vagy a Las Cumbres Obszervatórium 1 méteres távcsöve Dél-Afrikában készített felvételeket, de brazil és japán amatőrcsillagászok is sikeresen megfigyelték a kisbolygót.

A NASA JPL (Sugárhajtómű Laboratórium) pályaadatai szerint a 2021 PH27 olyan elnyújtott ellipszispályán kering a Nap körül, amelynek félnagytengelye 0,46 CSE, vagyis átlagos naptávolsága közelebb esik a Merkúrhoz, mint a Vénuszhoz. A pálya excentricitása elég nagy, 0,709, így napközelben 0,134 CSE-re megközelíti központi csillagunkat, vagyis bőven a Merkúr pályáján belül jár (a Merkúr napközelben 0,307 CSE-re van a Naptól). Naptávolban 0,789 CSE-re távolodik el a Naptól, miközben a Vénusz naptávolban 0,728 CSE-re jár csillagunktól, ezért nem tölti teljes idejét a vénuszpályán belül. A 2021 PH27 pályabeli sebessége napközelben 106 km/s, ami szintén rekord a kisbolygók között.

A 2021 PH27 kisbolygót az teszi különlegessé, hogy a jelenlegi pályájának félnagytengelye az összes ismert kisbolygó között a legkisebb, és ennek következtében a legrövidebb keringési idejű aszteroida is: 114,47 nap (0,31 év) alatt kerüli meg csillagunkat. A jelenleg ismert égitestek közül csak a Merkúr bolygó kerüli meg nála rövidebb idő alatt a Napot, a legbelső bolygó keringési ideje 87,96 nap. A 2021 PH27 megtalálást az tette lehetővé, hogy két nappal felfedezése előtt, augusztus 11-én érte el naptávolpontját, miközben a bolygónkhoz viszonyított helyzete is kedvezően alakult, így a lehető legnagyobb, bár még így sem túl nagy szögtávolságra távolodott el a Naptól.

A 2021 PH27 kisbolygó pályája a Föld pályasíkjába (ekliptika) vetítve. A nagybolygók pályáját és keringési irányát a Merkúrtól a Földig fekete vonalak és nyilak jelölik. A kisbolygó ellipszispályájának (piros vonal) napközelpontja a Merkúr pályáján belül, naptávolpontja pedig a Vénusz és Föld pályája között, de a Vénusz pályájához közelebb van. (Katherine Cain és Scott Sheppard, Carnegie Institution for Science)

Az alábbi ábra a 2021 PH27 kisbolygó pályájának térbeli helyzetét érzékelteti.

A kisbolygó pályasíkja a Föld pályasíkjához (ekliptika) mintegy 31,6
fokos szöggel hajlik, így a kis égitest a keringése során nagy távolságra kerülhet az ekliptikától. Az aszteroida és a nagybolygók (Merkúr, Vénusz és Föld) helyzetét 2021. augusztus 25. 0h világidőkor pontok jelölik. A függőleges vetítővonalak a kisbolygó pályájának térbeli elhelyezkedését érzékeltetik (NASA/JPL SSD)

Az alábbi animáció szemléletesen mutatja a 2021 PH27 és a nagybolygók (Merkúr, Vénusz és Föld) Nap körüli keringését.

A 2021 PH27 kisbolygó és a nagybolygók (Merkúr, Vénusz és Föld) Nap körüli keringése.

Pályája alapján a most felfedezett 2021 PH27 az IEO-aszteroida (IEO: Interior-Earth Object), más elnevezésekkel az Atira- vagy Apohele-kisbolygók közé tartozik. Ezek az égitestek a Föld napközelponti távolságán, (0,983 CSE) belül belül keringenek. A 2021 augusztusáig ismert 26 Atira típusú kisbolygó közül 19-nek számítható pontosan a pályája, a többiről még nem gyűlt össze elegendő megfigyelés a pályájuk pontos meghatározásához.

Scott Sheppard szerint a 2021 PH27 felszíne napközelben közel 500 °C, ami azt jelenti, hogy az ólom nem maradhatna ott szilárd halmazállapotban.

Művész elképzelése szerint ilyen lehet a Nap (nagy sárga korong) és a Merkúr (fekete korong) a 2021 PH27 kisbolygó közeléből nézve. (Katherine Cain, Carnegie Instutution for Science)

A 2021 PH27 keringése során sokszor kerülhet közel a Merkúrhoz (0,11 CSE), a Vénuszhoz (0,015 CSE) és a Földhöz is (0,195 CSE), és ezek a bolygóközelítések az idő előrehaladtával jelentősen megváltoztathatják pályáját, azaz a kis égitest mozgása nem stabil. Sőt, mivel az aszteroida a Merkúrnál is közelebb kerül a Naphoz, ezért az általános relativitáselmélet szerint az ellipszispályája nagytengelyének iránya (apszisvonal) a pálya síkjában körbefordul (ezt nevezzük perihélium-precessziónak vagy apszisvonal-precessziónak). A 2021 PH27 napközelpont-precessziója, elfordulása még a Merkúr perihélium-precessziójánál is nagyobb, ami szintén hozzájárul a kisbolygó pályájának időbeli megváltozásához, perturbációjához.

Mivel a 2021 PH27 gyakran kerül nagyon közel a Vénuszhoz (0,015 CSE-re, azaz 2,22 millió km-re), ezért a bolygó gravitációs zavaró hatására változik meg jelentősen a pályája, illetve nagyon valószínű, hogy a távoli jövőben a Vénuszba ütközhet. (A Merkúrral vagy a Földdel való ütközési esély kisebb, különösen az utóbbihoz jelentős pályaváltozásra lenne szükség.) Az Atira-objektumok igen veszélyesek lehetnek ütközés szempontjából a Földre, mert a Nap felől érkezve nehéz felfedezni őket, miközben a gyors pályaváltozások miatt elérhetik bolygónk pályáját is. Nem véletlen, hogy a néhány év múlva induló Legacy Survey of Space and Time (LSST) program 8 méteres távcsövével is tervezik az esti és az alkonyi égbolt vizsgálatát alacsony magasságokban, mert különösen fontos ezeket a kis égitesteket felfedezni és nyomon követni.

A 2021 PH27 októberben konjunkcióban lesz, ami a pályája térbeli helyzete miatt 20 fokos elongációt jelent, így a halvány aszteroidát nem lehet megfigyelni a szürkületben. Azonban 2022 márciusában ismét meg lehet majd figyelni, ráadásul a mostaninál sokkal jobb helyzetben (52 fokra távolodik a Naptól), így a pozícióját, valamint egyéb fizikai tulajdonságait (összetétel, átmérő, forgás periódus) is jobban meg lehet határozni a mai becslések szerinti 1 km átmérőjű égitestnek.

Scott Sheppard és munkatársai szerint az űrszikla legvalószínűbb eredete a kisbolygók főöve a Mars és Jupiter pályái között, ahonnan elsősorban a Jupiter, illetve a Mars gravitációs zavaró hatásai következtében került be a Föld pályáján is belülre a Nap közelébe. A kutatók azt sem tartják kizártnak, hogy a kisbolygó nagy pályahajlása (közel 32 fok) alapján a külső Naprendszerből érkezett kis égitestről van szó. A 2021 PH27 eredete körüli rejtély eldöntésére a pályája pontosítására, valamint fizikai tulajdonságainak és összetételének, tulajdonságainak meghatározására van szükség.

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

Források:

Hozzászólás

hozzászólás