Meglepően kevés a kis kráter a Plutón és a Charonon – más lehet a Kuiper-öv, mint eddig gondoltuk

3640

A New Horizons űrszonda Plutóról és Charon nevű holdjáról készített képei alapján a kutatók úgy gondolják, hogy a Kuiper-övben kevesebb kis méretű égitest lehet, mint eddig hittük. Ez viszont arra utal, hogy a külső Naprendszer nem változott túl sokat a születése óta.

Amikor a NASA New Horizons űrszondája 2015-ben elszáguldott a Pluto és a Charon mellett, mindkét égitestről hihetetlenül részletes felvételeket rögzített. A Plutóról készített képeken 76 méteres, a Charon képein pedig 154 méteres részletek is látszanak. Összevetésül: ha a Szent István-bazilika történetesen a Plutón állna, könnyedén észrevennénk a képeken.

A kutatók persze nem bazilikákat kerestek, hanem a Kuiper-öv legkisebb égitestjei által hagyott jeleket. A Naprendszerünk távoli részén elhelyezkedő, ritkás gyűrű jeges sziklái a bolygóformálódás ősi maradványai lehetnek. Mostanáig azonban nem voltunk biztosak abban, hogy milyenek ezek az égitestek. A Science című magazin március 1-jei számában megjelent tanulmányukban Kelsi Singer (Southwest Research Institute) és munkatársai a Pluto és holdja régebbi felvételeit vizsgálták meg, és arra a következtetésre jutottak, hogy a Kuiper-öv nem sok változáson esett át a keletkezése óta.

A Pluto és a Charon geológiáját vizsgáló kutatók kevesebb kis méretű krátert találtak az égitesteken, mint amire számítottak. A felvételeken az egyik vizsgált terület látható, a Charon hold Vulcan Planumnak nevezett sima, geológiai szempontból stabil síksága. Forrás: NASA / JHUAPL / LORRI / SwRI

Akár kisbolygókról, akár csillagokról vagy galaxisokról beszélünk, a világegyetemben sokkal több belőlük a kicsi, mint a nagy. Singer csapata azonban a vártnál sokkal kevesebb kis átmérőjű (13 kilométernél kisebb) krátert talált a Plutón és a Charonon.

Amikor egy test becsapódik egy nagyobb égitestbe, általában saját méreténél nagyobb krátert üt rajta. A 13 kilométernél kisebb kráterek alacsony száma a Plutón és a Charonon arra utal, hogy a Kuiper-övben kevés 1–2 kilométernél kisebb égitest található. Alex Parker (Southwest Research Institute), a tanulmány társszerzője elismeri, hogy a számításokban van némi bizonytalanság. Az azonban biztos, hogy bármik is ütnek krátereket ezeken az égitesteken, azok inkább a nagyok csapatában játszanak.

Az olyan geológiai folyamatokkal, mint például a kriovulkanizmus vagy a gleccseraktivitás, nem magyarázható a Pluto és a Charon több helyen egyenletes felszíne, mivel egy ilyen felszínformáló erő a kis kráterekkel együtt a nagyobbakat is elsöpörte volna. Nincs olyan ismert geológiai folyamat, amely előnyben részesítené a kisebb kráterek eltörlését. Mi több, a Pluto és a Charon esete egybevág a Jupiter és a Szaturnusz holdjain tapasztaltakkal: a kis kráterek ezeken a holdakon is hiányoznak.

Az új felfedezés megcáfolja az OASES égboltfelmérő program adatait. Az OASES olyan csillagokat vizsgál, amelyek fényváltozása egy előttük elhaladó égitestre utal. Ko Arimatsu (Japán Nemzeti Obszervatórium) és munkatársai, miután körülbelül kétezer csillagot figyeltek meg 60 órán át, találtak egy olyan fedési eseményt, amelyet egy nagyjából 1 kilométeres égitest okozott a Kuiper-övben. Mivel még ez az egy észlelés is valószínűtlen volt, a cikkírók a Nature Astronomy folyóiratban arra a következtetésre jutottak, hogy több kilométeres test lehet a Kuiper-övben, mint addig gondolták.

Művészi illusztráció a Kuiper-öv egyik égitestjéről. Forrás: Ko Arimatsu

„Nem vagyok meggyőződve ezeknek a fedési eseményeknek a létezéséről.” – mondja Parker. „Minden ilyen, egyszer vagy kétszer észlelt esemény értelmezésére számtalan más lehetőség is kínálkozik, amelyek mind jobb magyarázattal szolgálnak, mint az, hogy egy Kuiper-objektum halad el egy csillag előtt.”

Ezzel Arimatsu nem ért egyet. „Feltételezem, hogy a felszínformáló folyamatok további vizsgálatára van szükség, mivel a Pluto és a Charon (és valószínűleg az Ultima Thule is) geológiai szempontból egyedülállóak, így váratlan felszínformáló folyamatok történhetnek rajtuk.” Arimatsu ugyanakkor kiemeli: „csak EGY objektumot fedeztünk fel, és a méreteloszlás tekintetében még bizonytalanok vagyunk.” Még az is lehetséges, teszi hozzá, hogy a csapata által talált fedés nem áll ellentétben a New Horizons-csapat felfedezéseivel.

Hogy hány kilométeres nagyságrendbe eső égitest van a Kuiper-övben, olyan lehetetlen kérdésnek tűnik, mint az, hogy hány angyal táncol egy tű hegyén. De a válasz messzemenő következtetésekre vezethet a bolygók kialakulásával kapcsolatban. Ha kevés a néhány kilométeres objektum, az azt jelenti, hogy a Kuiper-öv ritka, és az égitestjei az elmúlt négymilliárd évben nem sokszor ütköztek egymásnak. A szóban forgó területen az ütközések által lesznek a nagyobb objektumokból kisebbek. Ha ritkán történnek ütközések, akkor nagyjából az eredeti állapotot láthatjuk még ma is. Így tehát a Kuiper-öv megmutathatja, milyen volt a Naprendszerünk a kialakulása idején.

Ha a Kuiper-öv a kezdetek óta érintetlen maradt, akkor az őt alkotó objektumok méretei rávilágíthatnak a bolygók kialakulásának folyamatára. Például a Singer és munkatársai által leírt méreteloszlás azt az elképzelést támogatja, mely szerint az óriásbolygók akkor alakultak ki, amikor a gravitációs instabilitások rohamos növekedést okoztak. Abban mindkét csapat egyetért, hogy a fedési események további vizsgálata – mint például a TAOS-II (Transneptunian Automated Occultation Survey) – létfontosságú a Kuiper-öv megértéséhez. A TAOS-II például 20 kép/másodperces sebességgel fogja az égboltot fotózni. Ez csak egy kicsit gyorsabb, mint az OASES, amely 15,4 képkockát rögzített másodpercenként, a különbség mégis látható lesz.

„A képrögzítés nagy sebessége azért fontos, mert ezeknek a tőlünk nagy távolságban lévő objektumoknak az árnyéka nem olyan, mint amilyen árnyékokhoz a hétköznapokban hozzászoktunk.” – magyarázza Parker. Ahogy a Kuiper-öv égitestjének árnyéka végigseper a Földön, a csillag fényét megfigyelő csillagászok halványodást, fényesedést, majd újabb halványodást és fényesedést látnak a fényelhajlás jelensége miatt. „Az árnyékon belüli jellegzetes fényintenzitás-eloszlás olyan információkat hordoz, amelyek nagyban segítik a fedést okozó égitest tulajdonságainak feltárását.”

A TAOS-II célja ráadásul nem egy, hanem több száz fedési esemény megfigyelése. Az általa szolgáltatott új adatok segítségével talán jobban meg fogjuk ismerni majd a Kuiper-övbeli égitesteket.

Forrás: Pluto and Charon Are Missing Small Craters, Sky & Telescope

Hozzászólás

hozzászólás