Rejtélyes égitest a Plútón túl

A csillagászok a Plútón túl húzódó Kuiper-öv felderítése során, egy olyan égitestre akadtak, amelynek helyzete, pályája nem illeszthető be egyik jelenlegi modellbe sem.

Egy nemzetközi csillagászcsoport újabb Kuiper-objektumot fedezett fel. A Kuiper-övbe tartozó égitestek a Neptunusz pályáján túl húzódnak, és főleg a Naprendszer kialakulásának idejéből visszamaradt, a növekedésben megrekedt bolygócsírákat tartalmaznak, amilyen például a Plútó is. A térségben ugyanakkor a Naprendszer belsőbb részéből ide kilökött égitestek is találhatók.

A 2004 XR 190 jelzéssel ellátott új objektumot a 3,6 méter átmérőjű, a Mauna Kea vulkánon (Hawaii) felállított, kanadai-francia-hawaii (CFHT) teleszkóppal fedezték fel. Az óránként 50 Gbyte információmennyiséget produkáló, Legacy nevű égboltfelmérés keretében találtak az égitestre. A program során egy számítógép automatikusan kiszűri a potenciálisan érdekes célpontokat, amelyeket ezután a szakemberek manuálisan ellenőriznek. A 2004 XR 190 jelzésű égitestet Lynne Allen (University of British Columbia) azonosította, még 2004 decemberében. Mivel a Naprendszer távoli égitestei látszólag lassan mozognak az égen, hosszú idő kell pályájuk pontos megállapításához. 2005. októberében az 5 méteres Hale teleszkóppal, majd novemberben a Kitt Peak-en felállított távcsővel készült újabb megfigyelésekkel sikerült a pályaelemeket pontosítani. Bebizonyosodott: igen furcsa égitesttel van dolgunk.

A kérdéses objektum a Naptól 58 csillagászati egységre (Cs.E.), azaz 58-szoros Föld-Nap távolságra mutatkozik. (Összehasonlításként: a Neptunusz átlagos naptávolsága 30 Cs.E., és a Plútó pályájának legtávolabbi pontján sem kerül 50 Cs.E.-nél messzebb csillagunktól.) A 2004 XR 190 viszonylag nagy, ezért elég fényes objektum, átmérője 500 és 1000 km között lehet, azaz nagyjából fele-harmada a Plútóénak. Az égitestet átmenetileg "Buffynak" nevezték el, hivatalos megnevezést majd a Nemzetközi Csillagászati Úniótól kap. A szakembereket nem is mérete, sokkal inkább szokatlan pályája lepte meg.

Az eddig felfedezett Kuiper-objektumok jelentős része 30 és 50 Cs.E. közötti naptávolságban mozog. Ebben a régióban is kitűnnek társaik közül az erősen elnyúlt útvonalon mozgók, pl. az 1995 TL8 és a 2000 YW 134, amelyek 40 és 60 Cs.E. közötti távolságban keringenek. 50 Cs.E. távolságnál megfogyatkoznak az égitestek, ennél messzebb alig találtunk néhányat, azok is rendkívül elnyúlt úton járják körül csillagunkat. Az ilyen elnyúlt útvonalakon mozgó objektumok vagy az óriásbolygók (főleg a Neptunusz), vagy közeli csillagok gravitációs hatására (perturbációjára) érték el jelenlegi pályájukat. Ilyen extrém objektumokra jó példa a 2000 CR 105 és a Sedna, amelyek 500 Cs.E.-nél is messzebbre jutnak naptávolban.

A 2004 XR 190 tehát az 50 Cs.E.-nél távolabbi, igen ritka zónában mozog, ráadásul közel kör alakú pályán, amely ellentétben van az ugyanitt található, fent említett elnyúlt útvonalú társaival. A 2004 XR 190 naptávolsága 52 és 62 Cs.E. között van, s pályájának körhöz közeli alakja nem utal a fentihez hasonló perturbációkra. Ugyanakkor meglepő, hogy keringési síkja 47 fokos szöget zár be a Naprendszer fősíkjával. Ennek alapján viszont egykori külső gravitációs zavart feltételezhetnénk.

Elméletileg elképzelhető, hogy egy közelben elhaladó csillag a múltban úgy perturbálta az égitestet, hogy közel körpályán maradt, de létrejött nagymértékű, 47 fokos pályahajlása - ebben az esetben azonban az ősi gravitációs zavar nyomának a térség egyéb objektumainál is erősen kellene jelentkeznie. Egy másik elgondolás szerint a Neptunusz a Naprendszer kialakulása során kifelé vándorolt, amely sok Kuiper-objektum helyzetével összeegyeztethető. Ekkor viszont a rendkívül elnyúlt útvonalon mozgó Sedna és a 2000 CR 105 pozícióját nehéz megmagyarázni.

A 2004 XR 190 (pirossal) és néhány egyéb Kuiper-objektum pályája "felülnézetből" (balra), a centrumban lévő kis karika a Föld pályáját jelképezi. A 2004 XR 190 pályája "oldalnézetből" (jobbra). Az ábrák peremén lévő számok csillagászati egységben mutatják a távolságokat (fotó: CFHT, Dunn by Paul)

A ma ismert Kuiper-öv kialakulásának magyarázata igen nehéz. Sok olyan elmélet létezik, amely az egyes tagok helyzetét elfogadhatóan magyarázza, de egyelőre ezeket nem sikerült egymással összekapcsolni. Olyan teória kell tehát, amely az összes eddig megfigyelt pálya kialakulását egyszerre, egymás szomszédságában magyarázza - ilyen azonban egyelőre nincs. Összefoglalóként bemutatjuk a Kuiper-öv mai felosztását. A besorolás a jelenleg ismert, közel 1000 égitest alapján készült, és nem tekinthető véglegesnek - a most felfedezett 2004 XR 190 sem sorolható be ide.

• Cubewanok (Klasszikus Kuiper-objektumok ): általában 42 és 48 Cs.E. közötti naptávolságban mozognak, a Plutínókkal (lásd később) ellentétben nem állnak ún. pályarezonanciában a Neptunusszal. Előfordulásuk külső határa 50 Cs.E. körül húzódik. Pályáik nem kifejezetten elnyúltak, pályahajlásuk pedig nem rendkívül nagy, de sok esetben vesz fel 20, 30 fok körüli értéket. Feltehetőleg az ősködből kondenzálódott bolygócsírák maradványai, amelyek keletkezésük óta keveset változtak. Leghíresebb képviselőjük (és névadójuk) az 1999 QB1.
• Plutínók (rezonáns Kuiper-objektumok): elsőként felfedezett tagjuk a Plútó. A ma ismert Kuiper-objektumok közel negyede a Plútóhoz hasonló pályán mozog, a Neptunusszal 3:2 keringési rezonanciában (amíg a Neptunusz háromszor, ezek pont kétszer kerülik meg a Napot). Emellett egyéb rezonanciáktól kialakuló sajátos gravitációs kapcsolatok miatt stabil a helyzetük. Kialakulásuk egyik lehetséges magyarázata, hogy a Neptunusz a Naprendszer keletkezése során kifelé vándorolt, és a Kuiper-öv néhány objektumát a 3:2-es rezonanciasávban gyűjtötte össze - ezeket ma Plutínókként figyelhetjük meg.
• Szórt korong populáció: erősen elnyúlt pályájú égitestek, amelyek útvonala gyakran nagy szöget zár be a Naprendszer fősíkjával. Napközelpontjuk sok esetben 35 Cs.E. környékére esik, de naptávolpontjuk több száz Cs.E. messze is húzódhat. A Naprendszer kialakulása utáni időszakban az óriásbolygók, avagy közeli csillagok gravitációs hatásai lökhették őket jelenlegi pályáikra. Leghíresebb képviselőjük az 1996 TL66. Elképzelhető, hogy néhány nagyon távoli képviselőjük (pl. Sedna) is ide tartozik, de lehetséges, hogy utóbbiak messzebbről sodródtak beljebb, és az üstökösfelhők egy még távolabbi zónájának (Oort-felhő) legbelső képviselői.