Magyar csillagászok nyithatnak új fejezetet a kisbolygókutatásban

A Kuiper-övben a Kepler-űrtávcső segítségével eddig mintegy 800 objektumot fedeztek fel

Magyar csillagászok nyithatnak új fejezetet a Naprendszer kisbolygóinak kutatásában. A Magyar Tudományos Akadémia (MTA) Csillagászati Intézetének kutatói a Kepler-űrtávcső segítségével a világon elsőként mérték meg sikeresen két nagyon távoli, a Neptunuszon túl keringő égitest forgását - olvasható az MTA csütörtöki közleményében.

Magyar észlelések a Kepler-űrtávcsővel

A magyar kutatás eredményeiről, amelyek új módszert adhatnak az úgynevezett Kuiper-objektumok megismeréséhez, az egyik legrangosabb csillagászati folyóirat, az Astrophysical Journal Letters számolt be.

A Kuiper-övben a Kepler-űrtávcső segítségével eddig mintegy 800 objektumot fedeztek fel Forrás: Wikimedia Commons

A Kepler-űrtávcsövet eredetileg a Naphoz hasonló csillagok körül keringő bolygók felfedezésére tervezték, azonban 2013-ra az eszköz pontos irányban tartását lehetővé tévő lendkerekek közül kettő is tönkrement, így nem lehetett folytatni az eredeti programot.

Kepler-űrtávcső

A 2009 márciusában, a Discovery program keretén belül pályára állított Kepler-űrtávcső fő feladata a Naprendszeren kívüli exobolygók kutatása, az úgynevezett fedési módszer segítségével. Az 1,4 átmérőjű főtükörrel és 95 centiméteres korrekciós tükörrel felszerelt, 105 négyzetfokos látómezejű Schmidt rendszerű teleszkópra szerelt 44 CCD mintegy 170 ezer 9-15 magnitúdó fényességű csillag mérésére képes, a lant és a hattyú csillagképek vidékén. A Kepler-űrtávcsővel felfedezettexobolygók száma meghaladja az 1700-at.

Az űrtávcső megmentéséhez az irányítók olyan pozícióba hozták a Keplert, amely lehetővé teszi a Naprendszer kisbolygóinak vizsgálatát.

A Kepler-űrtávcső 2009-ben állt szolgálatba, azóta több mint 1700 exobolygót fedeztek fel a segítségével Forrás: Wikimedia Commons

Az űrbéli adatátviteli korlátok miatt a Kepler 95 megapixeles CCD érzékelője által gyűjtött információknak csak töredékét, a kiválasztott célpontok szűk környezetét töltik le a Földre.

A Kepler-űrtávcső CCD modulja Forrás: Wikimedia Commons

A kisbolygók azonban mozognak, ezért a Jupiternél közelebb található, a távcső teljes látómezején áthaladó fő kisbolygó-övi égitestek vizsgálatához számtalan képre lenne szükség, amely felemésztené az elmenthető pixelmennyiség többségét.

Kuiper-öv

A híres amerikai bolygókutatóról elnevezett Kuiper-öv a Neptunusz pályáján kívül található kisbolygó-öv. A naptól mintegy 30-50 Csillagászati Egység (1 csillagászati egység egyenlő a Föld-Nap közepes távolsággal, amely kereken 149,6 millió kilométer)távolságra elhelyezkedő kisbolygó-övben jelenleg mintegy 800 objektum ismert. Ezek zömét 1992 után fedezték fel. A Kuiper-öv objektumai közé tartozik többek között a Plútó, és a Makemake törpebolygó is.

A kisbolygó kutatás nehéz szépségei

A hétfős kutatócsoport elsőként a 2002 GV31 jelű, negyven csillagászati egység, azaz 6 milliárd kilométer távolságban járó, mindössze 22,5 magnitúdós Neptunuszon túli kisbolygót vizsgálta. Ennyire halvány égitestet még csak megközelítőleg sem észleltek korábban a Keplerrel, és kezdetben a csoport sem reménykedett pozitív eredményekben.

A Neptunuszon túli Kuiper-öv legnagyobb objektumai, a Föld méretével összehasonlítva Forrás: Wikimedia Commons

A földfelszínről több méteres távcsövek kellenének egy ilyen égitest megfigyeléséhez, a fényességváltozás kiméréséhez pedig a legnagyobb, 8-10 méteres távcsöveket kéne bevetni. A Kepler számára a jel még több órányi expozíció összeadása után is borzasztóan gyenge volt, de a 16 napos folyamatos adatsor lehetővé tette, hogy a nagyon zajos mérésekből is meghatározzák a kisbolygó fényességváltozásának, ezáltal tengely körüli forgásának periódusát.

Akár egy kettős kisbolygó is állhat a felfedezés mögött

A kapott eredmények szerint a 100 kilométer körüli égitest a társaihoz képest meglepően lassan, 29,2 óra alatt fordul meg a tengelye körül. Mivel a forgás ideje alatt elég jelentős, 0,35 magnitúdós fényességváltozás lép fel, lehetséges, hogy esetleg egy kettős kisbolygóról van szó, amelynek tagjai folyton eltakarják egymást.

A Kuiper-öv objektumainak elhelyezkedése a nagybolygókhoz képest. A betűjelek: J=Jupiter, S=Szaturnusz, U=Uránusz, N=Neptunusz Forrás: Wikimedia Commons

A másik égitest egy fényesebb, 20,5 magnitúdós, 41 csillagászati egységre járó objektum, a (278361) 2007 JJ43 volt. A nagyobb fényességből következően ez jóval nagyobb, mintegy 600 kilométer átmérőjű égitest lehet. A kisbolygó pályájának mostani, megszakításmentes vizsgálata megmutatta, hogy 12,097 óra alatt fordul meg a tengelye körül. Az égitest nyolcvan napos pályaívét 661 darab egymáshoz illeszkedő, 11-13 képpont magas oszlopból kellett a kutatóknak összerakni.

Magyar kutatók szép eredményei

A mérési adatok a Kepler szabadon elérhető adatbázisában váltak nyilvánossá, ezért a várható versengés miatt a magyar kutatóknak rendkívül gyorsan kellett haladniuk a munkájukkal. A képek kalibrálását és az adatok kinyerését egy saját, Pál András által fejlesztett programmal végezték el, valamint a fényességértékek meghatározásához is egy korábban nem használt módszert alkalmaztak. A megfeszített munkának köszönhetően az MTA csillagászai az adatok megjelenése után mindössze tíz nappal már készen álltak tanulmányukkal.

Így nézhet ki a Kuiper-öv vidéke Forrás: Wikimedia Commons

A kapott eredmények igazolták, hogy a Kepler-űrtávcső rendkívül halvány égitestekről is képes használható és igen egyedi adatokat szolgáltatni. Emellett a magyar csillagászok bizonyították azt is, hogy a következő években a távcső által észlelendő mezőkön érdemes minél több Neptunuszon túli kisbolygót megfigyelni, a forgási paraméterek meghatározásával ugyanis azok múltjára és fejlődésére lehet következtetni - olvasható a közleményben.

A Kuiper-öv objektumainak elhelyezkedését szemléltető diagram Forrás: Wikimedia Commons

A kutatócsoport következő nagy lépése a Kepler által rögzített képeken százával, ezrével áthaladó főövi kisbolygók fényességmérése lesz, egy vélhetően egy több lépcsőben zajló, több éves kutatási program keretein belül. Bővebb információ a kutatásról az MTA honlapján található.