Megtalálhatták az egyik legősibb üstököst

A képet az ESO VLT távcsőegyüttesének FORS2 műszerével rögzítették 2019 végén, amikor a 2I/Borisov a Nap közelében járt. Mivel az üstökös nyaktörő, 175000 km/h sebességgel száguldott, a háttércsillagok képe csíkká húzódott, miközben a távcső az üstökös pályáját követte. A csíkok diszkóhangulatot idéző színei annak következményei, hogy a kép különböző hullámhosszakra hangolt szűrőkön keresztül rögzített felvételekből összeállított montázs, a színek pedig a hullámhosszakat kódolják.

Az Európai Déli Obszervatórium (ESO) VLT távcsőegyüttesével végzett új megfigyelések szerint a Naprendszerbe érkezettek közül eddig felfedezett két csillagközi látogató egyike, a másodikként talált 2I/Borisov a valaha megfigyelt egyik legősibb üstökös lehet. A kutatók úgy vélik, hogy soha nem járt csillag közelében, így háborítatlanul megőrizte azt a gázt és port, amelyből kialakult.

A 2I/Borisov üstököst Gennagyij Boriszov amatőrcsillagász fedezte fel 2019 augusztusában, néhány héttel később pedig azt is megerősítették, hogy a Naprendszeren kívülről érkezett. „A 2I/Borisov a valaha észlelt üstökösök legősibb példánya lehet" – mondja Stefano Bagnulo (Armagh Observatory & Planetarium, Észak-Írország, Egyesült Királyság), a Nature Communications folyóiratban ma közzétett tanulmányt megalapozó kutatás vezetője. A csoport úgy véli, az üstökös soha nem járt más csillag közelében azt megelőzően, hogy 2019-ben elrepült a Nap mellett.

Bagnulo és kollégái az ESO Chile északi részén működő VLT távcsőegyüttesének FORS2 műszerét használták, hogy polarimetriai mérésekkel részletesen tanulmányozzák a 2I/Borisov üstököst. Mivel ezt a technikát rendszeresen alkalmazzák a Naprendszer üstököseinek és kis égitestjeinek vizsgálatakor is, a kutatócsoport össze tudta hasonlítani a csillagközi látogatót a saját, helyi üstököseinkkel.

Mi a polarimetria?

A polarimetria a fény polarizációjának mérése. A fény különböző szűrőkön – például napszemüvegek lencséin – vagy adott esetben üstökösanyagon áthaladva polarizálódik. Az üstököspor szemcséi által polarizált napfény jellemzőinek tanulmányozásával a kutatók az üstökösök fizikai és kémiai tulajdonságairól szerezhetnek bővebb ismereteket.

A kutatók azt találták, hogy a 2I/Borisov polarimetriai jellemzői eltérnek a Naprendszer üstököseinek megfelelő paramétereitől, kivételt egyedül a Hale–Bopp képez. A Hale–Bopp-üstököst az 1990-es évek második felében élénk érdeklődés övezte, mivel szabad szemmel is könnyen meg lehetett figyelni, és az addig ismert üstökösök közül az egyik legősibb példány volt.

A képet az ESO VLT távcsőegyüttesének FORS2 műszerével rögzítették 2019 végén, amikor a 2I/Borisov a Nap közelében járt. Mivel az üstökös nyaktörő, 175000 km/h sebességgel száguldott, a háttércsillagok képe csíkká húzódott, miközben a távcső az üstökös pályáját követte. A csíkok diszkóhangulatot idéző színei annak következményei, hogy a kép különböző hullámhosszakra hangolt szűrőkön keresztül rögzített felvételekből összeállított montázs, a színek pedig a hullámhosszakat kódolják. Forrás: ESO/O. Hainaut

Úgy gondolták, hogy a legutóbbi perihéliumátmenete előtt mindössze egyszer járt a Nap közelében, így a napszél és a sugárzás alig hagyott nyomot rajta. Ősi volta azt jelenti, hogy összetétele nagyon hasonló annak a gáz- és porfelhőnek az összetételéhez, amelyből a Naprendszerrel együtt nagyjából 4,5 milliárd évvel ezelőtt létrejött.

A polarizációs mérések és az üstökös színadatainak elemzése alapján a kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy a 2I/Borisov valójában még a Hale–Bopp-üstökösnél is régebbi. Ez pedig esetében is azt jelenti, hogy változatlan nyomait őrzi annak a por- és gázfelhőnek, amelyből kialakult.

„A tény, hogy a két üstökös ennyire figyelemreméltóan hasonló egymáshoz, azt sugallja, hogy az a környezet, amelyben a 2I/Borisov létrejött, összetételében nem nagyon különbözik a korai Naprendszertől" – teszi hozzá Alberto Cellino ( INAF – Osservatorio Astrofisico di Torino, Olaszország), a tanulmány egyik társszerzője.

Az üstökösök és földközeli objektumok egyik szakértője, jelen kutatást azonban csak kívülállóként véleményező Olivier Hainaut (ESO, Németország) is egyetért ezzel. „A fő eredmény – miszerint a 2I/Borisov a Hale–Bopp-üstökösön kívül semmihez sem hasonlítható – nagyon fontos állítás" – mondja, és hozzáteszi,„valószínű, hogy hasonló körülmények között keletkeztek".

„A 2I/Borisov felbukkanása a csillagközi térből először teremtett lehetőséget arra, hogy egy másik bolygórendszerből származó üstökös összetételét tanulmányozhassuk, és ellenőrizzük, hogy a belőle távozó anyag különbözik-e a mi helyi üstököseink anyagától" – magyarázza Ludmilla Kolokolova (University of Maryland, Amerikai Egyesült Államok), a Nature Communications-kutatás egyik résztvevője.

Bagnulo bízik benne, hogy már az évtized végét megelőzően további, még jobb lehetőség nyílik a csillagászok előtt, hogy csavargó üstököst tanulmányozhassanak. „Az ESA 2029-ben tervezi felbocsátani a Comet Interceptor űrszondát, amellyel akár el is érhetünk egy csillagközi látogatót, ha az megfelelő pályán mozog" – utal az Európai Űrügynökség eljövendő küldetésére.

A kép a művész elképzelését mutatja arról, hogyan nézhet ki a 2I/Borisov üstökös felszíne Forrás: ESO/M. Kormesser

Por őrzi az eredetét

Azonban földi távcsövekkel a csillagászok űrmissziók nélkül is sok mindent megtudhatnak a 2I/Borisov üstököshöz hasonló csavargók különböző jellemzőiről. „Gondoljunk bele, mekkora szerencsénk volt, hogy egy fényévekre lévő bolygórendszerből származó üstökös egyszer csak véletlenül megjelent a »kertek alatt«" – hívja fel a figyelmet Bin Yang, az ESO chilei csillagásza, aki szintén kihasználta a lehetőséget, amelyet a 2I/Borisov Naprendszeren való áthaladása nyújtott, hogy vizsgálja a rejtélyes üstököst. Az általa vezetett kutatócsoport tanulmányát a Nature Astronomy folyóirat közli.

Yang és csoportja az ESO együttműködésével üzemeltetett ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) antennarendszer, illetve szintén az ESO VLT távcsőegyüttesével gyűjtött adatok alapján a 2I/Borisov porszemcséit tanulmányozta, hogy így következtethessen az üstökös szülőrendszerében uralkodó viszonyokra.

Megállapították, hogy a 2I/Borisov kómája – az üstökös magját övező porburok – apró, milliméter vagy annál nagyobb méretű szemcséket tartalmaz. Azt is kimutatták, hogy a szén-monoxid és a víz részaránya drasztikusan megváltozott, miközben az üstökös közeledett a Naphoz. A csoport szerint – amelynek viszont Olivier Hainaut is tagja volt – ez arra utal, hogy az üstökös olyan összetevőkből áll, amelyek bolygórendszerének különböző régióiban keletkeztek.

Yang és munkatársainak megfigyelései azt jelzik, hogy a 2I/Borisov szülőrendszerében az anyagösszetétel a csillagtól kifelé haladva jelentősen változott, vélhetően óriásbolygók miatt, amelyek erős gravitációs hatása összekeveri az anyagot a rendszerben. A kutatók úgy vélik, hogy hasonló folyamat játszódhatott le a Naprendszer történetének korai szakaszában is.

A 2I/Borisov a Naprendszeren áthaladó első csavargó üstökös volt, de nem ez volt az első csillagközi látogató. A Naprendszeren átszáguldó elsőként azonosított csillagközi objektum az ʻOumuamua volt, amelyet 2017-ben szintén vizsgáltak az ESO VLT távcsőegyüttesével. Bár eredetileg üstökösként osztályozták, a kóma hiánya miatt az ʻOumuamuát később mégis inkább a kisbolygók közé sorolták.