Az idei esztendő is eseménydús volt a csillagászatban, végéhez közeledve itt az ideje összegezni. Az év utolsó bejegyzésében az 2017 tíz legjelentősebb csillagászati és űrkutatási eredményét, eseményét és hírét szedtem rangsorba. Mivel a tudományos eredményeket igen nehéz összehasonlítani, így természetesen mind a listán való szereplés, mind a sorrend szubjektív - habár a lista dobogósaihoz valószínűleg nem férhet kétség.

TOP10 - 2017; galaxisokból kirakva. (Forrás: Galaxy Zoo)

   10. Napfogyatkozás Amerikában

Magyarországon idén nem részesültünk különleges csillagászati eseményben (fogyatkozás, látványos üstökös, bolygóátvonulás stb.), a világ más tájai azonban szerencsésebbek voltak. Az Egyesült Államokban közel negyven után először volt teljes napfogyatkozás; a Hold árnyékkúpja közel 70 km széles sávban haladt végig az északnyugati Oregontól a keleti parti Dél-Karolináig. A sűrűn lakott területek, a rengeteg látogató és a médiának köszönhetően az idei napfogyatkozás minden idők egyik legnagyobb figyelemmel kísért természeti jelensége lett. A következő teljes napfogyatkozás 2019. július 2-án lesz, felkészül Dél-Amerika.

A "gyémánt gyűrű" augusztus 21-én, közvetlenül mielőtt a Hold teljesen elfedné a napkorongot. (Forrás: Cameron DaSilva/ABC News)

   9. A WTF-csillag fejleményei

A felfedezője után elnevezett Boyajian-csillag (lásd még Tabby’s star vagy egyszerűen csak KIC84622852), amelyet a galaxis legkülönösebb csillagaként is emlegetnek, a fényességével, pontosabban annak ugrásszerű és jelentős változásaival hívta fel magára a figyelmet 2015-ben. Hasonló, ám kisebb mértékű elhalványodások nyomán fedezik fel az exobolygók zömét – ebben az esetben azonban mind a fényességváltozás extrém mértéke (néhány esetben 15% feletti, az már tényleg nem piskóta), mind a ismétlődés szabálytalansága különlegesnek számít. Idén négy alkalommal fújtak riadót a WTF-csillagot monitorozó csillagászok, mindegyik alkalommal kiderült, hogy „csak’’ néhány százalékos elhalványodásról van szó. Mivel önmagában egyetlen természetes objektum sem nyújt magyarázatot, még a sci-fi-be illő mesterséges erőmű, a Dyson-gömb gondolata is felmerült – ezt mostanra sikerült is kizárni (már amennyire egy feltételezett fejlett civilizáció technológiáját ki lehet). A realista opció egy kiterjedt, esetleg több objektumból álló felhő, pl. egy szétszaggatott bolygó maradványa vagy egy üstökös raj. Ezen a téren is bővültek a magyarázatok tárháza, de egyik elmélet sem magyarázza (egyelőre!) teljesen a megfigyelési adatokat.

Sok kicsi sokra megy - egy frissen keletkezett törmelékkorong magyarázhatná a WTF-csillag szabálytalan fedéseit.

   8. Nagyenergiájú részecskék aszimmetriája

Földünket folyamatosan bombázzák a világűr vákuumát elképesztő sebességgel átszelő kozmikus részecskék. Ezek többségének elsődleges forrása csillagunk, a Nap, ahogy azonban az egyre nagyobb energiájú részecskék eredetét vizsgáljuk, egyre extrémebb gyorsító mechanizmusokat és ezzel párhuzamosan egyre távolabbi objektumokat kell keresnünk. A királykategóriájú ultranagy energiájú részecskék (UHECR, 10¹⁸ eV energia felett) által keltett légköri részecskezáporokat detektáló Pierre Auger Obszervatórium eddigi eredményeit összesítő tanulmány újabb rejtélyes dologra mutat rá.: az UHECR-ek beérkezési iránya nem egyenletes. Ráadásul az égbolt azon területe, ahonnan több nagy energiájú részecskét detektáltak, nem esik egybe a Tejútrendszer síkjával. Mindez pedig azt jelenti, hogy extragalaktikus eredetűek, vagyis forrásuk egy másik galaxis(mag) lehet.

Az ultra-nagy energiájú kozmikus sugarak beérkezési irányának anizotrópia térképe. A vörössel jelölt részekről több UHECR érkezik, a kék tartományból kevesebb. (Forrás: Pierre Auger Collaboration et al. 2017, Science)

   7. Az évtized legerősebb napkitörése

Pontosabban legerősebb ’fler’-je, amelyet aztán erős anyagkidobódás (CME) követett. A fler gyakorlatilag nem más, mint egy napfolt helyén extrém módon felforrósodó (akár több millió fokig) és felfényesedő napfelszín, amelyről nagy energiájú (UV-ban és röntgen tartományban megfigyelhető) fotonok jutnak ki. Szeptember 6-án kétszer is igen erős aktivitást mutatott a Nap, a másodiknak (X9.3-as, legyen elég annyi, hogy piszkosul erős) pedig nincs is párja az utóbbi tizenegy évben. A flert kísérő CME részecskezápora néhány órán keresztül zavarokat okozott a Földön a rövid hullámhosszú- és a rádió-kommunikációban – ezzel olcsón megúsztuk, ahhoz képest, hogy mire lenne képes egy szuper-napkitörés. Ráadásként pedig a világ jelentős részén gyönyörködhettek a nagyenergiájú részecskék keltette sarki fényekben.

Koronaanyag kidobódás (CME) szeptember 6-án. A Nap korongját a felvétel készítése közben koronográffal takarták ki, így nem homályosítja el a kép bal felső részén kirobbanó anyagfelhőt. (Forrás: NASA/SDO)

   6. Szerves anyagok az Enceladus gejzírjeiben

Régóta ismert, hogy az óriásbolygók több holdján is található nagy mennyiségű folyékony víz, valódi óceán – csak éppen több kilométernyi jégréteg alatt. Némelyikük, így pl. a Szaturnusz Enceladus nevű holdja közvetlen és látványos bizonyítékot is szolgáltat erre, a felszínre törő vízgejzírek (ez az ún. kriovulkanizmus) formájában. A Cassini űrszonda közelrepülése során végzett analízis kimutatta, hogy a kilövellt anyag 98%-a víz, 1%-a molekuláris hidrogén, a maradék pedig ammónia, szén-dioxid és metán keveréke. Ez azért fontos, mert a hidrogén tipikusan az óceánok mélyén lévő vulkánok közelében keletkezhet. Amennyiben pedig léteznek primitív életformák, pl. baktériumok az Enceladus óceánjában, azok a hidrogént és szén-dioxidot felhasználva nyerhetnek energiát, melléktermékként pedig metánt termelnének. A Földön pedig pontosan ez a folyamat volt az első lépcsőfok az élet fejlődésében.

Az Enceladus vízgejzírjei a Cassini felvételén. (Forrás: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute)

   5. Gravitációs hullámok mindenhol

Az év második fele a gravitációs hullámoké volt. A nyár folyamán végre üzembe állt az olaszországi Virgo interferométer, amely nem sokkal később, augusztus 14-én (az amerikai LIGO detektorokkal karöltve) már meg is találta az első gravitációs hullámát, összességében a negyediket. Mint később kiderült, az ötödik gravitációs jelre csak további három napot kellett várni – mindezt az első, történelmi detektálást követő két évben! Érezhetően közel kerültünk a korszakhoz, amikor a gravitációs hullámok mérése és az azok útján végzett csillagászat mindennapos lesz. Ilyen sikerek után nem volt meglepő, hogy október elején a Svéd Királyi Tudományos Akadémia a gravitációs hullám kutatások úttörőit - Rainer Weiss, Barry Barish és Kip Thorne – jutalmazta a fizikai Nobel-díjjal. Ekkor még csak a beavatottak tudták, hogy az igazi nagy dobás még hátra van…

A fekete lyukak összespirálozódása és a kibocsájtott gravitációs hullámok szemléltetése (Forrás: T. Pyle/LIGO)

   4. A Cassini végjátéka

A Cassini űrszonda a NASA egyik legsikeresebb és minden bizonnyal a leglátványosabb missziója is volt. Több, mint húsz éve, 1997. október 15-én indították útjára, majd hét év utazás után, 2004 július 1-én állt pályára a gyűrűs bolygó körül. Feladata igen sokrétű volt, többek között a Szaturnusz légköri változásainak megfigyelése, az óriásbolygó holdjainak feltérképezése és a gyűrűrendszer változásainak nyomon követése. Mindezek mellett pedig a Cassini szállította az Európai Űrügynökség leszállóegységét, a Huygens-t, amely sikeresen landolt a metánban gazdag Titan-on. A Cassini utolsó manőverére idén nyáron került sor, amelynek folyományaként a szondát beleirányították a Szaturnuszba, elkerülve ezzel a holdak beszennyezésének kockázatát. Habár a szeptember 15-i Grand Finale utolsó óráiban már nem készültek olyan látványos felvételek, mint a Cassini pályafutásának tizenhárom éve alatt, a szonda az utolsó pillanatokig sugározta az adatokat az egyre sűrűsödő gázrétegekről. 

Viszlát és kössz a képeket!

   3. Látogató a Naprendszeren túlról

Habár a csillagászok folyamatosan detektálnak a Földön más csillagokból származó részecskéket (és természetesen fényt), extraszoláris eredetű, nagyméretű objektumot a közelmúltig nem sikerült még felfedezni. Ez változott meg október 195-én, amikor a hawaii-i Pan-STARRS teleszkóp detektálta az A/2017 U1 aszteroidát, amely később az Oumuamua nevet kapta. Különlegességére már néhány napon belül fény derült: pályája nem ellipszis alakú, mint a naprendszerbeli aszteroidáké és üstökösöké, hanem hiperboloid. Ez azt jelenti, hogy az Oumuamua rendkívül nagy sebességgel érkezett hozzánk a csillagközi térből a Nap gravitációs vonzása miatt, majd ezt legyőzve egy éles kanyar után távozik is. További érdekességeket tartogatott az aszteroida formája. Fényességének változása alapján megállapítható, hogy hosszabbik és rövidebb oldala 1:10-hez aránylanak egymáshoz, valószínűleg 400 és 40 méter hosszúak. Tehát egy extraszoláris kőzetszivarral van dolgunk, amely valószínűleg a Galaxisunkban való évmilliárdos vándorút során kopott ilyen formájúra.

Fantáziarajz az extragalaktikus Oumuamua aszteroidáról. (Forrás: ESO)

   2. A TRAPPIST-1 bolygórendszere

Közel egy éve jelentette be az ESO-NASA kollaboráció, hogy a mindössze 39 fényévre lévő vörös törpecsillag (ez maga a TRAPPIST-1) körül a már ismert három után további négy exobolygót találtak. A felfedezés értékét növeli, hogy mind a hét planéta kőzetbolygó, kettő ráadásul a csillaguk lakhatósági zónájában kering, így elvileg akár folyékony formában is előfordulhat rajtuk a víz. Egy ilyen bolygórendszer fantasztikus lehetőségeket tartogathat az élet utáni kutatás vagy akár egy (évszázadokkal) későbbi emberi kolónia számára. A helyzet azonban nem annyira rózsás, mint amilyennek elsőre látszik. A TRAPPIST-1 alacsony tömege miatt a bolygók zsúfoltan, a Naprendszerhez viszonyítva kis sugarú pályákon keringenek, amelynek következtében brutális árapály erők hatnak az égitestekre. Ha pedig mindez nem lenne elég, a vörös törpék flerjei és kitörései gyilkos sugárzással és nagy energiájú részecskékkel bombázza a felszínt – hacsak némelyik bolygónak nincs kivételesen erős mágneses tere.

Távolságarányos ábra a TRAPPIST-1 bolygórendszeréről, összehasonlítva a Naprendszer bolygóinak pályáival. (Forrás:  JPL-Caltech/R. Hurt T. Pyl / NASA)

   1. Neutroncsillagok összeolvadásának detektálása

Habár a cím egy speciális és nem túlzottan érdekes jelenséget sejtet, valójában ennél sokkal többet jelent – talán a modern csillagászat legnagyobb eredményét. Az egész az augusztus 17-én talált ötödik gravitációs hullámmal kezdődött, amelyet a mindössze két másodperces késéssel befutó gamma- és röntgen-fotonok űrtávcsöves detektálása követett. Utóbbiak egy gamma-felvillanásból (GRB) származtak, a közel egyidejű megfigyelések pedig közös eredetről árulkodtak: két, szupernóva-robbanásból visszamaradt neutroncsillag összeolvadásáról. A kép akkor vált teljessé, amikor a gigantikus robbanást az optikai és az infravörös tartományban is megtalálták a gravitációs hullám detektorok és a gamma-teleszkópok által jósolt égboltterületen.

Az NGC 4993 galaxis (középen) előtte és utána (az Anglo-Australian Observatory felvétele). Utóbbin új pontforrás figyelhető meg: a kilonova robbanás utófénylése. (Forrás: Arcavi et al. 2017)

Annyi minden teljesült a csillagászok vágyai közül, hogy felsorolni is nehéz: az első megfigyelt neutroncsillag összeolvadás; új gravitációs hullám, amelyhez sikerült GRB-t társítani; a gravitációs hullámok terjedési sebességének mérése; új eszköz a kozmológiai paraméterek becsléséhez; a GRB által legyártott kémiai elemek meghatározása; a többcsatornás csillagászat születése… Az elméleti modellek, a mérnöki fejlesztések és a megfigyelési eredmények soha nem látott módon találtak egymásra – ahogy az a tankönyvben meg van írva. Ez pedig ténylegesen forradalmi eredmény.