Csillagvizsgáló

A törpebolygó nagy sztorija

86 évvel ezelőtt fedezték fel a Pluto-t

2017. február 18. - PFreddy

A csillagászat, de talán a tudománytörténet egyik legérdekesebb sztorija a Pluto felfedezése majd későbbi besorolása. Az 1930. február 18-án felfedezett égitest bolygóként kezdte ''pályafutását'', ám végül komoly nemzetközi vitákat követően egy szavazáson veszítette el státuszát. Az érzelmektől sem mentes történet a mai napig sem ért véget, az USA-ban ugyanis sokan mind a mai napig visszakövetelik a kilencedik bolygó(juka)t.

bring_45ee24_2147114.jpg

Az egész történet a 19. század második felében, nem sokkal a Neptunusz felfedezését (1846) követően kezdődött. A nyolcadik bolygó megtalálása a matematika és az elméleti csillagászat nagy diadala volt, először sikerült ugyanis egy addig nem ismert égitest pozícióját megjósolni pusztán annak gravitációs hatása alapján. Hamarosan azonban elfogadott elméletté vált, hogy a Naprendszer bolygóvadászata ezzel még nem ért véget, ugyanis a Neptunusz mozgása is eltéréseket mutatott az előzetesen kalkulált pályájához képest. Ezt pedig csak egy még távolabbi, immáron kilencedik égitest okozhatta.

A titokzatos Planet X, avagy X bolygó keresése nem volt annyira zökkenőmentes, mint a nyolcadik bolygó felfedezése: alacsony tömege vagy nagy távolsága miatt igen kis hatással volt az Uránusz és a Neptunusz pályájára, következésképp a lokációjára vonatkozó számítások nagy bizonytalansággal bírtak. Célirányos mérések helyett ezért égboltfelmérésre volt szükség, ami sok távcsőidőt igényelt, ráadásul az X bolygó gyenge fénye miatt pedig nagy tükörátmérővel rendelkező teleszkóppal lehetett csak cél érni. Szerencsére mindig voltak olyan mecénások, akik a tudomány segítségére siettek, ez az illető pedig jelen esetben Percival Lowell volt.

 percival_lowell_observing_venus_from_the_lowell_observatory_in_1914.jpgPercival Lowell saját obszervatóriuma 60 cm-es távcsövel (balra), illetve az obszervatórium egyik ma is működő mérőállomása (jobbra). (Forrás: Wikipedia / Kaldari, Creative Commons)

Lowell egy gazdag bostoni családba született, az üzlet mellett azonban nagy érdeklődést mutatott a természettudományok, főleg a csillagászat iránt. Elsősorban a marsi élet lehetőségei érdekelték, többször is tanulmányozta a vörös bolygó felszínét, illetve a marsi csatornákat (a Mars felszínén akkortájt azonosított csíkokat a kor divatos elmélete mesterséges csatornarendszernek tartotta). 1894-ben csillagvizsgálót alapított az arizonia-i Flagstaff közelében, Lowell Obszervatórium néven. Élete utolsó húsz évében a csillagászati megfigyeléseknek szentelte ideje jelentős részét, rendszeresen vizsgálva a Marsot és a Vénuszt. 1906-tól kezdődően bekapcsolódott az X bolygó keresésébe is, végrendeletében pedig jelentős összeget hagyott a kutatás folytatására.

Halála után özvegye jogi úton próbálta megszerezni az obszervatóriumra hagyott vagyont, a pereskedés miatt pedig hét éven keresztül szünetelt az X bolygó keresése. Végül Percival Lowell bátyja, Abott felajánlásából 1925-ben sikerült az obszervatóriumnak beszereznie egy 33 cm átmérőjű, nagy látómezejű távcsövet, amellyel újra kezdődhetett a kilencedik bolygó utáni kutatás. Igaz, a projekt már nem szerepelt a prioritások között: 1929-ben egy frissen felvett 22 éves amatúr csillagász, Clyde Tombough kapta meg a feladatot, akit ügyes csillagászati témájú rajzai miatt alkalmaztak…


clyde_w_tombaugh.jpegClyde Tombaugh (balra) a maga által épített amatőr távcső mellett és a 33 cm-es tükrös teleszkóp (jobbra), amelynek felvételein felfedezte a Pluto-t. (Forrás: Wikipedia)

Tombaugh feladata az volt, hogy ún. blink technikával vizsgálja át az ekliptika (a Nap látszólagos pályája az égbolton, egyben kb. a bolygók keringési síkja) környékét. Ennek lényege, hogy két időpontban (Tombaugh esetében egy hetes eltéréssel) ugyanazon csillagokról készített felvételt, majd a két fotólemezt egymásra helyezte. Mivel a csillagok óriási távolságokra vannak tőlünk, saját mozgásuk ellenére is látszólag egy helyben maradnak a két felvételen; a látóirányba eső közeli (értsd, Naprendszer-beli) objektumok viszont elmozdulnak a csillagokhoz képest. Vagyis, ha a felvételeken ott volt az X bolygó, annak a második (később készült) fotólemezen odébb kellett ugrania az elsőhöz képest. A blink technikát digitális kivitelben mind a mai napig használják aszteroidák és üstökösök keresésére. valamint Naprendszeren kívüli nóvák és szupernóvák felfedezésére (ez utóbbiaknál a második felvételen a semmiből tűnik elő egy új objektum).

A felfedezés pillanata végül 1930. február 18-án jött el, amikor Tombaugh a január 23-i és 29-i felvételeken észrevette az egyik objektum elmozdulását. Egyből azzal kereste fel az obszervatórium igazgatóját, hogy az X bolygót sikerült azonosítania. Megerősítésként több felvételt is készítette a követlező hetekben a kérdéses területről, majd március 13-án jelentették a felfedezést a Harvards College Observatory-nak (a csillagászat akkori fellegvára). 

fig8-pluto-discovery.jpgA Pluto felfedezését jelentő eredeti felvételek részletei. Minden objektum fehér pöttye a helyén marad, a Pluto viszont odébb mászott.

Már a felfedezést követő időszakban is heves vita zajlott a Pluto valódi méretéről és tömegéről. Az egyetlen rendelkezésre álló információ a visszavert napfény volt, ennek a mértéke viszont függ a távolságtól és az albedótól (fényvisszaverési képesség) is, nem csak a bolygó méretétől. A Pluto távolsága viszonylag jól ismert volt a pályaszámításaiból, a másik két paraméter korrelációja terén viszont sokáig nem tudtak igazságot tenni. Az első publikációk 7%-os albedóval számoltak, amihez 8.000 km-es átmérő (kb. a Föld átmérő 60%-a) társult, a becsült tömege pedig a Földével egyezett meg (uhh…nagyon mellé). Az átmérőjének első közvetlen mérésére 1949-ben került sor, Gerard Kuiper a Palomar-hegyi öt méteres teleszkóppal készült felvétel alapján ezt kb. 2800 km-re becsülte, tömegére pedig 0,1 Föld-tömeget kapott (ezzel még mindig erősen fölé lőtt). A hetvenes években már sejtették, hogy a Pluto felszínét nagy albedójú metán-jég alkotja, ami 0,01 Föld-tömegre csökkentette a becsléseket (ez már alakult). A megoldás végül 1978-ban jött el, amikor James W. Christy felfedezte a Pluto holdját, a Charont, amelynek mozgásából már közvetlenül kiszámítható volt a Pluto tömege: a Föld tömegének 2%-a. Ha egy átlagos sűrűségű bolygóval van dolgunk, ehhez 2400 km-es átmérő társul.

Mi a ‘’baj’’ ezzel? Az, hogy ezek szerint a Pluto baromira kicsi. Mármint a többi bolygóhoz képest. A legkisebb bolygó, a Merkúr átmérője is a duplája, de még a Föld Holdja is 3500 km-es. A felszíne nagyjából akkora, mint Oroszország területe. A legnagyobb (akkor még) aszteroidát, a Cerest (950 km) azért még simán veri, de a saját holdja, a Charon is közel fele akkora (ki látott még ilyet?). A kérdés adott volt: a Pluto egy nagyra nőtt aszteroida, vagy egy apró bolygó?

Természettudományos szempontból a kérdés lényegtelen, kultúrpolitikailag viszont nem az. A Pluto lenne ugyanis az egyetlen bolygó a Naprendszerben, amelyet amerikai csillagász fedezett fel. A Földünk mellett öt másik szabad szemmel is látható, így már az ókori népek is ismerték ezeket; az Uránuszt William Herschel (német csillagász, angol háttérrel) fedezte fel, míg a Neptunuszt Johann Galle (német csillagász, francia matematikai segítséggel). Több bolygó pedig nem várható (spoiler: talán mégis). Érthető tehát (tényleg az?), hogy az amerikaiak kézzel-lábbal ragaszkodtak kicsiny Pluto-jukhoz, amit a NASA is támogatott. Így történhetett meg, hogy még a kilencvenes években is minden ismeretterjesztő- és tankönyv az hirdette: kilenc bolygó van és az utolsó közülük a Pluto.
 4e0976fa93da13aa7b01830a44cd9e93.jpg

A világ csillagászai nem nézték tétlenül az amerikai törekvéseket és igyekeztek rendezni a pusztán kategorizálásról szóló kérdést (mer’ rendnek kell lennie, azé’!!!!!!!!!) A Nemzetközi Csillagászati Unió 2004-es prágai konferenciáján végül egy amerikai csillagász, Mike Brown bocsájtotta szavazásra a kérdést. Egészen pontosan a bolygó definícióját terjesztette fel szavazásra. Ez alapján bolygó az az égitest, amely:

  • a Nap körül kering;
  • saját gravitációja gömb alakúvá formálta;
  • megtisztította pályáját az aszteroidáktól.

A Pluto (mivel maga is egy aszteroida mező, a Kuiper-öv közepén található) nem teljesíti a harmadik kitételt. A definíciót megszavazták. A Pluto nem bolygó többé. Helyette a frissen létrehozott törpebolygó státuszt kapta meg, a Ceres-szel egyetemben. 

kuipers_revised7.jpgA legnagyobb Kuiper-övbéli objektumok (fantázia rajzok) becsült méretük szerint skálázva, alul összehasonlításul a Föld mérete.

Na persze, az amerikai néplélek nem olyan, amely egykönnyen elfeledné egyszervolt szeretett bolygóját. A döntés évfordulóján (augusztus 24.) rendszeresen megtartják a Pluto Day-t, egyszerre megemlékezve a lefokozás gyászos napjáról, valamint követelve a Pluto bolygóvá való kinevezését. Persze ezek az akciók magukat se veszik igazán komolyan (lásd a képeket), azonban üde színfoltként mutatják meg, hogy a tudomány sem mentes a megmosolyogtató fordulatoktól.

protest1.png

protest2.png

Hasonlóan komolyan vehető szavazás:

Epilógus I.: Clyde Tombaugh amúgy egész sikeres csillagászati karriert futott be megfigyelőként. Bár további, Neptunoszon túli objektumokat nem talált, felfedezett azonban két üstököst, tizennégy aszteroidát és több száz változócsillagot. 1997-ben, 90 évesen halt meg. Hamvainak egy része a NASA New Horizont űrszondáján található, amely 2015 nyarán elhaladt a Pluto mellett, felvételei pedig számos új felfedezéshez segítette a kutatókat (lásd a Pluto-ról szóló előző bejegyzés).

new_horizons_and_pluto_0_0.jpgA New Horizons űrszonda rajza, mellette a Pluto egészéről készült legjobb felvétel. 

Epilógus II.: Mike Brown, aki nem átallja magát a neten @plutokiller-nek nevezni (lásd Twitter) tavaly januárban jelentette be, hogy több Kuiper-övbéli objektum pályája alapján mégis kell lennie egy kilencedik bolygónak. Ha valóban létezik, akkor a Pluto-nál jóval távolabb kering a Nap körül, mérete pedig a Neptunusszal egyezik meg. Ez azonban jelen pillanatban csak következtetés, a felfedezéshez közvetlen detektálásra van szükség.

mike-brown-ninth-planet-tweet.jpgNa ugye.

A bejegyzés trackback címe:

https://csillagvizsgalo.blog.hu/api/trackback/id/tr6212271508

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

Nincsenek hozzászólások.