Csillagvizsgáló

Extrém távoli aszteroidát azonosítottak a Naprendszerben

2018. október 05. - PFreddy

A Naprendszer távoli régióit járó esetleges kilencedik bolygó utáni keresés már évek óta izgalomban tartja a csillagászokat. A Neptunuszon túli objektumok azonban túl távoliak és saját fényük híján extrém módon halványak, így már a megpillantásuk is komoly kihívást jelent – felfedezésük és vizsgálatuk pedig még az óriásteleszkópok segítségével is évekbe telik. Így történhetett, hogy a kilencedik bolygó létezését illetően továbbra sincs megnyugtató válasza a megfigyelő csillagászoknak. Ha azonban bolygót nem is, egy új, extrém távoli aszteroidát azonban találtak: ő a “Goblin”, amely új megvilágításba helyezheti a hiányzó bolygó kérdéskörét. 

2-newextremely.jpgMűvészi koncepciórajz a Naptól távoli pályán pályán keringő objektumról. (Forrás: Roberto Molar Candanosa/Scott Sheppard/Carnegie Institution for Science)

 

A Pluto 2004-ben történt várva-várt kiselejtezése sajnálatos lefokozása óta nyolc bolygót ismer a tudomány a Naprendszerben (a törpebolygó megítélése egyébként a csillagászattörténet egyik legszínesebb sztorija, ebben a bejegyzésben bővebben olvashatsz róla bővebben). A helyzet 2016-ban változott, amikor a Pluto elleni “bizalmi” szavazást kezdeményező Mike Brown és kutatócsoportja struktúrát vélt felfedezni a Neptunuszon túli excentrikus pályákon keringő objektumok elhelyezkedésében. Ezen aszteroidák elnyújtott ellipszis alakú pályái ugyanis jól elkülöníthető irányokba álltak be, a szimulációk eredményei alapján pedig efféle szabályosságot a véletlen nem, csak egy külső gravitációs hatás okozhat. A gravitációs hatás forrására pedig rögtön adódott az ötlet: egy kilencedik bolygó bújkál valahol a Naprendszer egy távoli szegletében. A média és a szakcikkek által is csak Planet X-ként (valószínűleg pontosabb lenne a Planet IX elnevezés, de annyi baj legyen) hivatkozott hipotetikus égitest a modellezések szerint a Földnél legalább tízszer nagyobb tömegű lehet. A becsült keringési pályája alapján 400 és 1500 CSE közötti távolságban található a Naptól, ami jócskán túlmutat a Neptunusz 30 CSE-s pályasugarán (emlékeztetőül: 1 CSE = 150 millió km, ami nagyjából a Nap-Föld távolság).

planet_nine_animation.gifA hipotetikus kilencedik bolygó (Planet Nine) és a jelenlétére utaló Kuiper-övbéli (Trans-Neptunian) aszteroidák pályája. Utóbbiak között ott van a 2015 TG387-hez igen hasonló "sednoid", a Sedna és a 2012 VP113. (Forrás: nagualdesign/Caltech)

 

A keresés rögvest meg is indult, elsősorban a 8,2 méter átmérőjű Subaru óriásteleszkóp segítségével. Új bolygó azonban egyelőre nincs – igaz, cáfolat sem. Nem is csoda, ugyanis ha tényleg létezik egy ilyen paraméterekkel bíró bolygó, az (saját fénye híján csak a Napét veri vissza) a Földről szemlélve kb. 1000-szer halványabb lenne, mint a Neptunusz. Továbbá, hiába szűkíthető a keresés az ekliptikához közeli sávra (ahol a naprendszerbeli égitestek keringenek) és hiába adnak a szimulációk némi támpontot az objektum helyzetét illetően – az égbolt bizony baromira nagy. Az előzetes becslések szerint is csak 2020-21-re tudnak biztos(abb)at mondani a kilencedik bolygó létezését illetően (vagy legalábbis felső korlátot adni a távolságára és tömegére). Így igazából nincs is okunk türelmetlenkedni, főként, hogy találnak közben más érdekességeket. Ilyen például a bejegyzés címszereplője, becsületes nevén 2015 TG387, becenevén pedig a Goblin, amelyet a Scott Sheppart és Chad Trujillo által bvezetett kutatócsapat fedezett fel még 2015-ben (Halloween környékén volt a keresztelő, innen az elnevezés).

ezgif_com-crop.gifOtt szalad a Goblin! A Subaru teleszkóp 2015 október 13-án, három óra különbséggel készült két felvétele, amely alapján felfedezték a 2015 TG387-t (mozgó pont). A teleszkóp a Föld forgását követte, így a távoli csillagok álló pontnak látszanak, a viszonylag közeli aszteroida viszont elmozdul hozzájuk képest. (Forrás: Scott Sheppard)

 

Különlegessége keringési pályájának extrém elnyújtottságában rejlik: naptávoli pontja 2040 CSE-re van a központi csillagunktól. Ezzel pedig a Goblin jócskán kilóg a Kuiper-övből és egészen az (egyelőre csak közvetetten bizonyított létezésű) Oort-felhő belső részéig tesz kirándulást kb. 34000 évente – ennyi ugyanis a Nap körüli keringési periódusa. Mivel az aszteroida becsült mérete mindössze 300 km (összehasonlításul: a Pluto átmérője 2400 km), ilyen távolságból a Goblin nem is lenne detektálható. Szerencsére mostanság a pályája másik végpontjának közelében tartózkodik, “mindössze” 80 CSE-re a Naptól, így a Subaru teleszkóppal jól tanulmányozható volt a felfedezése óta eltelt három évben (tehát friss bejelentésről, nem pedig felfedezésről van szó, ahogy a legtöbb híroldal lehozta). A Goblin hely- és sebesség-koordinátáinak kellően precíz meghatározásából már ilyen (a keringési idejéhez képest) rövid megfigyelési időszak alapján is kiszámítható volt a teljes keringési pályája.

new-extreme-dwarf-planet-2015-tg387_orbitslabels.jpgA frissen bejelentett 2015 TG387, azaz a Goblin keringési pályája a másik két sednoid-hoz és a Naprendszer bolygóihoz képest. (Forrás: Roberto Molar Candanosa/Scott Sheppard/Carnegie Institution for Science)

 

Ugyan létezik néhány, még a Goblinnál is messzebbre merészkedő égitest a Naprendszerben, azok az objektumok azonban többségében üstökösök, amelyek valószínűsíthetően a fentebb említett Oort-felhőből származnak. Kisebb részben pedig olyan aszteroidák, amelyek pályájuk napközeli részén az óriásbolygók közelébe kerülnek és valószínűleg pont azok gravitációja perdítette ki őket egykoron a Naprendszer külső régióiba vezető útjukra. Az olyan objektumokból, amelyek naptávoli pontja (az ún. aphélium) több száz CSE-re van a Naptól, de még napközelben (ez pedig a perihélium) is csak >50 CSE-re közelítik meg a csillagunkat, mindössze hármat ismerünk. A már tizenöt éve tanulmányozott Sedna-n és a 2012 VP113-n kívül csak a most ismertetett Goblin sorolható ide. Ezek az ún. sednoidok kíváló tesztalanyai a Naprendszer külső régiójának történetét leíró modelleknek; mivel a bolygók gravitciós hatásától izolálva (értsd, túl messze) vannak, csak hasonló Neptunuszon túli objektumok befolyásolhatták a keringési pályájukat.

pia05569.jpgA Naprendszer belső (itt található a Fő Aszteroida-övezet; bal felső panel) és külső része (a Kuiper-övvel; jobb felső panel), valamint a valószínűsíthetően jeges üstökösmagok alkotta Oort-felhő (bal alsó panel). A Sedna pályája utóbbi kettő között helyezkedik el. (Forrás: JPL/NASA)

 

Ezzel pedig vissza is jutottunk a kilencedik bolygó kérdéséhez. A Sheppard és Trujillo által vezetett kutatócsoport szimulációkkal vizsgálta, hogy a különböző tömegű és távolságú Planet X-ek miként befolyásolták volna a Goblin keringését. A szimulációk többsége (így pl. a Mike Brownék által jósolt extrém távoli Szuper-Föld) azt mutatta, hogy egy kilencedik bolygó gravitációs hatása képes egy irányba terelni a sednoidokat és megőrizni azok pályáját akár több milliárd éven keresztül is. Mindez persze nem bizonyítja a Planet X létezését, azonban nem is zárja ki azt – sőt, a Goblin egy újabb nyomot adott a bolygó létezését illetően. És persze nem csak az eddig talált sednoidák utalhatnak közvetetten a kilencedik bolygóra. A kutatók óvatos becslése szerint a Naprendszer külső régióiban két millióra tehető azon, a Goblin-hoz hasonló aszteroidák száma, amelyek átmérője meghaladja a 40 km-t. Ahogy pedig egyre többet fedeznek fel belőlük, úgy fog szorulni a hurok a Planet X körül – már persze, ha létezik egyáltalán.

lgr35enx9t9knldn8dho.jpgA Subaru óriásteleszkóp pedig folytatja a keresgélést. (Forrás: Dr. Hideaki Fujiwara)

 

Ha tetszett a bejegyzés, látogass el a Csillagvizsgáló Facebook oldalára is, ahol napi rendszerességgel találhatsz csillagászati és űrkutatási híreket, látványos felvételeket és egyéb aktualitásokat - tudományról és science fiction-ről egyaránt.

A bejegyzés trackback címe:

https://csillagvizsgalo.blog.hu/api/trackback/id/tr3714282947

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.

rdos · http://h2o.ingyenweb.hu/tema/6.html 2018.10.08. 08:51:45

" Továbbá, hiába szűkíthető a keresés az ekliptikához közeli sávra (ahol a naprendszerbeli égitestek keringenek)"

Lehet hogy butaságot kérdezek, de nem inkább ezen sávon kívül kellene keresni az X bolygót? Csak azért kérdezem, mert a Nap az ismert bolygópályák síkjával (emlékezetből olyan) 7 fokos hajlású tengely körül kering. Megaszondtam, de a lényeg talán átment. :-)

százados 2018.10.08. 10:29:32

Ez nagyon érdekes volt, főleg ez a mondat:

" ... a Goblin jócskán kilóg a Kuiper-övből és egészen az (egyelőre csak közvetetten bizonyított létezésű) Oort-felhő belső részéig tesz kirándulást kb. 34000 évente ..."

Ezek szerint az Oort-felhő nem bizonyított létezésű?

PFreddy 2018.10.08. 17:32:58

@rdos: Az ekliptika ugye a Nap látszólagos pályája az égen - ami elsősorban nem a Nap (közös tömegpont körüli) keringéséből, hanem a Föld pályájából adódik. Tehát a Föld keringési síkjához viszonyítjuk a többi naprendszerbeli égitest pályájának "dőlését" azaz az inklinációját. Emlékeim szerint a bolygók közül a Merkúr lóg ki a legjobban ,olyan 7 fokot (de pl. a Pluto csaknem huszat!). Vagyis a masszív égitestek mind az ekliptikához közeli sávban keringenek. Remélem ez tartalmazta a választ a kérdésedre.
Buta kérdés pedig nincs, szóval nyugodtan kérdezz bármikor. :)

PFreddy 2018.10.08. 17:38:57

@százados: A tudományos konszenzus szerint léteznie kell, de közvetlen bizonyítékokat nem találtunk még rá. Viszont az üstökösök mind nagyon elnyújtott pályán jutnak a Naprendszer belső régiójába, ami arra utal, hogy mind messziről indultak annak idején. Ráadásul nagyon hasonló tulajdonságokat mutatnak. Magyarán léteznie kell egy nagyon távol (0,5-2 fényév) átmérőjű övezetnek tele néhány km-es jeges üstökösmagokkal. A dinamika szimulációk tudomásom szerint ezt meg is erősítik.
Viszont ilyen távolságból ilyen kis hógolyókat észrevenni gyakorlatilag lehetetlen - így bizonyítottan az Oort-felhőhöz tartozó objektumot még nem fedeztejk fel - leszámítva azt a néhány aszteroidát, így pl. az említett sednoidokat, amelyek elvileg érintik ezt a régiót.

rdos · http://h2o.ingyenweb.hu/tema/6.html 2018.10.08. 17:50:33

@PFreddy: Mondtad: "Vagyis a masszív égitestek mind az ekliptikához közeli sávban keringenek".

Ehhez képest a Nap saját tengelye körüli forgás tengelye nem kilencven fokot zár be (ez lenne logikus), hanem annál 6-7 fokkal kevesebbet. Röviden arra szerettem volna kilyukadni, hogy ha feltételezzük hogy az X bolygó nem a masszív eddig ismert égitestek síkjában kering, hanem azzal akár nagy szöget bezárva, akkor értelmezhetővé válna a Nap forgástengelyének a ferdesége. Egyben a Nap tengelyferdeségből és az X bolygó tömege és vélelmezett pálya adatai alapján lehetne az X bolygó keringési síkját pontosítani. Vagy nem?

rdos · http://h2o.ingyenweb.hu/tema/6.html 2018.10.08. 18:12:05

Közben megnéztem a wikin, a Föld pálya síkjához képest 7,25 fok a Nap tengelyferdesége, vagyis ha jól értem, ennyivel tér el a Föld pálya (és kb a masszív égitestek) síkjától számított kilencven foktól. Ha pedig egy keletkezésű a Nap és a rendszerének a bolygói, úgy kb azt várná az ember hogy a forgástengelyük közel egyező legyen. És ha jól rémlik valami olyasmi is van, hogy a Naprendszer forgási impulzusának nagy része a bolygókban és az egyéb kisebb Nap körül keringő égitestekben van. Vagyis mintha valami nagy rendellenes, illetve az ekliptikától jelentősen eltérő síkban keringő tömeg ferdítené a Nap forgástengelyét.

PFreddy 2018.10.08. 19:03:33

@rdos: "Közben megnéztem a wikin, a Föld pálya síkjához képest 7,25 fok a Nap tengelyferdesége, vagyis ha jól értem, ennyivel tér el a Föld pálya (és kb a masszív égitestek) síkjától számított kilencven foktól."

Legjobb tudomásom szerint (bár ez már ingoványos terep a számomra) a Nap tengelyferdesége nem külső hatás eredménye, hanem csak a viszonyításé. Magyarán a Nap forgási tengelye gyakorlatilag merőleges a saját keringésére (a tömegközéppont a Nap sugarán belül van, így ez inkább imbolygás, mint keringés) és a Föld pályája a ferde. Csak hát vagyunk annyira soviniszták, hogy ehhez viszonyítunk. Egy bolygó tengely- és pálya hajlásszögét jó néhány módon lehet magyarázni (becsapódás, ár-apály erők, perturbáció), míg egy csillag tengelyhajlását... hát nincs sok ötletem (talán egy kettőscsillagnál).

rdos · http://h2o.ingyenweb.hu/tema/6.html 2018.10.10. 08:23:04

@PFreddy: Akkor megint feltaláltam a spanyolviaszt. :-)