A Japán Űrügynökség (Japan Aerospace Exploration Agency, JAXA) már a tavalyi év végén felcsigázta a közvélemény kedélyeit azzal, hogy nagy bejelentést ígért 2022 tavaszára. Az ígéret szerint a Hayabusa2 szonda Ryugu nevű aszteroidánál tett látogatása során gyűjtött minták elemzésének eredményeit kellett kézhez kapnia a nagyközönségnek. Kis csúszással ugyan, de a bejelentés megtörtént: a Hayabusa2 mintáiban több, mint 20 féle aminosavat különböztettek meg. Ezek a molekulák alapvető építőkövei az általunk ismert élő szervezeteknek, így a felfedezés számos érdekes kérdést vet fel.
Az 1 km-esnél is kisebb kisbolygóról 2018. június 24-én készült ez a felvétel, amit kb. 40 km távolságból készített a Hayabusa2. A japán űrügynökség (JAXA) űrszondája magával vitte a német és francia űrügynökségek (DLR, ill. CNES) MASCOT nevű leszállóegységét is. Forrás: https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2018/06/Asteroid_Ryugu
A Hayabusa2 2014-ben indult el a Ryugu kisbolygó felé, célpontja körül 2018 júniusában kezdett el keringeni. A (162173) Ryugu egy körülbelül 900 m átmérőjű aszteroida, mely 474 nap alatt kerüli meg a Napot. Pályája keresztezi a Föld pályáját, oly módon, hogy bár a pálya fél nagytengelye nagyobb, mint a földpályáé, a Naphoz legközelebbi pontja mégis a földpályán belül helyezkedik el, ezért az Apollo-kisbolygók közé soroljuk. Bár a Földet keresztező pálya lehetőséget adna egy esetleges katasztrofális becsapódásra, a pályaszámítások alapján biztos, hogy a Ryugu még hosszú-hosszú időkön át nem fog összeütközni a Földdel.
Az első, Tejútrendszeren kívüli neutroncsillagot a Kis Magellán-felhőben lévő 1E 0102.2-7219 jelű szupernóva-maradványban találták. Röviden a csillagászatban csak E0102-nek is írják. A maradványt létrehozó szupernóva kb. 1000 évvel ezelőtt fényesedhetett fel, és a déli féltekéről az akkor ott élő emberek akár láthatták is szabad szemmel.
A képen három különböző távcsővel készült felvétel egyesített nézetét látjuk. A vöröses háttérkép a NASA és az ESA (amerikai és európai űrkutatási ügynökségek) Hubble Űrtávcsövével készült felvétel. Ez leginkább a zöldesen mutatkozó 1E 0102.2-7219 szupernóva-maradvány körüli gázanyagot mutatja. A vörös gyűrű az Európai Déli Obszervatórium (ESO) 8,4 méteres távcsövével készült (VLT, MUSE berendezés a fókuszsíkban). Kék és rózsaszín árnyalatot a Chandra röntgenműholdról származó kép kapott. A maradvány beljebb lévő, vörösre színezett részének közepe alatt lévő kék foltocska egy neutroncsillag, aminek gyenge mágneses tere is van a röntgenmérések szerint. Ez az első, Tejútrendszeren kívüli ismert neutroncsillag. Forrás: ESO/NASA, ESA és a Hubble Heritage Team (STScI/AURA)/F. Vogt és mktsai.
E szupernóva-maradvány egy külső, gyűrű alakú, táguló gázhéjból áll, amit a robbanás lökéshulláma hozott létre vagy a csillagközi anyagot összesöpörve, vagy a csillag által korábban lefújt anyagból (vagy mindkettőből), és egy belső gyűrűből, ami szintén tágul, és egyben hűl is. A belső gyűrű valószínűleg a robbanásban kilökött csillaganyagot tartalmazza.
Egy különleges exobolygó-rendszer felfedezését jelentette be nemrég egy nemzetközi kutatócsoport a nagy presztízsű Nature Astronomy újságban (Impakt Faktor = 14,4). A kutatást Luisa Maria Serrano és Davide Gandolfi vezették, mindketten a Torinói Egyetem Fizika Tanszékének munkatársai. A kutatók a felfedezést a TESS exobolygó-kutató űrtávcsővel tették, a bolygók tulajdonságait pedig a HARPS spektrográf segítségével határozták meg. A megfelelő mennyiségű adat felvételéhez egy évre volt szükség.
A rendszer legbelső, TOI-500b jelű bolygója pályája hasonlóan fejlődhetett, mint ez a vázlat mutatja, csak sokkal több keringés során. Valószínűleg jó kétmilliárd év alatt, nagyon lassan spirálozódott be külsőbb pályájáról a jelenlegi helyére.
Mára a felfedezett exobolygók száma az ötezret is túllépte, szinte már mindennapos egy-egy új bolygó, bolygórendszer felfedezése (arról, hogy mi is az az exo-, azaz extraszoláris bolygó, illetve a felfedezések mikéntjéről, a használt műszerekről ebben a beszélgetésben tudhatunk meg többet). A bolygódömpinget látva felmerülhet bennünk a kérdés, vajon miért is ennyire különleges ez a rendszer? A választ kutatva a cikk magyar társszerzőjét, Dr. Csizmadia Szilárdot, a Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt csillagászát kérdeztem:
– A több mint 5000 exobolygó között csak mintegy 130 USP (Ultra Short Period, azaz nagyon rövid periódusidejű) exobolygó van – mondta el Dr. Csizmadia Szilárd. – Ezek egy napnál rövidebb keringési idejűek. Nagy kérdés, hogy alakulhattak ki. Nem mindig fedezünk fel kísérőbolygót USP rendszerekben. Ennek a rendszernek az érdekessége, hogy nemcsak egy további bolygót sikerült találni, hanem rögtön hármat. Vagyis összesen négy bolygó kering a rendszerben: a sok ezer exobolygó-rendszer közül kb. 50 ismert jelenleg (2022 májusában), amelyikben négy bolygót is felfedeztek! Ez pedig sokkal több megszorítást jelent a rendszerre, az élettörténete feltérképezhetővé válik.
Érdemes itt megjegyeznünk, hogy a legtöbb felfedezett bolygórendszerben mindössze egy bolygót találtak eddig. Hogy nincs bennük több bolygó, vagy van, csak nehezen felfedezhető a hosszú keringésidő, azt a további kutatások fogják eldönteni.
– A most felfedezett rendszer legbelső bolygója, a TOI-500b is egy USP bolygó, csillagát mindössze 13 óra alatt kerüli meg – folytatta. – A bolygó földszerű, azaz kőzetbolygó, és méretében is hasonlít otthonunkra, tömege másfélszer, sugara csupán 15%-kal nagyobb a Földénél. Mivel azonban mindössze 0,01 CSE-re kering csillagától, felszíne nagyon meleg, az 1350 °C körüli hőmérséklet miatt valószínűleg láva borítja.
A 0,01 CSE azt jelenti, hogy százszor kisebb a távolság a TOI-500b és a csillaga között, mint a Nap és a Föld között!
A rendszer másik három bolygója 6,6, 26,2, illetve 61,3 nap alatt tesz meg egy fordulatot a TOI-500 csillag körül. Ezzel egyikük sem üti meg a mércét ahhoz, hogy USP bolygókká minősíthessük őket, azonban még így is mindegyikük gyorsabban kering, mint a Naprendszer legbelső bolygója, a Merkúr, mely 88 nap alatt kerüli meg egyszer a Napot. A külsőbb bolygók rendre 5, 33,1 és 15,1 földtömegűek, így valószínűsíthető, hogy a TOI-500c földszerű, a d és e jelű bolygók azonban Neptunusz-szerűek. (A mi Naprendszerünk-beli Neptunusz kb. 17 földtömegű.)
A TOI-500b tehát rendkívül közel kering napjához, felszíne forró, olvadt. Bolygó ilyen közel a csillagához nem keletkezhetett mindennapi módon. Egy átlagos bolygó a csillag kialakulását követő néhány millió év alatt, a csillagot körülvevő gáz- és porkorongból alakul ki, folyamatosan növelve méretét az idő előrehaladtával. A csillaghoz közel azonban a magas hőmérséklet miatt ez a protoplanetáris korong túl meleg és nem elég sűrű ahhoz, hogy benne a bolygókeletkezés meginduljon. Sőt, a csillaghoz legközelebb egy nagy lyuk van a korongban, mert onnét a csillag fénynyomása és részecskesugárzása kisöpri az anyagot. Hogy alakulhatnak ki mégis ilyen kisméretű bolygópályák?
– Azt biztosan tudjuk, hogy nem alakulhattak ki ilyen közel a csillagukhoz – mondta el nekem Csizmadia Szilárd. – Mindenképpen külsőbb pályákról kellett idekerülniük. Azt sem tudjuk, milyen bolygók voltak eredetileg: lehettek például jupiterek, amelyek túl közel kerültek a csillaghoz, így a csillag elszipkázhatta az anyagukat (Roch-lebeny kitöltés). Az is lehetséges, hogy Neptunusz méretű bolygók voltak, külső jég- és gázrétegüket elpárologtatta a csillag nagy hője, vagy lehettek kőzetbolygók, melyek valamilyen migrációs mechanizmus segítségével belsőbb pályára kerültek.
A klasszikus bolygómigrációs elméletekben a protoplanetáris korong jelen van még a rendszerben, a bolygók a korongot alkotó gáz- és porrészecskék révén közegellenállást érzékelnek. Ennek hatására perdületük csökken, így egyre közelebb jutnak a csillagukhoz, mígnem idővel a protoplanetáris korong anyaga teljesen be nem épül a rendszer bolygóiba, aszteroidáiba, vagy el nem párolog a csillag sugárzása miatt.
A TOI-500 rendszerben azonban nem beszélhetünk klasszikus migrációról, ugyanis ebben a rendszerben a mérések szerint a migrációs folyamatok több milliárd év alatt mentek végbe. A klasszikus migráción kívül kétféle lehetőség adódik:
– A migráció történhetett heves (violens) módon: például két bolygó ütközött a rendszerben és ez az egyiket beljebb lökte, vagy bolygó-bolygó szórási esemény következett be – azaz két bolygó annyira közel haladt el egymás mellett, hogy legalább az egyikük pályája jelentősen megváltozott -, esetleg egy barna törpe vagy egy csillag elhaladt a közelben és annak gravitációs perturbációs hatására került közelebb a bolygó a csillagához.
A bolygók vándorlása azonban történhet nyugodt módon is: – Alapvetően az időskála a fő különbség a nyugodt és az erőszakos eset között, ugyanis a nyugodt esetben évmilliárdok alatt vándorol el a bolygó az eredeti pályájáról a mostanira, az erőszakos esetben viszont évek, évtizedek, legfeljebb évszázadok alatt kerül oda. Nyugodt esetben a bolygó tömege, mérete akár változatlan is maradhat. Ezzel szemben ütközéskor a bolygó anyaga jelentős részét elveszítheti, vagy éppen növekedik azáltal, hogy elnyelheti a másik bolygó egy részét vagy egészét.
A nyugodt migráció tehát fontos szerepet játszhat a rövid periódusú bolygók kialakulásában, annak ellenére, hogy eddig nem tartozott az általánosan elfogadott elméletek közé. A most felfedezett négyesrendszerben is valószínűleg ilyen nyugalmas, lassú folyamatok játszódtak le.
– Az a tény, hogy négy bolygót is találtunk, és mindegyik közel körpályán keringett, azonnal jelezte, hogy egy stabil, nyugodt rendszerről van szó. Mivel a csillag kora is viszonylag idős, látszott, hogy a stabilitás hosszútávon fennmaradt.
A most felfedezett bolygók nagyon jó pontossággal egy síkban keringenek, excentricitásuk pedig kicsi, ezzel is utalva a vándorlás lassúságára: egy ütközés vagy közeli elhaladás ugyanis perturbálja a pályákat, aminek következtében az pályaexcentricitás és -inklináció megnő, a bolygó akár el is hagyhatja a rendszert. Egy ilyen esemény után az excentricitás közel zérusra csökkenése évmilliárdokig is eltarthat, vagy sosem következik be. A TOI-500b esetében a bolygó kétmilliárd év alatt került új pályájára egy közel statikus (kvázisztatikus) vándorlással. A csillagtól mért távolsága nagyon, de nagyon lassan csökkent, excentricitása pedig mindig zérushoz közeli maradhatott, vagyis végig közel körpályán keringett. A nyugodt migráció azonban nem csak ezért lehet fontos mechanizmus:
– Ha lassan változnak a bolygópályák, akkor a bolygó hosszú ideig a lakható zónában maradhat, ha viszont hirtelen változik, akkor egészen biztos, hogy a rajta esetleg kialakult élet kihal, vagy létre sem jön. A korábban említett hosszútávú stabilitás is előnyös a lakhatóság szempontjából, mert ahol heves migrációs folyamatok működnek, megtisztíthatják a lakhatósági zónát, így nem marad ott bolygó. Bár ebben a rendszerben egyik eddig ismert bolygón sem valószínű az élet jelenléte…
Arról, hogy a belső bolygók nyugodt migráció révén kerültek ilyen közel a csillaghoz, numerikus szimulációkon keresztül győződhetünk meg. A kutatócsoport ötmilliárd éves időskálán követte végig a rendszer fejlődését különböző kezdeti feltételek mellett, ezzel igazolva, hogy valószínűleg nyugodt migráció vezetett a mostani bolygókonfiguráció kialakulásához. Fontos, hogy a megfigyeléseket elméleti szimulációkkal is párosítsuk, csak akkor érthetjük meg igazán a rövid periódusú bolygók – és a természet egyéb folyamatainak – működését, ha ezek összhangba kerülnek.
Azoknak, akik saját szemükkel is megnéznék ezt a különleges rendszert, van egy rossz és egy jó hírünk:
– A TOI-500 a Puppis csillagkép legdélebbi részén található, deklinációja -47°, innen nézve éppen nem megfigyelésre alkalmas. Délebbi szélességekről már jól látszik – bár e bolygókat közvetlenül a hivatásos csillagászok még a legnagyobb műszerekkel sem látják –, a csillag vizuálisan 10,5 magnitúdós. Így akár egy 6,5-7 cm-es amatőrtávcső is elég a megpillantásához – mondta el a csillagász.
VCSE – A Cygnus (Cyg) OB3 asszociáció tagjai és a Cygnus X-1, fekete lyukat is tartalmazó röntgenforrás egymáshoz és az előtér/háttércsillagokhoz viszonyított helyzete (Mirabel és Rodrigues, Science Vol. 300, 2003). A nyílak az asszociáció, illetve a röntgenforrás mozgásának irányát mutatják és arányosak az azonos idő alatt megtett úttal. Forrás Mirabel & Rodrigues
A II-es típusú szupernóva-robbanások az Univerzum egyik leglátványosabb eseményei: a robbanás fénye meghaladhatja a csillag szülőgalaxisának fényét, a benne keletkezett energia több, mint amit a Nap egész életében kisugároz, a hátrahagyott maradványégitestek (neutroncsillagok, fekete lyukak) a hivatásos, míg a ledobott, fodrozódó gázburok az amatőr csillagászok kedvelt célpontjai.
A Lowell Discovery Telescope 2022. április 29-i felvétele az üstökös hűlt helyéről és a valószínű porgomolyagszerű maradványáról
A 15 358-as sorszámú, 2022. május 2-án érkezett The Astronomer’s Telegramm arról ír, hogy a C/2021 O3 (PANSTARRS) üstökös szétesett és nem lesz szabadszemes.
