MTI
Magyar csillagászok nyithatnak új fejezetet a kisbolygók kutatásában
Magyar csillagászok nyithatnak új fejezetet a Naprendszer kisbolygóinak kutatásában. A Magyar Tudományos Akadémia (MTA) Csillagászati Intézetének kutatói a Kepler-űrtávcső segítségével a világon elsőként mérték meg sikeresen két nagyon távoli, a Neptunuszon túl keringő égitest forgását - olvasható az MTA közleményében.
A kutatás eredményeiről, amelyek új módszert adhatnak az úgynevezett Kuiper-objektumok megismeréséhez, az egyik legrangosabb csillagászati folyóirat, az Astrophysical Journal Letters számolt be. A Kepler-űrtávcsövet eredetileg a Naphoz hasonló csillagok körül keringő bolygók felfedezésére tervezték, azonban 2013-ra az eszköz pontos irányban tartását lehetővé tévő lendkerekek közül kettő is tönkrement, így nem lehetett folytatni az eredeti programot. Az űrtávcső megmentéséhez az irányítók olyan pozícióba hozták a Keplert, amely lehetővé teszi a Naprendszer kisbolygóinak vizsgálatát.
Az űrbéli adatátviteli korlátok miatt a Kepler 95 megapixeles CCD érzékelője által gyűjtött információknak csak töredékét, a kiválasztott célpontok szűk környezetét töltik le a Földre. A kisbolygók azonban mozognak, ezért a Jupiternél közelebb található, a távcső teljes látómezején áthaladó fő kisbolygóövi égitestek vizsgálatához számtalan képre lenne szükség, amely felemésztené az elmenthető pixelmennyiség többségét.
Az MTA csillagászai ezért a Neptunuszon túli Kuiper-övben található, jóval lassabban mozgó kisbolygók megfigyelését választották, amelyek a vizsgált tartományban szinte megállni és a pálya stacionárius pontja körül visszafordulni látszanak, ezért egy mozdulatlan csillagra méretezett bélyegképpel is 10-15 napon keresztül folyamatosan lehet mérni a pályájukat. Ezeknek az égitesteknek a vizsgálata is jár azonban egy komoly nehézséggel, ugyanis a megfigyelt kisbolygók a hatalmas távolság miatt a felvételeken egy-két kivételtől eltekintve csak nagyon halványan látszanak.
A hétfős kutatócsoport elsőként a 2002 GV31 jelű, negyven csillagászati egység, azaz 6 milliárd kilométer távolságban járó, mindössze 22,5 magnitúdós Neptunuszon túli kisbolygót vizsgálta. Ennyire halvány égitestet még csak megközelítőleg sem észleltek korábban a Keplerrel, és kezdetben a csoport sem reménykedett pozitív eredményekben. A földfelszínről több méteres távcsövek kellenének egy ilyen égitest megfigyeléséhez, a fényességváltozás kiméréséhez pedig a legnagyobb, 8-10 méteres távcsöveket kéne bevetni.
A mindössze 1 méteres tükörrel szerelt Kepler számára a jel még több órányi expozíció összeadása után is borzasztóan gyenge volt, de a 16 napos folyamatos adatsor lehetővé tette, hogy a nagyon zajos mérésekből is meghatározzák a kisbolygó fényességváltozásának, ezáltal tengely körüli forgásának periódusát. A kapott eredmények szerint a 100 kilométer körüli égitest a társaihoz képest meglepően lassan, 29,2 óra alatt fordul meg a tengelye körül. Mivel a forgás ideje alatt elég jelentős, 0,35 magnitúdós fényességváltozás lép fel, lehetséges, hogy esetleg egy kettős kisbolygóról van szó, amelynek tagjai folyton eltakarják egymást.
A másik égitest egy fényesebb, 20,5 magnitúdós, 41 csillagászati egységre járó objektum, a (278361) 2007 JJ43 volt. A nagyobb fényességből következően ez jóval nagyobb, mintegy 600 kilométer átmérőjű égitest lehet. A kisbolygó pályájának mostani, megszakításmentes vizsgálata megmutatta, hogy 12,097 óra alatt fordul meg a tengelye körül. Az égitest nyolcvan napos pályaívét 661 darab egymáshoz illeszkedő, 11-13 képpont magas oszlopból kellett a kutatóknak összerakni.
A mérési adatok a Kepler szabadon elérhető adatbázisában váltak nyilvánossá, ezért a várható versengés miatt a magyar kutatóknak rendkívül gyorsan kellett haladniuk a munkájukkal. A képek kalibrálását és az adatok kinyerését egy saját, Pál András által fejlesztett programmal végezték el, valamint a fényességértékek meghatározásához is egy korábban nem használt módszert alkalmaztak. A megfeszített munkának köszönhetően az MTA csillagászai az adatok megjelenése után mindössze tíz nappal már készen álltak tanulmányukkal.
A kapott eredmények igazolták, hogy a Kepler-űrtávcső rendkívül halvány égitestekről is képes használható és igen egyedi adatokat szolgáltatni. Emellett a magyar csillagászok bizonyították azt is, hogy a következő években a távcső által észlelendő mezőkön érdemes minél több Neptunuszon túli kisbolygót megfigyelni, a forgási paraméterek meghatározásával ugyanis azok múltjára és fejlődésére lehet következtetni - olvasható a közleményben. A kutatócsoport következő nagy lépése a Kepler által rögzített képeken százával, ezrével áthaladó főövi kisbolygók fényességmérése lesz, egy vélhetően egy több lépcsőben zajló, több éves kutatási program keretein belül.
A kutatás eredményeiről, amelyek új módszert adhatnak az úgynevezett Kuiper-objektumok megismeréséhez, az egyik legrangosabb csillagászati folyóirat, az Astrophysical Journal Letters számolt be. A Kepler-űrtávcsövet eredetileg a Naphoz hasonló csillagok körül keringő bolygók felfedezésére tervezték, azonban 2013-ra az eszköz pontos irányban tartását lehetővé tévő lendkerekek közül kettő is tönkrement, így nem lehetett folytatni az eredeti programot. Az űrtávcső megmentéséhez az irányítók olyan pozícióba hozták a Keplert, amely lehetővé teszi a Naprendszer kisbolygóinak vizsgálatát.
Az űrbéli adatátviteli korlátok miatt a Kepler 95 megapixeles CCD érzékelője által gyűjtött információknak csak töredékét, a kiválasztott célpontok szűk környezetét töltik le a Földre. A kisbolygók azonban mozognak, ezért a Jupiternél közelebb található, a távcső teljes látómezején áthaladó fő kisbolygóövi égitestek vizsgálatához számtalan képre lenne szükség, amely felemésztené az elmenthető pixelmennyiség többségét.
Az MTA csillagászai ezért a Neptunuszon túli Kuiper-övben található, jóval lassabban mozgó kisbolygók megfigyelését választották, amelyek a vizsgált tartományban szinte megállni és a pálya stacionárius pontja körül visszafordulni látszanak, ezért egy mozdulatlan csillagra méretezett bélyegképpel is 10-15 napon keresztül folyamatosan lehet mérni a pályájukat. Ezeknek az égitesteknek a vizsgálata is jár azonban egy komoly nehézséggel, ugyanis a megfigyelt kisbolygók a hatalmas távolság miatt a felvételeken egy-két kivételtől eltekintve csak nagyon halványan látszanak.
A hétfős kutatócsoport elsőként a 2002 GV31 jelű, negyven csillagászati egység, azaz 6 milliárd kilométer távolságban járó, mindössze 22,5 magnitúdós Neptunuszon túli kisbolygót vizsgálta. Ennyire halvány égitestet még csak megközelítőleg sem észleltek korábban a Keplerrel, és kezdetben a csoport sem reménykedett pozitív eredményekben. A földfelszínről több méteres távcsövek kellenének egy ilyen égitest megfigyeléséhez, a fényességváltozás kiméréséhez pedig a legnagyobb, 8-10 méteres távcsöveket kéne bevetni.
A mindössze 1 méteres tükörrel szerelt Kepler számára a jel még több órányi expozíció összeadása után is borzasztóan gyenge volt, de a 16 napos folyamatos adatsor lehetővé tette, hogy a nagyon zajos mérésekből is meghatározzák a kisbolygó fényességváltozásának, ezáltal tengely körüli forgásának periódusát. A kapott eredmények szerint a 100 kilométer körüli égitest a társaihoz képest meglepően lassan, 29,2 óra alatt fordul meg a tengelye körül. Mivel a forgás ideje alatt elég jelentős, 0,35 magnitúdós fényességváltozás lép fel, lehetséges, hogy esetleg egy kettős kisbolygóról van szó, amelynek tagjai folyton eltakarják egymást.
A másik égitest egy fényesebb, 20,5 magnitúdós, 41 csillagászati egységre járó objektum, a (278361) 2007 JJ43 volt. A nagyobb fényességből következően ez jóval nagyobb, mintegy 600 kilométer átmérőjű égitest lehet. A kisbolygó pályájának mostani, megszakításmentes vizsgálata megmutatta, hogy 12,097 óra alatt fordul meg a tengelye körül. Az égitest nyolcvan napos pályaívét 661 darab egymáshoz illeszkedő, 11-13 képpont magas oszlopból kellett a kutatóknak összerakni.
A mérési adatok a Kepler szabadon elérhető adatbázisában váltak nyilvánossá, ezért a várható versengés miatt a magyar kutatóknak rendkívül gyorsan kellett haladniuk a munkájukkal. A képek kalibrálását és az adatok kinyerését egy saját, Pál András által fejlesztett programmal végezték el, valamint a fényességértékek meghatározásához is egy korábban nem használt módszert alkalmaztak. A megfeszített munkának köszönhetően az MTA csillagászai az adatok megjelenése után mindössze tíz nappal már készen álltak tanulmányukkal.
A kapott eredmények igazolták, hogy a Kepler-űrtávcső rendkívül halvány égitestekről is képes használható és igen egyedi adatokat szolgáltatni. Emellett a magyar csillagászok bizonyították azt is, hogy a következő években a távcső által észlelendő mezőkön érdemes minél több Neptunuszon túli kisbolygót megfigyelni, a forgási paraméterek meghatározásával ugyanis azok múltjára és fejlődésére lehet következtetni - olvasható a közleményben. A kutatócsoport következő nagy lépése a Kepler által rögzített képeken százával, ezrével áthaladó főövi kisbolygók fényességmérése lesz, egy vélhetően egy több lépcsőben zajló, több éves kutatási program keretein belül.