Sosem láttunk még olyan üstököst, mint a titokzatos csillagközi vendég, a 2I/Borisov

Nincsen jövőnk tudomány nélkül, nincsen Qubit nélkületek. Támogasd a munkánkat!

2019 augusztusában Gennagyij Boriszov egy üstökösre emlékeztető égitestet fedezett fel. Mint néhány héttel később kiderült, az amatőrcsillagász által azonosított objektum a Naprendszeren túlról, azaz a galaxisunk, a Tejútrendszer egy másik csillagától érkezett a Nap közelébe.

Két kedden megjelent kutatás igazolja, hogy a 2I/Borisov valóban csillagközi eredetű, és betekintést nyújt a miénkhez hasonló bolygórendszer körülményeibe. A Nature Communications folyóiratban közölt eredmények arra utalnak, hogy a 2I/Borisov ősibb, mint bármilyen a Naprendszerben eddig megfigyelt üstökös. Egy másik, a Nature Astronomy folyóiratban publikált tanulmány pedig megállapítja, hogy a 2I/Borisovot körülvevő por tulajdonságai eltérnek a megszokottól, utalva arra, hogyan jöhetett létre az üstökös.

A 2I/Borisov csillagközi térből származó üstökös a Hubble-űrtávcső 2019. decemberi felvételén.Fotó: NASA/ESA/UCLA

A hozzávetőleg 800 méter átmérőjű üstökösmaggal rendelkező 2I/Borisov a második eddig megfigyelt égitest, amely pályája alapján csillagközi térből származik, az 1I/'Oumuamua kisbolygó (vagy törpebolygó-maradvány) után. Az első csillagközi üstököst 2019 augusztusától közel egy évig vizsgálták a szakemberek, részben földi távcsövek, valamint űrteleszkópok, köztük a Hubble-űrtávcső segítségével. A 2I/Borisov 2019. december 8-án volt a legközelebb a Naphoz, a Föld-Nap távolság kétszeresére közelítve meg a csillagot. Amint a 2020 tavaszán végzett megfigyelések feltárták, ez is elég volt ahhoz, hogy az üstökös több darabra essen szét. A csillagközi térből érkező égitestről az is kiderült, hogy összetételében hasonlít a Naprendszer üstököseihez. Eddig azonban homály fedte a magot körülvevő, az üstökös kómájában található porszemcsék jellemzőit, amelyek az üstökös történetéről árulkodhatnak.

A Stefano Bagnulo és kollégái által közzétett eredmények arra utalnak, hogy a 2I/Borisov korábban sosem haladt el egyetlen csillag közelében sem – a Nappal való találkozásáig. Ezáltal az első megfigyelt üstökös lehet, amely keletkezése óta lényegében érintetlenül megőrződött. A szakemberek az Európai Déli Obszervatórium VLT teleszkópjával végezték vizsgálataikat, megfigyelve az üstökös kómájában lévő porszemcsékre eső és róluk szóródó napfény polarizáltságát. A kis égitestek és üstökösök vizsgálatában bevett mérés a porszemcsék tulajdonságairól ad információt, és arról árulkodhat, mennyit változott az adott objektum az elmúlt évmilliárdok során. A mérés lehetővé tette a 2I/Borisov összehasonlítását a Naprendszerben korábban megfigyelt üstökösökkel.

A másik, a Nature Astronomy folyóiratban publikált kutatásban Bin Yang és kollégái a csillagközi üstökös magját körülvevő por és gáz változását vizsgálták, ahogy az égitest megközelítette a Napot. A méréseiket a chilei ALMA rádióteleszkóp-rendszer és a VLT teleszkóp segítségével végezték. Eredményeik arra utalnak, hogy a 2I/Borisov magja eltérő, kevert összetételű anyagokból áll, amelyek részben az eredeti csillagához közelebb, részben attól távolabb keletkeztek. Ilyen keveredést a bolygórendszert felépítő anyagokban óriásbolygók gravitációs hatása okozhat, és a kutatók szerint saját Naprendszerünk hajnalán is hasonló folyamatok játszódhattak le.

A Naptól való távolodási sebessége és pályája miatt a ma elérhető technológiával rendkívüli kihívás lenne olyan űrszondát küldeni a 2I/Borisovhoz, amely közelről vizsgálná meg az üstököst, amint azt korábbi cikkünkben részleteztük. Emiatt a kutatóknak a 2019-2020 közötti földi és űrteleszkópok által végzett megfigyelésekből kell feltárniuk a különleges üstökös titkait.

Porszemcsék árulkodnak a messziről jött üstökös történetéről

Az Európai Déli Obszervatórium VLT teleszkópjának segítségével Stefano Bagnulo és kollégái a csillagközi üstökös kómájában lévő por tulajdonságait kívánták vizsgálni. A polarimetriának nevezett méréshez, amely a kómában lévő porról szóródó fény polarizációját határozza meg, a VLT teleszkóp FORS2 spektrográf műszerét használták. Kiderült, hogy a 2I/Borisovnál a fény polarizáltságának mértéke nagyobb, mint bármelyik eddig megfigyelt naprendszerbeli üstökös esetén, a Hale-Bopp kivételével. A nagyobb polarizáltság azt jelzi, hogy az üstökösmagot körülvevő porszemcsék apróbbak és porózusabbak, és a napszél korábban nem módosította lényegesen az üstökös szerkezetét.

1997. márciusi kép a Hale-BopprólFotó: Wikimedia Commons

Az 1996 és 1997 között szabad szemmel is megfigyelhető Hale-Bopp nem csak a 20. század egyik legtöbbek által látott üstököse volt, hanem tudományos szempontból is tartogatott meglepetéseket. Az ekkor végzett mérések arra utaltak, hogy az üstökös 1996 előtt csak egyszer közelítette meg a Napot, így a Hale-Bopp az addig megfigyelt üstökös közül az egyik legérintetlenebb volt, és árulkodott a Naprendszer keletkezésének körülményeiről. A 2I/Borisov homogén polarizáltsága miatt azonban Bagnulo és kollégái a csillagközi üstököst még a Hale-Boppnál is ősibbnek tartják. Ez azt jelenti, hogy az eredeti bolygórendszerében való keletkezésétől a Nap megközelítéséig szinte változatlan formában utazott a világűrben.

„A tény, hogy ez a két üstökös nagyon hasonló, arra utal, hogy az a környezet, amiben a 2I/Borisov keletkezett, nem tér el nagyon a saját Naprendszerünk korai összetételétől” 

– mondta Alberto Cellino, a kutatás társzerzője, a Torinói Asztrofizikai Obszervatórium kutatója.

Bin Yang és kollégái szintén az Európai Déli Obszervatórium műszereivel, az Atacama-sivatagban található ALMA rádióteleszkóp-rendszerrel, valamint a VLT teleszkóppal figyelték meg a 2I/Borisovot, köztük a kómájában lévő porszemcséket és a kóma összetételét, ezzel megértve az üstökös keletkezésének körülményeit. Az ALMA-val végzett mérésekből kiderült, hogy a kómában lévő por 1 milliméter sugarú, vagy annál kicsit nagyobb szemcséket alkot. A 2I/Borisov kómájának szerkezete ezáltal lényegesen különbözik a Naprendszerben lévő üstökösökre jellemző, nagyobb, lazább egységekké összeálló porszemektől. A szemcsék mérete a szakemberek szerint azt is jelzi, hogy a 2I/Borisovot alkotó por az eredeti csillagához viszonylag közel keletkezhetett.

A kutatók a VLT teleszkóp FORS2 spektrográfjával az üstökös magjából távozó por mennyiségét határozták meg. Ebből kiderült, hogy az üstökösmag hozzávetőleg két méternyi anyagot veszített el a világűrben, mióta az üstökös megérkezett a Naprendszer belsőbb vidékeire. 

További, az ALMA rádióteleszkóp-rendszerrel végzett vizsgálatok fényt derítettek az üstökös összetételének változására is. A mérésekből úgy tűnik, hogy az üstökös rendkívül sok szén-monoxidot és viszonylag kevesebb vizet veszített a Naphoz való közeledés során, megváltoztatva az üstökösre jellemző szén-monoxid/víz arányt. A szén-monoxid/víz arány nagymértékű eltolódásából a kutatók arra következtetnek, hogy a 2I/Borisov magja heterogén, azaz eltérő összetételű anyagokból áll össze. Ez azt jelezheti, hogy a 2I/Borisov egy vegyes összetételű törmelékfelhő gravitációs egyesülése során keletkezhetett. Mindez arra mutat, hogy a 2I/Borisovnak egykor otthont adó bolygórendszerben lévő törmelék viszonylag jól elkeveredett a csillaghoz közelebbi és távolabbi régiók között, ami talán a Jupiterhez hasonló óriásbolygók gravitációs hatásának köszönhető.

Több szakember azt reméli, hogy a 2029-ben induló, európai Comet Interceptor (üstököselfogó) űrszonda, amelyről itt írtunk korábban, a jövőben lehetővé teheti majd egy 2I/Borisovhoz hasonló csillagközi üstökös meglátogatását. Ezzel részletes információkhoz jutnánk más bolygórendszerekről és a bennük uralkodó viszonyokról.

Járvány, klímaváltozás, forradalmak – mindez csak három dermesztő arca annak a felbolydult világnak, ami ránk vár. Lesz még neki jó pár. Ha teheted, segítsd a munkánkat, mi megháláljuk a bizalmadat, és ebben a nagy zavarodottságban hitelesen, alaposan és közérthetően magyarázzuk el, hogy a legégetőbb kérdésekre milyen válaszokat adnak a sárgolyó legnagyobb elméi. Maradj velünk. Támogatom a Qubit szerkesztőségét!

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: