Soha űrszonda még annyi égitestet nem derített fel, mint a szombaton induló, szorgalmas Lucy

Támogasd a tudomány népszerűsítését, segítsd a munkánkat!

Szombaton indulhat útjára az amerikai űrügynökség legújabb szondája, a Lucy, amely elsőként látogatja meg a Jupiter pályáján keringő trójai kisbolygókat. A kutatók szerint ezek a viszonylag apró égitestek a bolygók keletkezéséről és a Naprendszerünk korai, turbulens időszakáról árulkodhatnak.

A szonda a NASA tervei alapján magyar idő szerint október 16-án délelőtt startol el egy Atlas V rakéta fedélzetén a floridai Cape Canaveral űrközpontból. Viszonylag tág, 23 napos indítási ablaka miatt ebbe a menetrendbe kisebb csúszások is beleférhetnek. Ha a kilövés sikeres, az űrszonda négyéves utazásra indul első kisbolygó célpontjához, két évvel később pedig megkezdi a trójai kisbolygók felderítését a Jupiter pályáján túl.

A kutatók reményei szerint a híres, 3,2 millió éves Australopithecus fosszíliáról Lucynek elnevezett szonda 12 évig tartó küldetése során segít megérteni a Naprendszer és a Föld eredetét, ahhoz hasonlóan, ahogy a Lucy feltárta az emberi evolúció korai lépéseit.

Fantáziarajz a Lucy űrszondájáról, ahogy éppen egy trójai kisbolygót vizsgál. Jól láthatók hatalmas napelemtáblái, amelyek még a Jupiter pályáján túl is elég energiával látják majd el.Illusztráció: NASA

Trójaiak a Jupiter szomszédságában

Közel egymillió 1 kilométernél nagyobb átmérőjű trójai kisbolygó lehet a Jupiter pályája közelében, ami vetekszik a Mars és a Jupiter közti fő kisbolygóövben található, hasonló méretű égitestek számával. A Jupiter trójai aszteroidái két különálló csoportot alkotva keringenek a Nap körül, a bolygóhoz viszonyítva gravitációsan stabil, úgynevezett Lagrange-pontokban. Az egyik csoport megelőzi a Jupitert a bolygó pályáján, míg a másik követi a gázóriást a Nap körüli útján. 

A Lucy elsőként a Jupitert megelőző, L4-es trójai kisbolygókat látogatja meg 2027-2028-ban. Ezek közül is a 64 kilométer átmérőjű Eurybates és annak apró, Queta nevű holdja mellett fog elhaladni, majd a következő évben meglátogatja a Polymelét, a Leucust és az Orust. Ezután, öt évvel később eljut a Jupitert követő L5 trójaiakhoz, ahol legalább még egy kettős égitestet közelről felderít, mégpedig a két közeli objektumból álló Patroclus-Menoetiust.

A két trójai csoport és hét trójai égitest meglátogatását a szonda innovatívan kidolgozott pályája, valamint az teszi lehetővé, hogy a Lucy a Föld mellett többször elhaladva kihasználja a bolygó gravitációs lendítő hatását. Ez elengedhetetlen ahhoz, hogy a távcsöves megfigyelések alapján változatos színképű, így felszínükön eltérő anyagokat tartalmazó objektumokról a kutatók átfogóbb képet kapjanak. A trójai kisbolygók egymástól eltérő összetételű felszíne arra utalhat, hogy különböző helyeken keletkeztek a Naprendszer formálódása során, és később foglalták el mai helyzetüket.

A Lucy űrszonda tervezett pályája, a trójai kisbolygók két csoportjával.Illusztráció: NASA

Lucy műszerei

A NASA relatíve alacsony költségvetésű űrszondás küldetéseit összefogó Discovery-program keretében megvalósuló Lucyt két hatalmas, 7 méter átmérőjű napelemtábla fogja ellátni energiával. Ezek még a Naptól 850 millió kilométeres távolságban is 500 watt energiát biztosítanak, ami elegendő a szonda rendszereinek működéséhez. A távolság nemcsak az energiaellátást, hanem a Földdel való kommunikációt is érinti: egy kétméteres rádióantenna fogja ellátni ezt a feladatot, ami a tudományos vizsgálatokba is besegít majd, ahogy más szondáknál is bevett.

A Lucy műszerei a 2015-ben a Plútót és holdjait felderítő New Horizons űrszondájára épülnek, beleértve nagy felbontású teleszkópos kameráját, a L'LORRI-t, valamint a felszíni kőzetek, ásványok és jegek összetételt feltáró L'Ralph képalkotót és infravörös spektrométert. Helyet kap még rajta egy másik, a NASA OSIRIS-REx kisbolygókutató szondájáéhoz hasonló infravörös spektrométer is.

Három fő mérőeszközével és rádióantennájával a Lucy feltérképezi majd a kisbolygók felszínét, összetételét, a rajtuk talált kráterek alapján a relatív korukat, valamint az égitestek belső szerkezetét. Emellett megvizsgálja, hogy milyen ásványok, jegek, esetleg szerves molekulák találhatók a felszínükön. Végül gyűrűk és esetleges apró holdak után kutat majd az objektumok körül.

Korai átrendeződés a Naprendszerben

A trójai kisbolygók eredete a jelenleg legreálisabbnak tűnő hipotézis szerint a négy gázóriás (Jupiter, Szaturnusz, Uránusz, Neptunusz) pozíciójának megváltozásához kötődik, a Naprendszer keletkezését követő néhány százmillió évben. Az elgondolás szerint ekkor az addig stabil, egymáshoz közeli pályák felborultak a külső Naprendszerben, a Jupiter beljebb került, a többiek pedig a Naptól távolabb. Ezalatt rengeteg kisebb-nagyobb jeges égitest – például a Plútó – a Neptunusz pályáján kívülre, a Kupiter-övbe vándorolt át, míg más hasonló jeges objektumok a Naphoz közelebb jutottak, ahol a Jupiter gravitációja befogta őket, létrehozva a gázióriáshoz kötődő trójai kisbolygókat.

A New Horizons által 2019-ben felderített Arrokoth (MU69) bolygókezdemény, egy érintkező kettős égitest. Nyitott kérdés, hogy a Lucy ehhez hasonló, vagy tőle teljesen eltérő objektumokat talál-e majd a trójai kisbolygók közt.Fotó: NASA/JHUAPL/SWRI

A Science folyóiratnak nyilatkozó Mike Brown amerikai csillagász szerint a Lucy lehet az első szonda, amely közvetlenül letesztelheti ezt a hipotézist. Brown úgy látja, hogy ha a trójaiak összetétele a Kuiper-öv jeges objektumaihoz hasonló, akkor a külső Naprendszer korai instabilitását felvető hipotézis reális lehet. Emellett a New Horizons űrszondához hasonlóan, amely 2019. január 1-jén a Kuiper-övben elhaladt az Arrokoth bolygókezdemény mellett, a Lucy vizsgálatai segíthetnek annak megértésében, hogy hogyan jönnek létre azok a kisebb égitestek, amelyekből a Naprendszer keletkezésekor bolygók formálódtak.

A Lucy küldetése során összesen hét trójai kisbolygót és egy, a fő kisbolygóövbe tartozó égitestet fog felderíteni – ami messze a legtöbb objektum, amelyhez egy űrszonda eljutott az űrkutatás történetében. Ha a szonda 12 évvel indítása után is rendben működik, semmilyen akadálya nincs, hogy további trójai kisbolygókat nézzen meg közelről, tovább növelve tudásunkat ezekről a Naprendszerünk hajnaláról árulkodó titokzatos objektumokról.

A Qubit szerkesztősége azért dolgozik, hogy a magyar nyilvánosság hiteles, alapos és közérthető tudományos ismeretekhez jusson. Tesszük ezt politikamentesen, közszolgálati hevülettel, száznál több kutató és tudós bevonásával. Égető kérdések, dermesztő válságok és zavaros álhírek sűrűjében igyekszünk tartani a fáklyát immár havi bő hétszázezer olvasónknak. Cikkeink ingyen olvashatók, de nem ingyen készülnek. Segítsd a munkánkat!

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: