Előfizetés a lapra

Mire jó néhány pixel a Naprendszer határáról?

A hét kutatója, csillagászat, interjú, Kepler, Naprendszer, Nereida, OTKA, űrtávcső

2016/06/16

Több mint négymilliárd kilométerre van tőlünk, és csak néhány száz kilométer átmérőjű a Neptunusz holdja, a Nereida, így nem csoda, hogy mindössze néhány pixelt foglal el még a legjobb űrtávcsövek felvételein is. Az MTA CSFK Csillagászati Intézetében működő magyar Kepler-csoport tagjainak nemzetközi szinten is jelentős eredményei szerint mégis fontos információkkal szolgálhat ez az égitest a Naprendszer születését követő időszakról. A részletekről Molnár László csillagásszal, az intézet tudományos munkatársával beszélgettünk.

– Ön korábban változócsillagokkal foglalkozott. Mekkora váltás volt az, hogy a Naprendszer apróbb égitesteit kellett vizsgálnia a K2-programban?

– Ez érdekes kérdés, mert kutatóként valóban a változócsillagokat kutattam, de eleinte, még amatőrcsillagászként, a Naprendszerbe voltam beleszerelmesedve. Aztán egyetemi hallgatóként Piszkéstetőn változócsillagok fényváltozásait kezdtük el mérni, így abba az irányba indultam el a kutatásokkal is. Ez a téma mind a mai napig megvan, és e mellé kapcsolódtak be a naprendszerbeli égitestek.

 A két területet a Kepler adatainak használata kapcsolja össze, és ezen alapul a posztdoktori OTKÁ-s kutatómunkám is. Erős fényváltozásokat produkáló változócsillagokkal dolgozom, köztük olyanokkal is, amelyek nem is a Tejútrendszerben, hanem a szomszédos kis tör­pe­ga­laxi­sokban laknak; illetve, számomra új területként, mindenféle naprendszerbeli, kicsi, mozgó égitestre is vadászunk a kollégákkal közösen.

– Miért éppen a Nereidát vizsgálták? Nem tartozik a legnépszerűbb, legismertebb égitestek közé? Vagy talán éppen ezért?

– Nagyrészt szerencsés véletlen volt. A Kepler-űrtávcső eredetileg bolygókat keresett más csillagok körül, és ezt a Naprendszerből merőlegesen kifelé nézve tette. A meghibásodását követően az új, K2-nek nevezett programban viszont a Naprendszer síkjának irányában észlel, ezért időről időre bolygók is bekerülnek a látómezejébe, például a Neptunusz és a holdjai is. A Nereida sok furcsaságot rejt, tengely körüli forgására is ellentmondó megfigyelések születtek. Egyesek szerint csak kis mértékben változik a fényessége, mások szerint viszont időről-időre jelentősen kifényesedik. Nagyon messze kering a Neptunusztól, ezért 1989-ben a Voyager-2 is csak egy néhány pixeles foltnak látta. A bolygótól való messzeség viszont most segített nekünk, és a Keplerrel pontosan meg tudtuk mérni a forgási sebességét és a fényességének változásait.

A Nereida a Voyager-2 fényképfelvételén, illetve a hold magyar kutatók által számolt új alak- és hőmérsékletmodellje (FORRÁS: NASA/JPL, ILLETVE PÁL ÉS MTSAI)

– Most sem láthattak belőle többet néhány pixelnél. Hogyan tudtak ebből messzemenő következtetéseket levonni?

– Valóban, mi is csak egy kis fénypontnak láttuk, ráadásul a Keplernek nincs igazán jó felbontása, hiszen másra tervezték. Fényességet kell mérnie, azt viszont rendkívül pontosan. Azt használtuk ki, hogy a K2 programban a Kepler 70–80 napig folyamatosan tudja mérni a kijelölt objektumokat, vagyis ezt az időszakot folyamatos adatgyűjtéssel tölti. Így pontosan megmérhető a forgása, nem vagyunk korlátozva a nappal-éjszaka váltakozása miatt. Emellett felhasználtuk az infravörös tartományban működő Herschel- és Spitzer-űrtávcsövek korábbi adatait is. Ezek segítségével ugyanis lehetőség nyílik a hold termofizikai modellezésére, vagyis olyan paraméterek meghatározására, mint a Nereida pontos mérete, alakja, a hő­te­he­tet­len­sége és a felszínének durvasága. Így a három űreszköz adatait összeadva meg tudtuk határozni, mennyire elnyúlt az égitest. A forgási periódus 11,6 órának adódott. A hold fényessége csak kis mértékben változott, nem láttunk nagy kifényesedéseket és az alakja sem olyan elnyúlt, mint korábban gondolták. Kiderült az is, hogy a felszín nagyon-nagyon durva, valószínűleg tele van mély kráterekkel.

– Fel lehet-e használni más kutatásokhoz a Nereidánál elért eredményeket?

– Bizonyos tekintetben igen. Az egyik cél az volt, hogy eldöntsük, a Nereida a bolygójával együtt keletkezett, vagy a Kuiper-övben jött létre és onnan fogta be a Neptunusz. Erre a felszíne és a színe tudna információt adni. Sajnos éppen ezt a kérdést nem tudtuk egyértelműen eldönteni. De az is érdekes információnak bizonyult, hogy a színét tekintve a Nereida átmenetet jelent a holdak és a Neptunuszon túli objektumok között. A durva felszín pedig arra utal, hogy nem egy összefüggő égitestről van szó, hanem egy „törmelékkupac” lehet, és elég sok üreget vagy porral kitöltött részt tartalmazhat a belseje.

 A Nereida és más hasonlóan kis égitestek vizsgálata azt is segíthet tisztázni, hogy milyen események zajlottak a Naprendszer kialakulását követően ebben a térségben. A kisebb holdak többségénél ma is nyitott kérdés, hogyan keletkeztek az óriásbolygók körül. Ha egy adott égitestről el tudjuk dönteni, hogy befogott-e vagy sem, az segít a „Naprendszer keletkezése” nevű kirakós játékban egy újabb darabot a helyére tenni.

– Hogyan tovább ezen a téren?

– Legújabb eredményünk éppen a napokban vált publikussá. Megmértünk egy törpebolygót, nevezetesen a 2007 OR10-et, amely amúgy a legnagyobb név nélküli égitest a Naprendszerben. Erről kimutattuk, hogy jóval nagyobb, mint eddig gondoltuk, 1280 kilométer helyett több mint 1500 kilométer az átmérője. Ez azt jelenti, hogy a 2007 OR10 nem az ötödik, hanem a harmadik legnagyobb törpebolygó a Plútó és az Eris után. De mivel nagyon sötét a felszíne, és több mint kétszer távolabb kering, mint a Plútó, ezért nem volt egyszerű pontos adatokat kapni róla. Jelenleg amerikai kutatókkal együttműködésben dolgozunk a Jupiterrel együtt keringő trójai kisbolygók vizsgálatán, illetve számos további kis égitest kifejezetten a mi pályázataink alapján került be a K2 mérési programjaiba.

Fantáziarajz a TESS-ről (FORRÁS: NASA)

– Mennyire volt nehéz bekapcsolódni egy ilyen híres programba, mint a K2?

– A Kepler-űrtávcső alapvetően egy amerikai misszió, de keresték a kapcsolatot az európai kutatókkal is, hiszen óriási mennyiségű adatot termelt a Kepler. Ezért alakult egy több száz fős konzorcium, amely a NASA-tól ugyan nem kap pénzügyi támogatást, viszont az adatokhoz azonnal hozzáférünk. A Kepler pedig egy igazi aranybányának bizonyult. Iszonyú mennyiségű adatunk lett, és a közeljövőben még több lesz: a Kepler K2 programja mellett 2017-ben elindul a TESS-űrtávcső is. A Transiting Exoplanet Survey Satellite (Fedési Exobolygó-felmérő Műhold) egy újabb amerikai űrtávcső lesz, amely szintén rengeteg adatot fog biztosítani, és ezek feldolgozásában is részt fogunk venni.

– Van-e jelentősége annak, hogy ezeket a kutatásokat Magyarországról végzik?

– A csillagászat ilyen szempontból jó tudomány, mert majdnem ugyanúgy lehet kutatni Budapestről, mint Kaliforniából, tekintve, hogy ugyanúgy letöltheti bárki a NASA adatbázisából az űrtávcsövek  szolgáltatta adatokat. A kérdés ilyenkor mindig az, hogy az adott ország, az adott kutatóintézet milyen támogatást tud ehhez a munkához biztosítani. Mi most viszonylag jól állunk, vannak sikeres pályázataink. Most már nem is a tudás biztosítása a kihívás Magyarország előtt, hanem tényleges űrtávcsőalkatrészek létrehozása.

 A kutatások jelentőségével kapcsolatban pedig azt emelném ki, hogy a csillagászat alaptudomány ugyan, de ha az ember felnéz az égre és választ egy csillagot, akkor szinte biztos, hogy nemcsak egy fénypontot kell elképzelnie, hanem egy, a miénkhez hasonló vagy akár teljesen eltérő bolygórendszert is körülötte. Ez még néhány évtizede is csak sci-fi volt. Ma már viszont nemcsak elképzeljük, hanem tudjuk is, hogy ezek a bolygórendszerek ott vannak és már az a kérdés, hogy mit is rejtenek.

 TRUPKA ZOLTÁN

 

2016/17