Csillagászat csillagközi betolakodóval - a tudomány spektruma
Csillagászat: randevú csillagközi betolakodóval
Hawaii legmagasabb csúcsától az Andok magas fennsíkjáig: a föld néhány legnagyobb teleszkópja a következő néhány hétben az éjszakai égbolton gyenge fényfoltot fog megcélozni. Gennagyij Boriszov, a Krímben élő amatőr csillagász szintén feláldozza érte alvását, csakúgy, mint sok más amatőr csillagász.
Végül van egy egyedülálló lehetőség: Naprendszerünkön kívülről érkező ritka látogató december 8-án eléri pályájának a naphoz legközelebb eső pontját. A következő hónapokban az égitest ismét eltűnik az űr sötétjében. De mielőtt ezt megtenné, az ég kutatók a lehető legtöbbet akarják megtudni róla.
A szikla- és jégdarab millió évvel ezelőtt, sok fényévnyire a Földtől kezdődött. Az objektumot egy erőszakos gravitációs erő dobta ki saját szomszédságából - talán egy közeli bolygó volt a felelős, talán egy elhaladó csillag. Azóta az utazó céltalanul sodródik a csillagok közötti térben - és most megtalálta a naprendszerünket.
Augusztus 30. volt, közvetlenül hajnal előtt, amikor Gennagyij Boriszov észrevette az objektumot - távcsövén keresztül halvány fényt látott széles, rövid farokkal. Azóta a csillagközi üstökös »2I/Boriszov« névre hallgat, felfedezőjéről kapta a nevét. Az egzotikus porszemcséken kívül csak a második ismert objektum jutott be a Naprendszerbe a csillagközi térből. "Ez a nyolcadik üstökösöm, igazán hihetetlen" - mondja Boriszov. - Nagyon szerencsés volt, hogy ilyen egyedi tárgyat láttam.
A Naprendszerünk egyedülálló?
A 2I/Boriszov nagyon különbözik az első csillagközi betolakodótól, egy kicsi, sötét, sziklás külsejű, 1I/'Oumuamua nevű objektumtól, amely 2017-ben felvillant a nap mellett, és híreket szerzett szerte a világon. A két csillagközi objektum együttesen vizsgálja felül, mit tudnak a kutatók a jeges testekről, amelyek a Tejútrendszer szerint elképzelhetetlen 10 26 darabot tartalmaznak.
Közülük sokan vélhetően az űrben sodródnak a fiatal csillagok pályáján, ahol lapított törmelékfelhőkben gyűlnek össze, amelyekben bolygók is kialakulnak. 1I/'Oumuamua és 2I/Borisov lehetővé teszi az első pillantást ezen objektumok fizikájára és kémiájára. Más bolygórendszerek hírvivőinek felhasználásával a tudósok megvizsgálhatják, hogy a Naprendszer egyedi-e, vagy pedig megosztja-e építőköveit a Tejútrendszer más bolygórendszereivel.
Mivel a csillagászok észrevették a 2I/Boriszovot a Naprendszerbe vezető úton, sok hónapjuk van az üstökös tanulmányozására - ellentétben az 1I/'Oumuamuával, amelyet csak távozásakor fedeztek fel, és ezért csak felületes pillantással rendelkeznek dobhatott. Emiatt a szakértők azt várják, hogy sokkal többet megtudhatnak például a 2I/Boriszovtól, milyen kémiai vegyületekből áll a jeges szíve. Soha nem tudták ezt megtenni olyan tárgyakkal, amelyek egy másik csillag körül keletkeztek.
És ahogy a távcsövek továbbra is halvány, gyorsan mozgó tárgyakat keresnek az égen, a kutatók abban reménykednek, hogy az elkövetkező években még számtalan csillagközi betolakodót fedezhetnek fel. "Nagyon jó látni, hogy hirtelen kinyílik egy ablak, és új terület jelenik meg" - mondja Michele Bannister, a belfasti Queen's University bolygókutatója.
A porban született
A csillagközi látogatók élete valószínűleg a fiatal csillagok körül kialakuló gáz- és porkorongban kezdődött. Valamikor a jeges szemcsék összetapadtak, és egyre nagyobb testeket képeztek. A bolygók ugyanezen régiókban is növekednek, és ütközések és gravitációs mozgások nyomják őket a csillag körüli pályáról a másikra.
A bolygók, mint egy jégesőkupacon át küzdő hóeke, áttolják magukat a jégdarabok felhőjén. Szimulációk szerint a bolygók a testek több mint 90 százalékát kidobják csillaguk hatásterületéről a csillagközi térbe. Ott magányosan sodródnak, amíg a véletlenek elég közel hozzák őket egy másik csillaghoz. Aztán rövid látogatást tesznek, vonzza őket a gravitáció.
Valójában a csillagászok úgy gondolták, hogy az első csillagközi tárgy, amelyet láttak, olyan, mint egy tipikus üstökös. A Naprendszer üstökösének nagy része az Oort felhőből származik, egyfajta kozmikus jégsivatagból, amely körülbelül 1000-szer távolabb van a naptól, mint a Plútó. Hébe-hóba valami kidobja az üstökösök egyikét pályájáról, és a Nap felé küldi. Amikor közeledik hozzá és felmelegszik, magja port és gázt szór ki, amelyek egy klasszikus üstökös farkát képezik.
De amikor megjelent az első csillagközi látogató, teljesen másképp nézett ki. A hagyományos üstökösökhöz képest az I/'Oumuamua apró volt - mindössze 200 méter széles - és sziklás. Alakja szivarra hasonlított, és a mérési adatok közös értelmezése szerint össze-vissza zuhant. A tudósok ennél többet nem tudhattak meg, mielőtt 1I/'Oumuamua elhagyta a Naprendszert.
Egy szivar és egy közönséges üstökös
Ezzel szemben a 2I/Boriszov úgy néz ki, mint egy közönséges üstökös. A kutatók pedig csak most kezdik jobban figyelni őt. "Nagyon érdekel bennünket a kémiai összetétel, hogy megkülönböztessük-e a Naprendszerét" - mondja Karen Meech, a honolului Hawaii Egyetem asztrobiológusa. Eddig annyi minden világos: a 2I/Boriszov vöröses színű és folyamatosan permetezi a porszemcséket. Magja viszonylag kicsi, talán csak egy kilométer széles, de ez a Naprendszer üstökösével is megtörténhet.
"Az 1I/'Oumuamua után teljesen át kellett gondolnunk a csillagközi tárgyakról alkotott elképzelésünket" - mondja Matthew Knight, a Marylandi Egyetem üstökösspecialistája. "De az eddigi második látogató úgy néz ki, mint amit elvárhatnánk egy másik bolygóról kidobott üstököstől." Ez megnyugtató, gondolja Knight. Mert azt sugallja, hogy a csillagrendszerek, amelyekben az idegen világok kialakulnak, nagyon hasonlóak lehetnek a miénkhez.
A 2I/Boriszov új mérési adatai nem sokáig vártak a felfedezés után. Alig három héttel az első látomás után a csillagászok az üstökös felé mutattak a Kanári-szigeteken található 4,2 méteres William Herschel távcsővel, és felfedezték az égitest magjától távol áramló cianid gázmolekulákat. Először alkalmazták földönkívüli látogatóból a Naprendszerbe áramló gáz kimutatására.
Október 11-én egy másik kutatócsoport 3,5 méteres távcsövet használt Új-Mexikóban, és oxigént talált, amely szintén Boriszovig nyúlik vissza. A gáz valószínűleg az üstökös magjában feltörő vízből származik - ez az első felfedezés egy idegen csillagrendszerből származó vízről, amely behatolt a mieinkbe. Az üstökösről permetező cianid és víz mennyisége azonban nem jelent nagy meglepetést: hasonlóak ahhoz, mint amit a csillagászok sok más üstökösnél láttak.
A kutatók remélik, hogy további molekulákat fedeznek fel a 2I/Boriszov körül, például szén-monoxidot. Ahogy közelebb kerül a Naphoz, világosabbá válik, mennyire hasonlít a Naprendszer rokonaihoz.
Az első megfigyelések már azt mutatják, hogy a 2I/Boriszov viszonylag kevés szénlánc-molekulát tartalmazhat. A Naprendszer üstökösének mintegy 30 százaléka hasonlóan alacsony szén-dioxidot tartalmaz. Általában a nap közeléből származnak, és nem a távoli Oort felhőből.
A hónapok során a csillagászok arra számítanak, hogy a 2I/Boriszov újabb és újabb megfigyelései kibővítik a bolygóképző korong megértését, amelyben az üstökös vélhetően kialakult. "Izgalmas lesz látni, hogy más rendszerek építőkövei miként hasonlítanak a miénkhez" - mondja Malena Rice, a Connecticuti New Haven-i Yale Egyetem PhD-hallgatója.
A kutatók azt is remélik, hogy lassan kiderítik, milyen utak járhattak a csillagközi tárgyak az űrben, mielőtt megjelentek a Naprendszerben. Becslések szerint amint az objektumok a galaktikus központ körül keringenek, sokféle erőnek vannak kitéve, ideértve esetenként más csillagokkal való találkozást vagy galaktikus árapályt is.
Egyes tudósok megpróbálták kiszámolni, hogy mely csillagok alakulhattak ki 1I/'Oumuamua és 2I/Borisov. De nehéz visszakeresni a pályájukat - ez olyan, mintha megpróbálnánk kikövetkeztetni, hogy hol kezdődött a kocsmamászás a londoni kocsmamászás utolsó sávjától.
Több más csillagközi látogató szunnyad a levéltárban?
Más kérdés, hogy mikor várhatjuk a következő csillagközi látogatót, és mennyiben különbözik az 1I/'Oumuamuától és a 2I/Boriszovtól. Több évtizedes sikertelen keresés után a tudósok nem számítottak két felfedezésre ilyen gyors egymásutánban. "Zavart vagyok és csodálkozom, hogy a második tárgy ilyen gyorsan megjelent" - mondja Robert Jedicke, a Hawaii Egyetem aszteroida szakembere, aki megpróbálta kiszámítani a csillagközi látogatók gyakoriságát. "Olyanok, mint a buszok" - teszi hozzá Alan Fitzsimmons, a Queen's University Belfast. "Korosztályokat vársz, míg eljön egy, majd kettő szinte egyszerre jelenik meg".