Hortenzia, Gergő
-2 °C
8 °C

Látott már széteső kisbolygót?

2014.06.02. 10:44
A Hubble-űrtávcső részletes képfelvételein egy kisbolygó szétesése utáni töredék darabjai figyelhetők meg. A kisbolygó nem ütközött egy másikkal, és nem került nagybolygók árapálykeltő hatása alá, akkor mitől esett szét?

A P/2013 R3 (Catalina-PANSTARRS) katalógusjelű kisbolygó széthullását még tavaly októberben észlelték. Nem meglepő, hogy a kisbolygók szokásos jelölése helyett a P/2013 R3 üstökös elnevezést kapott: a szétesés közben keletkezett törmelékfelhő miatt egy üstökösre emlékeztet a megjelenése.

A P/2013 R3 pályája és a szétesése igen ritka a kisbolygók között, ami további nagytávcsöves megfigyelésekre ösztönözte a kutatókat. Egy kutatócsoport David Jewitt vezetésével a vizsgálathoz felhasználta

  • a hawaii-szigeteki Mauna Kea csúcsán lévő 10 méteres Keck teleszkópot, színképi megfigyelésekhez;
  • a Hubble űrteleszkóp Széleslátószögű Kameráját (WFC3), hogy az ultraibolya tartományban készíthessenek nagy felbontású fotókat;
  • a Berkeley Egyetem Katzman Automatic Imaging Telescope műszerét (Mt. Hamilton, Kalifornia), amivel folyamatos fényességméréseket végezhettek a kisbolygó töredékeinek és porkómájának fényváltozásáról.
A Hubble WFC3 jelű, széleslátószögű kamerájával 2013. október 29-én, november 15-én, december 13-án és 2014. január 14-én készített képfelvételeiből összeállított képsorozat a töredékek helyzetének változását, illetve a porfelhők és porcsóvák alakjának változásait mutatja. A képen a Nap iránya és a méretskála is fel van tüntetve (HST STScI-2014-15).
A Hubble WFC3 jelű, széleslátószögű kamerájával 2013. október 29-én, november 15-én, december 13-án és 2014. január 14-én készített képfelvételeiből összeállított képsorozat a töredékek helyzetének változását, illetve a porfelhők és porcsóvák alakjának változásait mutatja. A képen a Nap iránya és a méretskála is fel van tüntetve (HST STScI-2014-15).
Fotó: NASA

A fotometriából nyert színi és a színképi tulajdonságok alapján a P/2013 R3 egy C típusú, tehát szenet tartalmazó, szilikátos összetételű kisbolygó. A C típusú aszteroidák színképe a szenes kondrit meteoritok színképéhez hasonlít; a fényvisszaverő képességük alacsony, csak a rájuk eső fény 3-5%-át verik vissza.

A HST-vel készített képeken legalább 10 töredék figyelhető meg. Ezek sugara legfeljebb 200 méter, tehát a legnagyobb darabok futballstadion nagyságúak lehetnek. A méret meghatározásához a C típusú kisbolygókra jellemző 0,05-ös albedót tételezték fel.

A töredékek egymáshoz képest mintegy 0,2-0,5 méter másodpercenkénti, azaz 0,72-1,8 kilométeres óránkénti sebességgel mozognak, ami nagyjából egy nagyon lassan sétáló, ballagó ember haladási sebessége. Mozgásuk alapján a szétesés lehetséges időpontjára csak egy több hónapos időköz adható meg, ez valamikor 2013. február és szeptember között történhetett.

Üstökösnek látszik, mégsem az

A nagyobb törmelékdarabok körül porfelhő látszik; ezek olyanok, mintha üstökösmag-töredékek lennének. A törmelékfelhő összfelülete 21-29 négyzetkilométer, az anyag szemcséinek átlagos mérete mintegy 5 milliméter lehet. A felhő össztömege így 2 x 108 kilogrammra, azaz kétszázezer tonnára tehető.

A P/2013 R3 (Catalina-PANSTARRS) szétesett kisbolygó töredék darabjainak helyzete és porfelhőjének változásai (STScI-2014-15)
A P/2013 R3 (Catalina-PANSTARRS) szétesett kisbolygó töredék darabjainak helyzete és porfelhőjének változásai (STScI-2014-15)
Fotó: NASA

A porszemcsék kábé 1 méter másodpercenkénti, azaz 3,6 kilométer óránkénti sebességgel mozognak. A Nap sugárnyomása mozgatja őket - így alakulnak ki a törmelékdarabok porcsóvái. A porkóma összfényessége a megfigyelések néhány hónapja alatt közel állandó volt, de az egyes töredékek havonta 1 magnitúdót halványodtak, ami a méretük további csökkenésére, kisebb-nagyobb repeszdarabok leválására, további aprózódásra utal.

A spektroszkópiai megfigyelések nem mutatták ki gázok jelenlétét, tehát alapvetően porkómáról van szó. A lehetséges gáz összetevők (víz, cián) kibocsátásának mértékére csak felső határt lehetett megadni, így például vízből legfeljebb csak 1 kg áramolhat ki másodpercenként a törmelékdarabokból.

A P/2013 R3 repeszdarabjai körüli porfelhő szemcséinek lassú mozgása, valamint a por mozgatásához szükséges gázkomponens hiánya azt mutatja, hogy a P/2013 R3 kisbolygó poranyaga nem a klasszikus üstökösökre jellemző módon szabadult ki. A kisbolygókhoz hasonló pályán mozgó apró égitest nem üstökös, és nem is valamilyen belső okokra visszavezethető kitörésen esett át, mint ahogy az üstökösök szoktak.

A törmelékdarabok és a por lassú, nyugodt mozgása kizárja egy másik égitesttel való ütközés lehetőségét is. Az árapály-hatás - egy másik égitest tömegvonzása - sem jöhet szóba, mivel a P/2013 R3 pályája olyan, hogy napközelben 2,2 CsE-re, naptávolban pedig 3,8 CsE-re van a Naptól, és ez nem teszi lehetővé, hogy túl közel kerüljön a Jupiterhez vagy a Marshoz.

New YORP

A HST megfigyeléseket végző kutatócsoport a YORP-hatással magyarázza a kisbolygó felpörgését. A hatást az elméletet kidolgozó kutatók nevének kezdőbetűi (Yarkovsky, O’Keefe, Radzievskii, Paddack) után nevezték el. Eszerint a Nap sugárzása jelentősen befolyásolhatja a kisbolygók forgási sebességét, felgyorsíthatja, de akár le is lassíthatja azokat.

A P/2013 R3 (Catalina-PANSTARRS) kisbolygó szétesésének oka a YORP-hatás következtében történt “felpörgés”, a túl gyors tengely körüli forgás lehetett. A lazán összetartott kis égitest így könnyen darabjaira eshetett. (STScI-2014-15).
A P/2013 R3 (Catalina-PANSTARRS) kisbolygó szétesésének oka a YORP-hatás következtében történt “felpörgés”, a túl gyors tengely körüli forgás lehetett. A lazán összetartott kis égitest így könnyen darabjaira eshetett. (STScI-2014-15).
Fotó: NASA

A YORP-hatás lényegében a kis égitestek keringését és forgását egyaránt befolyásoló fénynyomási impulzus-effektus. A kis égitestek ugyanis a Naptól kapott hőt időkéséssel sugározzák vissza, ami fékezheti és gyorsíthatja is a forgásukat. Egy laza belső szerkezetű kisbolygó, egy törmelékhalom könnyen darabjaira eshet szét a túl gyors forgás miatt. Ilyen belső szerkezetű lehet például az Itokawa kisbolygó, amit a japán Hayabusa űrszonda közvetlen közelről tanulmányozott 2005-ben.

A P/2013 R3 (Catalina-PANSTARRS) a bolygóközi por és meteoritikus anyag egy új forrása, ami azt mutatja, hogy nem csak a klasszikus üstökösök, hanem bizonyos kisbolygók is hozzájárulnak az interplanetáris anyagok utánpótlásához, amely a belső bolygókba és a Napba ütközve folyamatosan veszít mennyiségéből.

Köszönjük, hogy minket olvasol minden nap!

Ha szeretnél még sokáig sok ilyen, vagy még jobb cikket olvasni az Indexen, ha szeretnéd, ha még lenne független, nagy elérésű sajtó Magyarországon, amit vidéken és a határon túl is olvasnak, akkor támogasd az Indexet!

Tudj meg többet az Index támogatói kampányáról!

Milyen rendszerességgel szeretnél támogatni minket?

Mekkora összeget tudsz erre szánni?

Mekkora összeget tudsz erre szánni?