A trójai kisbolygók negyedének holdja is van

Kezdetben a Kepler űrtávcső egyenesen kifelé nézett a Naprendszerből az ekliptikára és a bolygók síkjára közel merőleges irányban. Ily módon egész évben meg tudta figyelni ugyanazt az égterületet, miközben a Nap és vele együtt a Naprendszer legtöbb égiteste felé az oldalával fordult. A K2 misszióban viszont már a bolygók síkjában vizsgálódik, a Nap sugárnyomása ellenében egyensúlyozva. Az új stratégia két fontos következménnyel jár: az egyik, hogy háromhavonta látómezőt kell váltania, hogy az érzékeny detektor elkerülje a Nap közvetlen fényét; a másik pedig, hogy váratlanul a Naprendszerünk is az exobolygó-vadász űrtávcső célpontjai közé került.

Ami másnak bosszúság, a magyar kutatóknak lehetőség

A Keplerrel dolgozó csillagászok többsége számára a felvételeken átszáguldó nagy- és kisbolygók csak újabb zavaró tényezőt jelentenek, amire ügyelniük kell a csillagok fényváltozásainak vizsgálatakor. Az MTA CSFK és az ELTE Gothard Asztrofizikai Obszervatórium kutatói azonban lehetőséget láttak az apró, mozgó fénypontokban. A Neptunuszon túli égitestekkel kapcsolatos munkájuk folytatásaként ezúttal főövbeli és trójai kisbolygók fényváltozásait vizsgálták két új szakcikkükben. Az adatok feldolgozásához ezúttal is a Pál András (MTA CSFK / ELTE) által kifejlesztett fitsh szoftvercsomagot használták.

A főövi (Mars és Jupiter között keringő) kisbolygók nem tartoztak a Kepler kiválasztott célpontjai közé, ezért a kutatók két nagyobb, összefüggő képrészletet, az M35 csillaghalmazt és a Neptunusz pályaívét lefedőt választották, és egyszerűen összegyűjtötték az azokon áthúzó, ismert kisbolygókat. A legtöbb aszteroidát 1–4 napig tudták követni, ami nem hangzik soknak, de jóval hosszabb a földi távcsövekkel egy-egy éjszaka gyűjthető adatsoroknál. A kutatók célkitűzése is az volt, hogy a Kepler segítségével, a földi nappalok okozta adathiányok kiküszöbölésével pontosabb forgási periódusokat határozzanak meg. És meg is tették, jóllehet a körülmények miatt erre csak a minta egy kis részénél volt lehetőség.

„Minden, az űrtávcső látómezejébe eső, ismert kisbolygó pályáját végigmértük, de a legtöbb egyszerűen túl halványnak bizonyult a Kepler számára. Az M35 halmaz igen sűrű csillagmezeje szintén csökkentette a sikeres találatok számát – mondta el Szabó Róbert (MTA CSFK), az egyik szakcikk vezető szerzője. – Ugyanakkor fontos észben tartani, hogy a Keplert egyáltalán nem ilyen kutatásokra tervezték, így a négy tucat kisbolygó, amire új forgási adatokat határoztunk meg, máris több, mint amennyire bárki számított.”

A Kepler a trójai raj közepét vette célba: a fekete pontok jelzik az észlelt kisbolygókat Forrás: Szabó, M. Gy. et al. 2016

Rengeteg apró hold a Kepler látóterében

A másik munka 56, előre kiválasztott trójai kisbolygót vett célba, amelyek az L4 vagy „görög” csoport tagjai, és a Jupiter pályáján, a bolygó előtt keringenek. Mivel ezek az égitestek már távolabb vannak a Keplertől, hosszabban, 10–20 napig lehetett őket folyamatosan megfigyelni. És ez a tény perdöntőnek bizonyult: számos kisbolygó egészen lassú, 2–15 nap közötti fényességváltozásokat mutatott. A hosszú periódusok arra utalnak, hogy a változást, amit látunk, nem is egyetlen égitest körbefordulása okozza, hanem kettő egymás körüli keringése. A megfigyelések igazolták, hogy a trójaiak 20-25%-a valójában kettős aszteroida vagy kisbolygó-hold páros. Ahogy Szabó M. Gyula (ELTE Gothard Asztrofizikai Obszervatórium), a másik szakcikk első szerzője összegezte: „A kettősség becslése hangsúlyozza a Kepler nagy erősségét, ugyanis az érdekesebb, 24–48 óránál hosszabb periódusokat nagyon nehéz a Földről detektálni.”

Nagyon gyorsan forgó trójaiakat viszont nem látott a Kepler, még a legsebesebbeknek is több mint 5 órába telik körbefordulni. Mindez arra utal, hogy a látott trójaiak jeges, porózus égitestek, inkább az üstökösökre és a Neptunuszon túli égitestekre hasonlíthatnak, mint a főövi, sziklásabb kisbolygókra. „Egy nagy darab szikla sokkal gyorsabban tud forogni, mint egy hasonló méretű kőrakás vagy jeges test, anélkül hogy darabokra törne. Az eredményeink azt a forgatókönyvet támasztják alá, hogy a trójaiak a külső Naprendszerből érkeztek, nem belülről vándoroltak kifelé” – tette hozzá Szabó M. Gyula.

Ahogy a Kepler halad előre az új programjával, egyre több naprendszerbeli égitestet – bolygókat, holdakat, kisbolygókat és üstökösöket – kap távcsővégre. Az exobolygók és csillagok tudományát megreformáló űrtávcső minden bizonnyal a Naprendszer kutatásában is nyomot fog hagyni.

Néhány trójai kisbolygó fénygörbéje. A fénygörbék alakja a kisbolygó alakjától és a Naphoz viszonyított térbeli helyzetétől függ. A (22056) jelű égitest a közel 15 napos periódus alapján vélhetően kettős égitest. Forrás: Szabó, M. Gy. et al. 2016

A kutatásban Szabó Róbert, Kiss Csaba, Kiss L. László, Pál András, Sárneczky Krisztián, Molnár László, Plachy Emese és Hanyecz Ottó, az MTA CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézet kutatói, valamint Szabó M. Gyula, az ELTE Gothard Asztrofizikai Obszervatórium kutatója vettek részt. A szakcikkek az Astronomy & Astrophysics folyóiratban fognak megjelenni, preprint változatok szabadon elérhetőek itt és itt.