A külső Naprendszer még meglepetéseket tartogat

A második Kuiper-övtől az X-bolygóig

Miközben a csillagászok már az idegen naprendszereket is kutatják, s egyre több információt gyűjtenek róluk, saját Naprendszerünkről sem feledkeznek meg, már csak azért sem, mert még nem térképeztük fel teljesen külső tartományait.

A Neptunuszon túl található az üstökösmagoknak, törpebolygóknak és aszteroidáknak otthont adó Kuiper-öv, valamint az ún. szórt korong. Az utóbbi egy kis- és törpebolygókkal gyéren benépesített övezet, melynek belső határa 30 csillagászati egységre (CSE) található, így belenyúlik a Kuiper-övbe, külső határa viszont akár 1 000 CSE-ig is elnyúlhat, mivel objektumai roppant elnyújtott ellipszis alakú pályákon keringenek. (Egy csillagászati egység a közepes Nap–Föld-távolsággal egyenlő, azaz 149 597 870,700 km.) A Kuiper-öv pedig 30 CSE-nél kezdődik, és 50 CSE-nél végződik. Legalábbis mostanáig így tudtuk. Az amerikai New Horizons-űrszonda és a Japán Subaru optikai távcső felfedezései azonban felülírják korábbi ismereteinket.

A New Horizons 2006-ban indult útjára, és 2015-ben érte el fő célpontját, a Kuiper-öv eddigi tudásunk szerint legnagyobb égitestét, a Nap körüli pályáján akkor 32,9 CSE távolságra tartózkodó Plútót, valamint holdrendszerét, majd folytatva a Naprendszer végvidékének kutatását 2019-ben elrepült a központi csillagunktól akkor 43,4 CSE-re lévő Arrokoth kisbolygó mellett. Jelenleg már mintegy 60 CSE-re eltávolodott a Naptól, tehát el kellett, hogy hagyja a Kuiper-övet, ám érzékelői folyamatosan port jeleznek, ami közeli égitestek jelenlétére utal, ugyanis a por ezek ütközéseiből származik. Az objektumok távolságát az előzetes becslések több mint 60 CSE-re tették, s két elmélet is felvetődött. Az egyik szerint maga a Kuiper-öv nagyobb, mint amekkorának korábban ismertük. Megjegyzendő, hogy más naprendszerekben a hasonló övezetek szélessége több száz CSE. A másik hipotézis szerint viszont a Kuiper-övön túl van második Kuiper-öv is. A csillagászok a New Horizons röppályáját figyelembe véve, a 8,2 méteres Subaru-távcső érzékeny és nagy látómezejű kamerájának a segítségével több száz kombinált felvételt készítettek az éjszakai égboltról, s a jelzett helyen fel is fedeztek 12 kis égitestet. A teleszkóp nagy látómezejű kamerájával aztán új objektumokat kerestek az űrszonda számára, hogy a New Horizons a kamerájával távolról lefényképezze azokat, a szükséges pályamódosítások révén pedig néhány kiválasztott égitest mellett el is repüljön. Ezzel együtt a Subarut működtető csillagászok új képfeldolgozási módszert is kidolgoztak a távoli, kicsiny, halvány objektumok kimutatására, s az amúgy is nagy méretű teleszkóp az új módszer segítségével eddig 239 égitestet fedezett fel a Kuiper-övben és azon túl. Pályahajlásuk az ekliptika síkjához közeli értékektől a 75 fokos elhajlásig terjed. A Naptól mért távolságuk 20 és 160 CSE között mozog. Többségük a Kuiper-övben kering, ám kisebb részük – megannyi aszteroida és néhány törpebolygó – egy új, most felfedezett övezetben, a második Kuiper-övben rója pályája kilométereit, mely zóna belső határa 70, a külső pedig 100 CSE-re található. Égitesteinek pályáját az objektumok időigényes követésével, méretüket, alakjukat, kémiai összetételüket, fényvisszaverő képességüket, színképüket, tengelyforgási idejüket pedig nagy méretű, jó képfelbontású földi teleszkópok és űrtávcsövek segítségével lehet majd megállapítani.    

Amúgy más naprendszerekben is több, kis méretű objektumokból álló gyűrűt fedetek fel a központi csillag körül. Például a tőlünk 10 fényévre lévő Epszilon Eridani csillag esetében rábukkantak egy belső kisbolygóövezetre, mely nagyjából három CSE-re helyezkedik el központi csillagától, akárcsak a mi belső aszteroidagyűrűnk a Naptól. Kb. 20 CSE távolságban még egy kisbolygóövet is felfedeztek. Még messzebb pedig egy üstökösmagokból álló széles gyűrűt mutattak ki, melynek belső pereme 35, míg a külső 90 CSE-re található az Epszilon Eridanitól.

De visszatérve a Naprendszerünkhöz… Több jel arra utal, hogy külső részén létezik egy felfedezésre váró nagybolygó, az X-planéta. A szórt korongban 2004-ben felfedezett Sedna törpebolygó szokatlan pályája arra engedett következtetni, hogy egy távoli nagy méretű égitest befolyásolja a mozgását. 2014-ben a Kuiper-övben rábukkantak a 2012 VP113 jelű aszteroidára, melynek pályája hasonló a Sednáéhoz, majd a következő években még négy, különös mozgású kis égitestet fedeztek fel a Neptunuszon túl. 2016-ban két kutatócsoport is – nagy méretű földi távcsövek, elsősorban a Subaru segítségével – megkezdte az X-planéta keresését. Az egyiket Scott S. Sheppard, a Carnegie’s Las Campanas Observatory munkatársa és Chadwick A. Trujillo, az Észak-arizonai Egyetem kutatója, a másikat pedig Konsztantyin Batyigin és Michael E. Brown, a Kaliforniai Műszaki Egyetem két tudósa vezeti. A számítások szerint az égitest átlagos naptávolsága 500 CSE, de olyan elnyúlt pályán kering, hogy kb. 5-10 000 év alatt kerüli meg a Napot, s elnyújtott pályája is megnehezíti a megtalálását. Mérete a Föld és a Neptunusz közé esik, tömege mintegy 7–10 földtömegnyi, átmérője a földi kétszerese vagy valamivel nagyobb, s összetétele valószínűleg megegyezik a Neptunuszéval. Felfedezésében pedig nagy reményeket fűznek a jövőre Chilében működését megkezdő Vera C. Rubin Obszervatóriumhoz, mely kifinomult detektoraival minden eddiginél pontosabb képet fog alkotni a Naprendszerről.

Az X-bolygó megtalálása az évszázad egyik legnagyobb csillagászati eredménye lenne. A második Kuiper-öv felfedezése, égitesteinek kutatása (és az első Kuiper-öv objektumainak a folytatódó vizsgálata) pedig nagy léptekkel viszi majd előre a külső Naprendszer feltárását.

Lajos Mihály