2020.04.21.

Feltárult a csillagközi üstökös, a 2I/ Borisov összetétele és lehetséges eredete

A 2019. augusztusában felfedezett üstökösről, amelyről a pályaadatai alapján hamar kiderült, hogy csillagközi eredetű, a Hubble Űrtávcső és az ALMA rádióteleszkóp-rendszere segítségével végzett vizsgálatok alapján jelentősen bővült a tudásunk.

Az ALMA 2019. december 15-16-án végzett megfigyeléseket a csillagközi üstökösön, a Hubble pedig 2019. december 11 és 2020. január 13 között, három alkalommal mérte a Borisovot, s annak, a Naphoz közel szublimálódó és kiáramló illó anyagaiban bekövetkező változásokat.

Minden üstökös a szülő csillagának bolygórendszere korai összetételét tükrözi, magjába zárva azokat az anyagokat, amelyekből a rendszer felépült. Míg a saját üstököseink a Naprendszer ősi összetételéről árulkodnak, addig az idegenből idelátogatók, mint a 2I/Borisov is, a saját csillaguk körüli körülmények kémiai nagyköveteként utaztak át időn és téren, s valódi kincseket hoznak magukkal egy olyan világból, amelyet még a modern technikánkkal sem tudunk elérni.
A vizsgálatok legfontosabb felfedezése az üstökös összetételének szokatlan volta. Az üstökösben két gázt, hidrogén-cianidot, és szén-monoxidot tudtak kimutatni, azonban a hasonló naptávolságból (kb. 300 millió km) megfigyelt Naprendszer-béli üstökösökhöz képest igencsak bővelkedik a szén-monoxidban, jóval több volt benne e gázból, mint a vízből, a Hubble ultraibolya spektroszkópja és az ALMA segítségével végzett mérések alapján.

A mérések alapján 50%-kal több a szén-monoxid a Borisovból kiáramló gázokban, mint a víz, és ez az arány kb. a háromszorosa annak, amit valaha is mértünk a saját üstököseinkben, amelyek a Naprendszer belsőbb régiója felé vették útjukat. (A vízmennyiség mérését a NASA Neil Gehrels-Swift nevű űrtávcsöve végezte el, párhuzamosan a Hubble méréseivel. Az ALMA mérései alapján a Borisovba zárt szén-monoxid mennyisége 9-26-szorosa az átlag Naprendszer-béli üstökösének.
A hidrogén-cianid mennyisége a mérések alapján hasonló ahhoz, amit a hazai üstökösökben is találunk.

Mivel a szén-monoxid rendkívül illékony, ezért nincs szükség túl sok napfényre ahhoz, hogy kellően felmelegedve egy üstökösmag fogságából, szilárd állapotából gázzá válva távozzon. Naprendszerünkre vetítve ez úgy fest, hogy a szén-monoxid nagyjából a Pluto legnagyobb távolságának kétszeresénél elillan, míg a víz ilyetén viselkedéséhez már az aszteroidaöv belső pereméig kell jutnia a kérdéses égitestnek, amely magával hordozza. A Borisov esetében a szén-monoxid jég viszont az üstökös magjába zártan utazott a Naprendszer belsőbb régióiba, s csak akkor tudott kiszabadulni, amikor a mag külső rétegét képező vízjég elillant.

Amikor a Borisov távolodni kezdett a Naptól, a belőle kiáramló szén-monoxid nem csökkent oly mértékben, ahogy elvárták volna a saját üstököseink viselkedése alapján. Ebből arra lehetett következtetni, hogy olyan ősi rétegek tárultak fel az üstökösben, amelyek a keletkezésének eredeti körülményeit, eredeti összetételét tükrözik. A különösen nagy mennyiségű szén-monoxid miatt igen valószínű, hogy a Borisov egy hűvös vörös törpecsillag rendszerében született (a vörös törpék a leggyakoribb csillagok a galaxisunkban), mégpedig annak is egy külső, igen hideg, a mi Kuiper-övünkre hasonlító régiójában. A csillaga körüli szénben gazdag jeges anyagkorong lehetett a Borisov eredeti otthona, ahonnan valamely nagy méretű égitest gravitációs zavarás hatására kidobódott. A vörös törpék körül számos esetben keringenek megfelelő távolságban olyan nagy bolygók e hideg, jeges területeken, ahol a szén-monoxid jég formájában van jelen (a CO fagyáspontja -205°C, vagyis ennél alacsonyabb hőmérséklet uralkodott a „szülőszobán”). Egy Jupiter nagyságú bolygó, amely a rendszer belseje felé mozdult el, könnyedén kilökhetett számos, a Borisovhoz hasonló üstököst a saját rendszeréből.

Az ALMA által megfigyelt fiatal csillagok körüli protoplanetáris korongok sok esetben olyan régiókba nyúlnak ki, ahol a Borisov feltételezett keletkezési körülményeihez elegendő hideg van, vagyis jóval hidegebb, mint a saját üstököseink keletkezésekor lehetett.
Mivel a 2I/Borisov csupán a második csillagközi üstökös, amelyet volt szerencsénk felfedezni, miközben Naprendszerünket meglátogatta, nem lehet egyelőre megmondani, hogy a most feltárt tulajdonságok vajon mennyire tekinthetőek általánosnak. Modellszámítások alapján a távolról Naprendszerünkbe látogató, csillagközi üstökösök nem is oly ritkák, mint gondolnánk, így remélhetőleg lesz még a közeljövőben alkalom újabb, összehasonlításokra alkalmas vizsgálatokat végezni a következő „nagykövetek” összetételét megmérve. Az ilyen mérések nagymértékben kiegészítik, pontosítják a távérzékeléssel nyert információinkat más csillagok körüli bolygórendszerek kialakulási körülményeiről.

A vizsgálatról készült tanulmány a Nature Astronomy április 20-i számában jelent meg.

Cikk1, cikk2 és cikk3

Landy-Gyebnár Mónika
(További fordítások a szerzőtől facebookon:  Égen – Földön – Föld alatt)

4.5/5 (2)

Értékelés

About the Author: