Hihetetlen felfedezés a Hubble Űrtávcsővel

Amerikai és izraeli kutatók vizsgálatai szerint a Neptunuszon túli Kuiper-öv eddigi legkisebb tagját sikerült kimutatni egy csillag előtti áthaladás detektálásával.

A központi csillagunktól 30-60 Csillagászati Egységnyi (CSE) távolságban elhelyezkedő Kuiper-öv Naprendszerünk egyik legizgalmasabb, ugyanakkor igen nehezen vizsgálható tartománya. A Neptunusz pályáján túl elhelyezkedő övezetben valószínűleg töb százezer, vagy akár több millió aszteroida és üstökösmag található, melyek közül jó pár megközelítheti, vagy akár meg is haladhatja a Pluto méretét (utóbbira eddig egy eset ismert).

A nagy távolság és a kis méretek miatt az itt található égitestekről visszaverődő napfény Földünkről nagyon halványnak látszik, így "hagyományos" módon a 40-50 km-nél kisebb átmérőjű objektumok felfedezésére a jelenlegi technológiánkkal (különösen látható tartományban) kevés esély kínálkozik. A Kuiper-öv kialakulásának és dinamikájának megismeréséhez ugyanakkor fontos lenne, hogy az itt lévő égitestek méreteloszlását legalább jó közelítéssel meg lehessen becsülni. Egyes elméletek alapján a Kuiper-objektumok ütközései jelentős mennyiségű törmelékanyagot (azaz 1 km-nél kisebb átmérőjű szikladarabokat) produkálhattak; de az ebbe a méretkategóriába eső aszteroidák kimutatása talán még a jelen és a közeljövő nagy, infravörös űrtávcsöveinek (Herschel, James Webb Űrtávcső) is túl komoly kihívás.

Néhány kutató szerint azonban elképzelhető, hogy mégiscsak van esély a miniatűr Kuiper-objektumok megtalálására, méghozzá azok távoli csillagok előtt való átvonulásának megfigyelése révén. H. E. Schlichting (California Institute of Technology, Pasadena, USA) és munkatársai a tekintélyes Nature folyóirat december 17-i számának hasábjain tették közzé ezzel kapcsolatos, hosszas munkájuk eredményét. Az amerikai-izraeli kutatócsoport a Hubble Űrtávcső FGS (Fine Guidance Sensors) nevű navigációs műszeregyüttesének adatait vizsgálta át: a három tagból álló optikai berendezés másodpercenként 40 felvételt készít bizonyos háttércsillagokról, ezzel segítve a HST pontos tájékozódását.

A gyors mintavételezés elviekben lehetővé teszi annak a rendkívül rövid (pár tizedmásodperces) változásnak a detektálását, amit egy aszteroida átvonulása okoz egy távoli csillag fényességében. Hozzá kell tenni, hogy az 1 km nagyságrendű, vagy ennél is kisebb Kuiper-objektumok esetében nem a fedési exobolygóknál megfigyelt direkt fényességcsökkenést lehetne látni (ehhez még a Hubble detektorai sem elég érzékenyek), hanem a tőlünk pontszerűnek látszó szikladarab által okozott fényelhajlás mintázatát (hasonlóan ahhoz, hogyha egy fényforrás elé tett lapon tűvel szúrunk egy lyukat, és vizsgáljuk a keletkező elhajlási képet, ami váltakozó, sötét és világos gyűrűkből fog állni).

Schlichting és kollégái kiválasztottak egy négy és fél éves időszakot az FGS-adatsorokból, mikor a Hubble a Naprendszer fősíkjának 20 fokos környezetében vizsgálódott (a Kuiper-objektumok nagy része jó eséllyel ezen a tartományon belül látszik). Kutatásaik során sikerült találniuk egy 0,3 másodpercig tartó változást az egyik háttércsillag fényességében, melynek lefolyása nagyon hasonlít az elméletek alapján várt elhajlási mintázatéhoz. Mivel a fényelhajlási mintázat függ az azt okozó objektum távolságától és méretétől, ezért sikerült becsléseket tenni a feltételezett átvonuló égitest paramétereire. Ezek szerint egy kb. 1 km átmérőjű, Földünktől mintegy 45 CSE távolságra lévő, a fő pályasíkkal 14 fokos szöget bezáró keringési síkú aszteroidát sikerült találni, ami messze a legkisebb Kuiper-objektum lehet, amit valaha is találtak.

A feltételezett, apró Kuiper-objektum áthaladása által okozott fényelhajlás detektálása egy távoli csillag fényességében (fent), és ennek művészi illusztrációja (lent) (H. E. Schlichting és mtsai / NASA).

Az eredmény lenyűgözőnek hangzik, ha valóban egy ilyen távoli parányt sikerült felfedezni - ugyanakkor mivel csak egyetlen, pillanatszerű detektálásról van szó (bár a kutatók eleve nem vártak nagy számú észlelést), alaposan meg kell vizsgálni, hogy valóban nem valamilyen más ok (pl. műszeres effektus) áll a háttérben. Ez ellen a legjobb bizonyíték az lenne, ha további, hasonló jelenségeket sikerülne megfigyelni.

Forrás: Hubble Newscenter, 2009.12.16.
Szerző: Szalai Tamás
http://hirek.csillagaszat.hu