eso2106hu — Tudományos közlemények

Az első csillagközi üstökös valószínűleg az eddig talált legősibb is egyben

2021. március 30.

Az Európai Déli Obszervatórium (ESO) VLT távcsőegyüttesével végzett új megfigyelések szerint a Naprendszerbe érkezettek közül eddig felfedezett két csillagközi látogató egyike, a másodikként talált 2I/Borisov a valaha megfigyelt egyik legősibb üstökös lehet. A kutatók úgy vélik, hogy soha nem járt csillag közelében, így háborítatlanul megőrizte azt a gázt és port, amelyből kialakult.

A 2I/Borisov üstököst Gennagyij Boriszov amatőrcsillagász fedezte fel 2019 augusztusában, néhány héttel később pedig azt is megerősítették, hogy a Naprendszeren kívülről érkezett. „A 2I/Borisov a valaha észlelt üstökösök legősibb példánya lehet” – mondja Stefano Bagnulo (Armagh Observatory & Planetarium, Észak-Írország, Egyesült Királyság), a Nature Communications folyóiratban ma közzétett tanulmányt megalapozó kutatás vezetője. A csoport úgy véli, az üstökös soha nem járt más csillag közelében azt megelőzően, hogy 2019-ben elrepült a Nap mellett.

Bagnulo és kollégái az ESO Chile északi részén működő VLT távcsőegyüttesének FORS2 műszerét  használták, hogy polarimetriai mérésekkel részletesen tanulmányozzák a 2I/Borisov üstököst [1]. Mivel ezt a technikát rendszeresen alkalmazzák a Naprendszer üstököseinek és kis égitestjeinek vizsgálatakor is, a kutatócsoport össze tudta hasonlítani a csillagközi látogatót a saját, helyi üstököseinkkel.

A kutatók azt találták, hogy a 2I/Borisov polarimetriai jellemzői eltérnek a Naprendszer üstököseinek megfelelő paramétereitől, kivételt egyedül a Hale–Bopp képez. A Hale–Bopp-üstököst az 1990-es évek második felében élénk érdeklődés övezte, mivel szabad szemmel is könnyen meg lehetett figyelni, és az addig ismert üstökösök közül az egyik legősibb példány volt. Úgy gondolták, hogy a legutóbbi perihéliumátmenete előtt mindössze egyszer járt a Nap közelében, így a napszél és a sugárzás alig hagyott nyomot rajta. Ősi volta azt jelenti, hogy összetétele nagyon hasonló annak a gáz- és porfelhőnek az összetételéhez, amelyből a Naprendszerrel együtt nagyjából 4,5 milliárd évvel ezelőtt létrejött.

A polarizációs mérések és az üstökös színadatainak elemzése alapján a kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy a 2I/Borisov valójában még a Hale–Bopp-üstökösnél is régebbi. Ez pedig esetében is azt jelenti, hogy változatlan nyomait őrzi annak a por- és gázfelhőnek, amelyből kialakult.

„A tény, hogy a két üstökös ennyire figyelemreméltóan hasonló egymáshoz, azt sugallja, hogy az a környezet, amelyben a 2I/Borisov létrejött, összetételében nem nagyon különbözik a korai Naprendszertől” – teszi hozzá Alberto Cellino ( INAF – Osservatorio Astrofisico di Torino, Olaszország), a tanulmány egyik társszerzője.

Az üstökösök és földközeli objektumok egyik szakértője, jelen kutatást azonban csak kívülállóként véleményező Olivier Hainaut (ESO, Németország) is egyetért ezzel. „A fő eredmény – miszerint a 2I/Borisov a Hale–Bopp-üstökösön kívül semmihez sem hasonlítható – nagyon fontos állítás” – mondja, és hozzáteszi,„valószínű, hogy hasonló körülmények között keletkeztek”.

„A 2I/Borisov felbukkanása a csillagközi térből először teremtett lehetőséget arra, hogy egy másik bolygórendszerből származó üstökös összetételét tanulmányozhassuk, és ellenőrizzük, hogy a belőle távozó anyag különbözik-e a mi helyi üstököseink anyagától” – magyarázza Ludmilla Kolokolova (University of Maryland, Amerikai Egyesült Államok), a Nature Communications-kutatás egyik résztvevője.

Bagnulo bízik benne, hogy már az évtized végét megelőzően további, még jobb lehetőség nyílik a csillagászok előtt, hogy csavargó üstököst tanulmányozhassanak. „Az ESA 2029-ben tervezi felbocsátani a Comet Interceptor űrszondát, amellyel akár el is érhetünk egy csillagközi látogatót, ha az megfelelő pályán mozog” – utal az Európai Űrügynökség eljövendő küldetésére.

Por őrzi az eredetét

Azonban földi távcsövekkel a csillagászok űrmissziók nélkül is sok mindent megtudhatnak a 2I/Borisov üstököshöz hasonló csavargók különböző jellemzőiről. „Gondoljunk bele, mekkora szerencsénk volt, hogy egy fényévekre lévő bolygórendszerből származó üstökös egyszer csak véletlenül megjelent a »kertek alatt«” – hívja fel a figyelmet Bin Yang, az ESO chilei csillagásza, aki szintén kihasználta a lehetőséget, amelyet a 2I/Borisov Naprendszeren való áthaladása nyújtott, hogy vizsgálja a rejtélyes üstököst. Az általa vezetett kutatócsoport tanulmányát a Nature Astronomy folyóirat közli.

Yang és csoportja az ESO együttműködésével üzemeltetett ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) antennarendszer, illetve szintén az ESO VLT távcsőegyüttesével gyűjtött adatok alapján a 2I/Borisov porszemcséit tanulmányozta, hogy így következtethessen az üstökös szülőrendszerében uralkodó viszonyokra.

Megállapították, hogy a 2I/Borisov kómája – az üstökös magját övező porburok – apró, milliméter vagy annál nagyobb méretű szemcséket tartalmaz. Azt is kimutatták, hogy a szén-monoxid és a víz részaránya drasztikusan megváltozott, miközben az üstökös közeledett a Naphoz. A csoport szerint – amelynek viszont Olivier Hainaut is tagja volt – ez arra utal, hogy az üstökös olyan összetevőkből áll, amelyek bolygórendszerének különböző régióiban keletkeztek.

Yang és munkatársainak megfigyelései azt jelzik, hogy a 2I/Borisov szülőrendszerében az anyagösszetétel a csillagtól kifelé haladva jelentősen változott, vélhetően óriásbolygók miatt, amelyek erős gravitációs hatása összekeveri az anyagot a rendszerben. A kutatók úgy vélik, hogy hasonló folyamat játszódhatott le a Naprendszer történetének korai szakaszában is.

A 2I/Borisov a Naprendszeren áthaladó első csavargó üstökös volt, de nem ez volt az első csillagközi látogató. A Naprendszeren átszáguldó elsőként azonosított csillagközi objektum az ʻOumuamua volt, amelyet 2017-ben szintén vizsgáltak az ESO VLT távcsőegyüttesével. Bár eredetileg üstökösként osztályozták, a kóma hiánya miatt az ʻOumuamuát később mégis inkább a kisbolygók közé sorolták.

Megjegyzés

[1] A polarimetria a fény polarizációjának mérése. A fény különböző szűrőkön – például napszemüvegek lencséin – vagy adott esetben üstökösanyagon áthaladva polarizálódik. Az üstököspor szemcséi által polarizált napfény jellemzőinek tanulmányozásával a kutatók az üstökösök fizikai és kémiai tulajdonságairól szerezhetnek bővebb ismereteket.

További információ

A közlemény első részében bemutatott kutatás eredményeit részletező szakcikk „Unusual polarimetric properties for interstellar comet 2I/Borisov” címmel a Nature Communications (doi: 10.1038/s41467-021-22000-x) folyóiratban jelent meg, míg a második részben ismertetett vizsgálatot bemutató szakcikket „Compact pebbles and the evolution of volatiles in the interstellar comet 2I/Borisov” címmel a Nature Astronomy (doi: 10.1038/s41550-021-01336-w) folyóirat közli.

Az első kutatócsoport tagjai: S. Bagnulo (Armagh Observatory & Planetarium, Egyesült Királyság [Armagh]), A. Cellino (INAF – Osservatorio Astrofisico di Torino, Olaszország), L. Kolokolova (Department of Astronomy, University of Maryland, Amerikai Egyesült Államok), R. Nežič (Armagh; Mullard Space Science Laboratory, University College London, Egyesült Királyság; Centre for Planetary Science, University College London/Birkbeck, Egyesült Királyság), T. Santana-Ros (Departamento de Fisica, Ingeniería de Sistemas y Teoría de la Señal, Universidad de Alicante, Spanyolország; Institut de Ciencies del Cosmos, Universitat de Barcelona, Spanyolország), G. Borisov (Armagh; Institute of Astronomy and National Astronomical Observatory, Bulgarian Academy of Sciences, Bulgária), A. A. Christou (Armagh), Ph. Bendjoya (Université Côte d'Azur, Observatoire de la Côte d'Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange, Nice, Franciaország) és M. Devogele (Arecibo Observatory, University of Central Florida, Amerikai Egyesült Államok).

A második kutatócsoport tagjai: Bin Yang (European Southern Observatory, Santiago, Chile [ESO Chile]), Aigen Li (Department of Physics and Astronomy, University of Missouri, Columbia, Amerikai Egyesült Államok), Martin A. Cordiner (Astrochemistry Laboratory, NASA Goddard Space Flight Centre, Amerika Egyesült Államok és Department of Physics, Catholic University of America, Washington, DC, Amerikai Egyesült Államok), Chin-Shin Chang (Joint ALMA Observatory, Santiago, Chile [JAO]), Olivier R. Hainaut (European Southern Observatory, Garching, Németország), Jonathan P. Williams (Institute for Astronomy, University of Hawai‘i, Honolulu, Amerikai Egyesült Államok [IfA Hawai‘i]), Karen J. Meech (IfA Hawai‘i), Jacqueline V. Keane (IfA Hawai‘i) és Eric Villard (JAO és ESO Chile).

Az ESO a legfontosabb kormányközi csillagászati szervezet Európában, és messze a legeredményesebb földfelszíni csillagászati obszervatórium az egész világon. Tizenhat tagország támogatja: Ausztria, Belgium, Csehország, Dánia, az Egyesült Királyság, Finnország, Franciaország, Hollandia, Írország, Lengyelország, Németország, Olaszország, Portugália, Spanyolország, Svájc és Svédország. Ezt a sort egészíti ki az ESO obszervatóriumainak befogadóországaként Chile, valamint stratégiai partnerként Ausztrália. Az ESO ambiciózus programjának fő célkitűzése hatékony földi megfigyelő műszerek tervezése, kivitelezése és működtetése annak érdekében, hogy a csillagászok élvonalbeli fontos tudományos felfedezéseket tehessenek. Az ESO vezető szerepet játszik csillagászati együttműködések elősegítésében és szervezésében. Az ESO három világszínvonalú megfigyelő helyet tart fenn Chilében. Ezek: La Silla, Paranal és Chajnantor. Paranalon üzemel a Nagyon Nagy Távcső (VLT), a világ legkorszerűbb, látható hullámhossztartományban üzemelő csillagászati obszervatóriuma, és két égboltfelmérő távcső, az infravörös hullámhossztartományban működő VISTA és az optikai tartományban érzékeny VLT Égboltfelmérő Távcső. Szintén a Paranalon fogja elhelyezni és üzemeltetni az ESO a Déli Cserenkov Távcsőrendszert (CTAS), a világ legnagyobb és legérzékenyebb gammasugárzás-obszervatóriumát. Az ESO vezető résztvevő az ALMA-együttműködésben, ami jelenleg a legnagyobb létező csillagászati projekt. Mindezeken túl épül már a Paranalhoz közeli Cerro Armazones tetején az ESO 39 méteres Rendkívül Nagy Távcsöve (ELT) is. Ez lesz a világ „égre néző legnagyobb szeme”.

Az ALMA az európai ESO, az Amerikai Egyesült Államokbeli U.S. National Science Foundation (NSF) és a japán National Institutes of Natural Sciences (NINS) együttműködésében, a Chilei Köztársasággal közösen valósult meg. Az ALMA működését a tagállamai részéről az ESO, az NSF együttműködésben a kanadai National Research Council of Canada-val (NRC), a tajvani National Science Council of Taiwan (NSC) és a NINS együttműködésben a tajvani Academia Sinica-val (AS) és a Korea Astronomy and Space Science Institute-tal (KASI) finanszírozza. Az ALMA építését és működtetési feladatait a tagállamai részéről az ESO, Észak-Amerika részéről az Associated Universities, Inc. (AUI) által fenntartott National Radio Astronomy Observatory (NRAO), valamint Kelet-Ázsia részéről a National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) látja el. A Joint ALMA Observatory (JAO) irányítja az ALMA építését, az üzembe helyezését és működtetését.

Linkek

·      Szakcikkek:

◦       Bagnulo et. al, Nature Communications

◦       Yang et. al, Nature Astronomy

·      Képek a VLT-ről

·      Képek az ALMA-ról

·      Kutatóknak: Van érdekes eredménye? Küldje el nekünk!

Kapcsolat

Stefano Bagnulo
Armagh Observatory and Planetarium
Armagh, UK
Telefon: +44 (0)28 3752 3689
E-mail: Stefano.Bagnulo@Armagh.ac.uk

Alberto Cellino
INAF Torino
Turin, Italy
Telefon: +39 011 8101933
E-mail: alberto.cellino@inaf.it

Ludmilla Kolokolova
Department of Astronomy, University of Maryland
College Park, Maryland, USA
Telefon: +1-301-405-1539
E-mail: lkolokol@umd.edu

Bin Yang
European Southern Observatory
Santiago, Chile
E-mail: byang@eso.org

Olivier Hainaut
European Southern Observatory
Garching bei München, Germany
Telefon: +49 89 3200 6752
Mobil: +49 151 2262 0554
E-mail: ohainaut@eso.org

Bárbara Ferreira
European Southern Observatory
Garching bei München, Germany
Telefon: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 00
E-mail: press@eso.org

Connect with ESO on social media

Ez az ESO eso2106 sz. sajtóközleményének fordítása

A sajtóközleményről

Közlemény száma:eso2106hu
Név:2I/Borisov
Típus:Milky Way : Interplanetary Body : Comet
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, Very Large Telescope
Instruments:FORS2
Science data:2021NatCo..12.1797B

Képek

A 2I/Borisov csillagközi üstökös VLT-vel rögzített képe
A 2I/Borisov csillagközi üstökös VLT-vel rögzített képe
Fantáziarajz a 2I/Borisov csillagközi üstökös felszínéről
Fantáziarajz a 2I/Borisov csillagközi üstökös felszínéről
Fantáziarajz a 2I/Borisov csillagközi üstökös felszínéről (közeli)
Fantáziarajz a 2I/Borisov csillagközi üstökös felszínéről (közeli)

Videók

Az első csillagközi üstökös valószínűleg az eddig talált legősibb is egyben (ESOcast 236 Light)
Az első csillagközi üstökös valószínűleg az eddig talált legősibb is egyben (ESOcast 236 Light)
A 2I/Borisov csillagközi üstökös pályájának animációja
A 2I/Borisov csillagközi üstökös pályájának animációja
A 2I/Borisov csillagközi üstökös felszíne – művészi animáció
A 2I/Borisov csillagközi üstökös felszíne – művészi animáció