Üstökösmagok lehetnek a Trójai kisbolygók

A Patroclus kisbolygó részletes vizsgálata arra utal, hogy inkább üstökösmag, mint kisbolygó lehet, és nem mai helyén jött létre. Ha ez a Trójai kisbolygóknak nevezett társaira is igaz, új elmélet szükséges ezen égitestek kialakulásának magyarázatára.

Forrás: Keck ObservatoryAz Északi Gemini teleszkóppal készült felvétel a kettős Patroclus kisbolygóról

A Trójai kisbolygók a Jupiterrel közel azonos pályán keringenek a Nap körül, a Nap felől nézve 60 fokkal az óriásbolygó előtt és mögött haladva. Viszonylag halvány objektumok, ezért nehéz őket tanulmányozni. Egyes feltételezések szerint számuk nagyságrendileg megközelítheti a fő-kisbolygóövben lévő társaikét - tehát fontos égitestcsoportot képviselnek.

Ezúttal a Keck Obszervatóriumból, egy viszonylag új módszerrel tanulmányozták egyik képviselőjüket. Az úgynevezett lézeres műcsillagot használó adaptív optikai technológia a korábbiaknál részletesebb képek készítését teszi lehetővé a Földről. A módszer lényege, hogy a távcső adaptív optikájának felülete folyamatosan alkalmazkodik a változékony légköri állapotokhoz és a turbulenciákhoz, így képes azok torzító hatását csökkenteni. A turbulenciák jellegének azonosításához azonban a vizsgált égterülethez nagyon közel egy viszonylag fényes csillag szükséges. Mivel utóbbi nem áll mindig rendelkezésre, a légkör magasabb rétegeiben lézerrel hoznak létre egy fényforrást - ez a műcsillag. Segítségével az égbolt bármely részén nagy pontossággal lehet a légkör okozta torzulásokat azonosítani, és az adaptív módszert alkalmazni.

A 617-es sorsszámú Partoclus kisbolygó egy viszonylag nagy méretű tagja a Trójaiak csoportjának. Sokáig egy kb. 150 km átmérőjű, magányos égitestnek tartották, de 2001-ben a Gemini teleszkóppal végzett megfigyelések rámutattak, hogy valójában két aszteroidából áll. Egy 76 és egy 70 km-es objektumot tartalmaz, amelyek 680 km-re keringenek egymás körül 4,3 napos periódussal. Feltehetőleg egy nagyobb égitest kettészakadásával jöttek létre, amelyet talán a Jupiter árapály ereje tépett darabokra. A páros dinamikai szempontból a földközeli kisbolygóknál megfigyelt, kettős aszterioidákra emlékeztet, amelyet a Föld, a Vénusz vagy a Mars árapály ereje szakított szét, amikor túlságosan közel haladtak el mellette.

A Mauna Keán található Keck Obszervatóriumból a 10 méteres Keck II. teleszkóppal és annak NIRC2 detektorával vizsgálták a Patroclust a közeli infravörös tartományban. A 2004 novemberében és 2005 májusában készült megfigyeléseket egy nemzetközi kutatócsoport végezte, Franck Marchis (University of California, Berkeley) vezetéséve. Céljuk a két aszteroida fizikai jellemzőinek minél pontosabb megállapítása volt. Kiderült, hogy sűrűségük mindössze 0,8 g/cm³ körüli, azaz kisebb a vízjégnél. Eszerint anyaguk az üstökösmagok laza, leginkább a porózus hóra emlékeztető anyagához hasonlíthat, ahol a térfogat felét-harmadát üregek teszik ki. A korábbi elgondolások alapján a Trójai kisbolygók, a velük szomszédos fő-kisbolygóövben keringő társaikkal együtt születtek - tehát "átlagos" kisbolygóknak tekinthetők. A Patroclus kis sűrűsége azonban arra utal, hogy anyaga inkább nagyobb naptávolságban állt össze, nagyjából abban a régióban, ahol az üstökösmagok születnek.

Fantáziarajz a Partoclus párosról (fotó: F. Marchis, J. Berthier, P. Descamps, D. Hestroffer, F. Vachier, C. Clergeon, I. de Pater)

A Patroclusnál tehát a sűrűség arra utal, hogy anyaga az üstökösmagokéhoz hasonló, és ezért mai helyénél távolabb keletkezett. A születési és jelenlegi helyzete közti különbséget az is alátámasztja, hogy kettős objektum, ami alapján a Jupiterhez egykor igen közel haladt el. Mindezek együttesen arra utalnak, hogy nem a Trójai kisbolygók mai térségében jött létre. Elképzelhető, hogy egykor a Naphoz közelebb vándorolt és a Jupiter által befogott Kuiper-objektumokkal van dolgunk. Mindezen felül a Naprendszer születésének kezdeti, kb. 500-650 millió évben, az enyhén kifelé vándorló óriásbolygók is közreműködtek a mai helyzet kialakításában. Ha ez a többi Trójai kisbolygóra is igaz, akkor azok kialakulására új magyarázat szükséges.

Kereszturi Ákos