Magyar kutatók fejtették meg a Neptunusz holdjának titkait

Fantáziarajz a Neptunuszról

Hazai kutatók fényt derítettek a közelmúltban a Neptunusz harmadik legnagyobb holdjának, a Nereidának néhány titkára a Kepler-, a Herschel- és a Spitzer-űrtávcsövek segítségével - közölte kedden honlapján a Magyar Tudományos Akadémia.

A Gerard Kuiper által 1949-ben felfedezett égitest a mai napig sok furcsaságot rejt, például nagyon elnyúlt és ferde pályán kering a bolygója körül. A mozgása eredhet onnan is, hogy a Kuiperről elnevezett külső kisbolygóövből fogta be a Neptunusz, de az is lehetséges, hogy a bolygóval együtt született, csak a szintén befogott Triton hold lökte odébb, amikor az megérkezett.

A Nereida a Voyager-2 felvételén. A Nap bal oldalról világítja meg, tehát egy félholdat látunk Forrás: NASA / JPL

Emellett a forgásáról is ellentmondó megfigyelések születtek a földi távcsövekkel: egyes szerzők szerint csak kis mértékben változik a fényessége, ahogy a tengelye körül forog,

mások szerint viszont időről-időre jelentősen felfényesedett.

A kérdések megválaszolása nem tűnt könnyűnek.

A legjobb képeken is alig látszik

A Nereida nagyon messze kering a Neptunusztól, távolsága 1,3 és 9,6 millió km között változik. Ennek is köszönhető, hogy amikor a Voyager-2 űrszonda 1989-ben elrepült a bolygó mellett, a Nereidát csak nagyon messziről látta, és

a legjobb képeken sem látszik több egy néhány pixeles, elnyúlt foltnál.

Ugyanakkor a nagy távolság lehetővé teszi, hogy földi műszerekkel vagy űrtávcsövekkel is könnyen megfigyelhető legyen, és ne vesszen el a bolygó fényében.

A Neptunusz és a Nereida szerencsés módon beleesett a Kepler űrtávcső egyik K2 kampányának látómezejébe, és 67 napon át folyamatosan gyűltek róluk a fényességmérések.

A Neptunusz és a Triton Forrás: Voyager 2, NASA

A hold fényváltozásait a magyar Kepler Naprendszer-kutatócsoport tagjai sikerrel kimérték, és minden eddiginél pontosabban meghatározták a hold forgási periódusát, amely 11,6 órának adódott. A hold fényessége csak kis mértékben változott, nyoma sem volt nagy kifényesedéseknek.

A következő videón a Neptunusz és a Nereida halad a Kepler látómezejében. A csillagokat levonták a képekről, a többi mozgó pont pedig főövbeli kisbolygók nyoma.

Pontos paramétereket modelleztek

A Kepler azonban csak a hold felszínéről visszaverődött fény mértékét tudta érzékelni. A napfény egy részét a hold elnyeli, amit aztán hősugárzásként látunk viszont. A visszavert és elnyelt fény arányának mérése sokat elárul egy égitest szerkezetéről. A

Nerediát az amerikai Spitzer-űrtávcső 2005-ben, az európai Herschel-űrtávcső pedig 2012-ben figyelte meg,

összesen négy különböző hullámhosszon. Az infravörös adatok segítségével lehetőség nyílt a hold termofizikai modellezésére, vagyis olyan paraméterek meghatározására, mint a Nereida pontos mérete, alakja, a hőtehetetlensége és a felszínének jellemző durvasága.

Mérsékelten elnyúlt, nem teljesen gömbszerű

A részletes modellezés eredményei alapján a Neredia egy nem túl elnyúlt, de még nem is teljesen gömbszerű égitest, átlagosan 345 kilométeres átmérővel. A felszíne nagyon durvának tűnik, vélhetően teljesen telített lehet mély, meredek falú kráterekkel, valahogy úgy, mint a Hyperion, a Szaturnusz egyik holdja.

A Nereidára számolt alak- és hőmérsékletmodell, illetve a Cassini-űrszonda felvétele a Hyperion nevű holdról Forrás: Kiss et al. / NASA/JPL/SSI

Az elnyúltságot és kráterezettséget a Hyperion esetén a hold nagyon porózus szerkezetével magyarázták: ez alapján elképzelhető, hogy

a Nereida sem egyetlen nagy, összefüggő jég- és kőtömb,

hanem sok üreget és törmeléket tartalmazó égitest, amelyet a saját gravitációja tart egyben

Az eredmények igazolták a missziót

A megfigyelések a kis Neptunusz-hold számos tulajdonságára fényt derítettek, és fényesen igazolták, hogy a K2-misszió, különösen az infravörös űrtávcsövek adataival kiegészítve, váratlan, de fontos szereplője lett a Naprendszer kutatásának. A magyar kutatócsoport az eredményeken felbuzdulva további kis égitestek és holdak megfigyelését is megpályázta a Kepler-űrtávcsővel.

Fantáziarajz a Neptunuszról Forrás: Origo

A Kiss Csaba (MTA Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpontja) vezette kutatás eredményeit bemutató szakcikket a Monthly Notices of the Royal Society szakfolyóirat fogadta el közlésre.