Üstökösök

Örömében csóválja

Tudomány

Jövőre a legfényesebb üstökös lángolhat fel az égen, amelyet csak emberi szem láthatott - már ha szerencsénk lesz, s nem hullik szét a Nap közelében.

Bármennyire is azt hinnénk, hogy a szorgos csillagászok már gondosan felmérték az ég minden négyzetcentiméterét és a végtelen űr összes légköbméterét, ama bizonyos kozmikus regiszter még korántsem teljes: nap mint nap új égitestek tűnnek fel a szuper teleszkópok által rögzített égi fotókon. Szeptember 21-én például két kelet-európai tudós, a fehérorosz Vitalij Nyevszkij és a sima orosz Artyom Novicsonok új üstököst észlelt a Nemzetközi Tudományos Optikai Hálózat Kiszlovodszkban elhelyezett 40 centiméter lencseátmérőjű reflektora (speciális optikai teleszkópja) segítségével. Az eszköz nem véletlenül pásztázta az eget: ez is része az oroszok automatizált aszteroidakereső programjának. Mint kiderült, a jövevény felbukkant már kisbolygók felkutatására specializálódott amerikai teleszkópok korábbi felvételein is, melyeket újabb analízisnek vetettek alá. Az orosz kutatóhálózat nevéről ISON-nak is nevezett üstököst már másnap észlelte az olasz Remanzacco obszervatórium, a felfedezés után három nappal a Smithsonian Intézet Kisbolygó Központja pedig hivatalosan is bejelentette a kométa létezését.

Ragyogj, ragyogj csillagom!

De miért is e nagy lelkesedés, hiszen joggal gondolhatnánk, hogy évente számtalan csóvás objektummal találkozhatnak a távcsövek nagy barátai? Nos, a hivatalosan C/2012 S1 névre keresztelt üstökös úgynevezett napsúroló égi objektum, amelynek pályája mindössze 0,012 csillagászati egységnyire (ez a közepes Föld-Nap-távolságból képzett alapvető asztronómiai hosszmérték) közelíti meg Naprendszerünk éltető csillagát - ez is "csupán" 1,8 millió kilométerre lesz a Nap középpontjától. Éppen ezért, ha kibírja a Nap viszonylagos közelségéből fakadó kivételes fizikai hatásokat, akkor rendkívüli fényességgel lángol fel az égen, amint csillagunk közelében száguld - előreláthatólag jövő novemberben. Az üstökös pályájának Naphoz legközelebbi pontját, az úgynevezett perihéliumot 2013. november 28-án éri el - ha egyben marad. Ekkor éppen rendkívül nehéz lesz ugyan megfigyelni, hiszen alig egy fokra lesz a Naptól, ám amíg Nap-közelben marad (körülbelül november elejétől 2014. január közepéig), látszólagos fényessége felveszi a versenyt a legragyogóbb csillagokéval (mint például a Szíriuszéval). Ez annyit jelent, hogy ISON barátunk luminozitása a logaritmikus magnitúdóskálán negatív értéket vesz fel - márpedig e mércén a kisebb érték jelenti a nagyobb fényességet, egyegységnyi távolság a skálán pedig durván 2 és félszeres különbséget jelent. Optimista becslések szerint üstökösünk egy rövid időre -10 magnitúdónál is fényesebb lehet: akár a -16 magnitúdós szintet is elérheti. Ilyen értékek mellett csupán elméleti jelentőségű, hogy az ISON-t a Szűz csillagképben lehet megfigyelni kicsivel napfelkelte előtt, hiszen ha minden jól alakul, egyenesen kisüti a szemünket - sőt talán napfelkelte után is látható lesz.

 

McNaught üstökös, 2007


McNaught üstökös, 2007

Összehasonlításként írjuk le, hogy a telihold fényessége -12,74 magnitúdó, s hogy a közelmúlt legfényesebb és egyben az elmúlt néhány ezer év egyik legfeltűnőbb jövevénye, az 1965-ben Nap-közelbe került Ikeya-Seki is "csak" -10 magnitúdós volt. Tudjuk, az ilyen objektumok naprendszerbéli (pláne a hozzánk közelebbi fertályokban való) felbukkanása némi pánikot is okozhat - különös tekintettel az üstökös témájú filmek (például Deep Impact) kínálta rossz példára. Nos, a jövőre várt fényes objektum biztos távolságban, mintegy 0,4 csillagászati egységnyire (60 millió kilométerre) húz el a Föld mellett, éppen a jövő év karácsony másnapján. Amúgy az is lehet, hogy a 2013-as (előbb-utóbb tán valami "rendes" nevet is elnyerő) üstökös egy korábbi, nevezetes elődjének maradványa: pályája ugyanis meglepő egyezést mutat az 1680-ban fellángolt Nagy- avagy Newton-üstökösével. A 2013-as fényes objektum alighanem az egykor a modern fizika atyja által megfigyelt mozgó égitest egyik töredéke lehet, melynek gondosan rögzített pályaadatait Newton a Kepler-törvények igazolására használta fel.

 

Felfénylik az égen

Minden évben apróbb üstökösök százai zúgnak át a Naprendszer belső zónáján, ám csupán néhány olyan jövevény akad, amely felkelti a különleges optikai-csillagászati eszközökkel nem rendelkező laikus közvélemény figyelmét. A különös mértékben felfénylő objektumok kapják azután a "nagy üstökös" titulust - ehhez egy jelentősebb méretű és igen aktív üstökösmagra, továbbá a pályájának a Naphoz és a Földhöz való egyidejű relatív közelségére van szükség. A pálya alakja igen fontos az üstökösök definiálásában is. Azokat az égi objektumokat nevezzük így, amelyek többnyire elnyúlt ellipszis alakú (ritkán parabolikus vagy hiperbolikus) röppályán haladnak a Nap körül, s égi útvonaluk perihéliuma (Nap-közeli pontja) és aphéliuma (a Naptól legtávolabbi pontja) között igen jelentős a távolság. Az üstökösök leírásakor nem feledkezhetünk meg a magjuk körül keletkező fénylő kómájukról (latinul: haj) és maguk mögött húzott, nevezetes és szintén felragyogó csóvájukról sem. Ezek a Nap közelében, annak elektromágneses, illetve részecskesugárzása miatt alakulnak ki az üstökösmag eredetileg fagyott állapotú, ám illékony (Nap-közelben már folyékony vagy gáz halmazállapotú) anyagából. Precízen fogalmazva egy üstökösnek két csóvája is van: egy pornyaláb, amely jól követi az üstökös pályaívét, illetve egy gerjesztett részecskékből álló ionnyaláb, amely viszont pontosan a Nappal átellenes irányban nyúlik ki. Az üstökös fényét a belőle kilövellő (a napsugárzás, illetve a csillagunk felől érkező nagy energiájú részecskék által gerjesztett) anyagnyalábok adják - ez teszi láthatóvá az üstökösmag tágabb környezetét, a kómát, illetve a kétfajta csóvát. Az üstökös mérete a Nap-közelben sokszorosára nő - amennyiben ebbe beleszámítanak a kilövellt, világításra gerjesztett anyagnyalábok is. 2007-ben például senki sem sejtette, hogy a 17P/Holmes üstököst szabad szemmel is meg lehet pillantani, ám az üstökös magjának előre nem látható aktivitása miatt az év október 23-24-én (pontosan öt éve) hirtelen felragyogott az üstökös, látszólagos fényessége az igen halovány 17 magnitúdóról 2,8-re nőtt, amit már remekül lehetett látni egy derült éjszakán. Eközben a Holmes-üstökös egy időre a Naprendszer legnagyobb méretű objektumává vált, hiszen kómájának mérete jóval meghaladta a Nap keresztmetszetét, ugyanakkor tömege továbbra is csupán a töredéke volt egy jóféle bolygóénak. Miután mind az üstökös pályájának, sőt sorsának alakulása (a bolygók és a Nap gravitációs és egyéb természetű hatása miatt), mind az üstökös magjának várható aktivitása jelentős mértékű bizonytalanság mellett határozható meg, azt is nehezen lehet megbecsülni, hogy végül melyik kométából lesz nagy, látványosan felfénylő objektum. 1973-ban például a század üstököseként harangozták be a Kohouteket, amely végül teljes mértékben jelentéktelennek bizonyult (ellentétben az 1976-os West-üstökössel, amely mindenkit meglepve végül -3 magnitúdós fényességével túlragyogott minden csillagot). Kevésbé okozott csalódást az 1995-ben felfedezett Halle-Bopp, amelyet 1996 májusától 1997 decemberéig rekordhosszúságú időn át, mintegy 18 hónapon keresztül lehetett szabad szemmel megfigyelni, ráadásul a perihélium elhagyása után egész éjjel látható volt az északi félteke jó részén. Rendkívüli üstökösmag-aktivitása miatt azonban ebből is többet néztek ki, mint amennyit végül fényességben produkált (ez a csúcson is kevesebb volt, mint a Szíriuszé, ami -1,46 magnitúdós). Mindazonáltal pályaadatai alapján állítható, hogy ez volt ama nagy üstökös, melyet valószínűleg már I. Pepi fáraó idején (Kr. e. 2332-2283) is észleltek, s papiruszaikon nagy hajú csillag néven illettek az egyiptomi csillagász-papok. E ritka égi jövevények ekkor és még évezredeken át elsősorban rossz ómennek számítottak. Még a kora újkorban is akadt olyan neves csillagász - a dán Longomontanus, Tycho Brahe tanítványa -, aki az üstökösöket az ördög hírnökeinek tartotta.

Elindult ő a fények útján

Az üstökösök alapvetően akkor kerülnek a szemünk elé, ha megközelítik a Naprendszer belsőbb régióit, ám lakóhelyük valójában többnyire sokkal kijjebb található. Azért akadnak köztük úgynevezett rövid periódusúak is, melyek maximum 200 évente visszatérnek - ezek aphéliuma, azaz Naptól legtávolabbi pályaszakasza sincs kijjebb a külső bolygókénál. Vannak azonban hosszú periódusú kométák, melyek sok ezer, tízezer vagy akár néhány millió évig is távollétükkel tüntetnek - hogy azután újra feltűnjenek. A parabolikus vagy hiperbolikus röppályán haladó sorstársaik viszont egyszer térnek be közénk: körülnéznek, azután búcsút mondanak az egész Naprendszernek. Üstökösnek nem feltétlenül születik egy égitest - arra a körülmények szerencsés avagy szerencsétlen összjátékára, gyakorta afféle űrbéli biliárdpartira van szükség. Már a rövid periódusúak eredeti lakhelye, rendes (és átlagos) tartózkodási helye is a Neptunuszon túl kezdődő úgynevezett Kuiper-övezeten belül található, más részük az ezen is túl található szórt korongban érzi otthon magát: ez sokszor még a Kuiper-övezeten belül, úgy 30 csillagászati egységnyi távolságra kezdődik, de a Naptól számítva 1000 csillagászati egységnyire végződik. S ez még nem is a Naprendszer végső határa! Az úgynevezett Oort-felhő tölti ki ama durván gömb alakú zónának a jó részét, amelyen belül még érvényesül a Nap gravitációs hatása. Az azonos nevű holland csillagászról elnevezett gigantikus gömbhéj a Naptól pár ezer csillagászati egységre kezdődik - külső határa azonban már több százezer CSE-re húzódik. Ezen a gigantikus térségen belül sok-sok billió potenciális üstökösmag található. "Csupán" a Naprendszer környezetében fellelhető csillagok gravitációs hatása, az emiatt fellépő perturbáció kell ahhoz, hogy közülük jó néhányan elliptikus röppályán elinduljanak a Naprendszer középpontja felé (s akkor most nem számoltunk az obskúrus Nemezis-hipotézissel, mely egy nagy tömegű, halovány, csillagszerű Nap-kísérő periodikus feltűnésével számol). A Kuiper-övezetben araszoló potenciális magok számára már a külső bolygók gravitációja is képes megadni a kellő kezdő lökést. Amúgy a csillagászok mérvadó véleménye szerint az Oort-felhő gigantikus számú, kisebb-nagyobb méretű (a magok átmérője pár száz méterestől a több kilométeresig terjed) objektumai valaha mind a Nap körül 4,6 millió évvel ezelőtt kialakult ún. protoplanetáris akkréciós korong alkotóelemei voltak, s csupán a bolygókeletkezési folyamatok során lökődtek ki mostani száműzetési helyükre. Már kémiai kompozíciójuk s ezáltal a magok összetétele is specifikus, aminek evolúciós értelemben is jelentősége lehet. Egyrészt igen jelentős részben fagyott vízből állnak - erre való tekintettel a földi vízkészlet eredetét sokan bolygónk ifjúkorában becsapódó üstökösöknek tulajdonítják. Ennél merészebb az a hipotézis, amely az élet keletkezésében is fontos szerepet tulajdonít eme égitestek "rakományának". Annyi alapja nyilvánvalóan lehet, hogy az üstökösök anyagában egyszerűbb, sőt összetettebb szerves molekulák is akadnak - továbbá olyanok is (mondjuk, ammónia, szén-monoxid, szén-dioxid), melyek szintén nyersanyagul szolgálhatnak organikus molekulák létrejöttéhez. Pláne a Nap periodikusan visszatérő közelségében, mely extrém fizikai körülményeket szolgáltat a magok felületén működő kísérleti labor számára.


Neked ajánljuk