Mielőtt elmerülnénk a részletekben, csak egy gyors összehasonlítás: míg az augusztusi Perseidák meteorzápor a tetőpontján – ideális időben és megfigyelőhelyről nézve – óránként körülbelül kilencven hullócsillagot produkál, addig a decemberi Geminidák ugyanennyi idő alatt akár százötven fénycsíkot is felrajzol az égre.
Tudom, nehéz pótolni a nyár végi meteorhullások hangulatát, amikor a langymeleg éjszakában egy pokrócon heverészve, fűszálat rágcsálva gyönyörködhetünk a látványban... De aki velem tart, hogy kiderítsük e decemberi parádé eredetét, az – ígérem – gyorsan elfeledi az augusztust – bocsi, Perseidák!
Persze ne rohanjunk még a sál-sapkáért, és ne dobjuk még fel forrni azt a teavizet, először járjuk körbe, mitől olyan különleges ez a téli meteorraj!
A hullócsillagok rövid története
Azzal nagyjából mindenki tisztában van, hogy mik a hullócsillagok: a Földünk atmoszférájával találkozó, majd ott elégő apró törmelékdarabok, kisebb kavicsok, porszemek.
A jelenséget egészen a 19. század elejéig földi, pontosabban légköri eredetűnek tartották, és annyira el voltak foglalva azok szépségével, hogy ezen aztán különösebben nem is gondolkodtak el. A „meteor” szó is azt jelenti, hogy „ég és föld között lebegő”, ugye érezzük a kapcsolatot a meteorológiával?
Persze a tudomány fejlődött, és először egy Benjamin Silliman nevű Yale-professzor gondolta úgy 1808-ban, hogy ennek a jelenségnek jó lenne utánanézni. Silliman, aki kémikus volt, megvizsgált egy, az előző évben Connecticut államban földet ért meteoritot (így hívjuk azokat a hullócsillagokat, amik nem égnek el teljesen a légkörben, és legalább egy darabjuk becsapódik), és kijelentette, hogy a kérdéses kődarab biztosan nem légköri eredetű, inkább a világűrből érkezhetett. Sajnos ez senkinek nem ütötte meg az ingerküszöbét, viszont az 1833-as nagy Leonida-maximum, ami a modern történelem leglátványosabb meteoresője volt, azonnal az érdeklődés kereszttüzébe állította a hullócsillagokat.
Elsőként Daniel Olmsted, korának híres amerikai asztrofizikusa állt Silliman elmélete mellé, majd következtek a többiek, Heinrich Olbers, szintén neves fizikus (ha ismerős a neve, akkor bizonyára hallottunk már paradoxonokról) pedig megjósolta a meteorzápor visszatérését az 1867-es évre. Végül ez 1866-ban következett be, de a meteorok (a fényjelenség), a meteoroidok (az űrbéli törmelékanyag) és a meteoritok (azon darabok, amik földet érnek) kutatásának fejlődése ekkor már feltartóztathatatlan volt, és a mai napig tart.
Üstököspor
Ma úgy véljük, és erre nyomós okaink vannak, hogy a törmelékek leginkább üstökösökből származnak, és most térjünk le egy kicsit az ösvényről, és nézzük meg, mik is azok az üstökösök. Piszkos hólabdák! - vágja rá azonnal szinte mindenki, és ebben van is valami, de a helyzet ennél azért egy fokkal bonyolultabb. Az üstökösök pontos összetétele jelenleg komoly vita tárgyát képezi, nekünk most az a fontos, hogy jégen kívül – többek között – szilikátos, illetve nagy fémtartalmú szulfidos kőzeteket, valamint gázt (fagyott szén-dioxidot, szén-monoxidot, metánt és ammóniát) is tartalmaznak, ezek mind fontosak az üstökösök csóvájának, közvetve pedig a meteoroid-rajok kialakulásának szempontjából, erre később visszatérünk.
Talán az is közismert, hogy honnan jönnek az üstökösök: a Naprendszer legkülső határvidékéről, az Oort-felhőből, ami elgondolásunk szerint üstökösmagok milliárdjaiból áll, amelyek burokként veszik körül Naprendszerünket.
Amikor egy nagyobb tömegű objektum – barna törpe vagy csillag – elhalad a Naprendszer közelében, vagy az óriásbolygók ehhez megfelelő pozícióban vannak, a gravitációs erő hatására néhány mag dönthet úgy, hogy a Naprendszer belső régiói felé veszi az irányt és megközelítheti vagy akár telibe is találhatja a Napot.
Ebből nekünk az a fontos, hogy miközben csillagunk felé közeledik, az üstökösmag felszíne az egyre erősödő sugárzás hatására felmelegszik, így az illékony anyagok egyfajta atmoszférát alakítanak ki körülötte – ezt hívjuk kómának –, majd kialakul a látványos üstök, vagyis a (por)csóva, ami nagy mennyiségben tartalmazza a korábban említett szilikátos és szulfidos-fémes törmelékeket. Ez a por később – főként nagyobb anyagkidobódások alkalmával – felhőket képezhet, amik a napszél és a bolygók gravitációs hatására önálló, Nap körüli pályákra állnak, akár olyanra, ami újra és újra keresztezi a Föld pályáját, és már kész is a meteoroid-raj.
Ilyen por- és sziklatörmelék-felhő szülője például az 55P/Tempel–Tuttle üstökös, ebből származik a 33 évente rendkívül látványos csillaghullást produkáló Leonidák raj, vagy említhetnénk a 109P/Swift—Tuttle üstököst is, ami az augusztusi Perseidák raj szülője (megvan még a langy éjszaka és a pokróc?), de további példák helyett mondjuk ki általánosan: a meteoroidok üstökösökkel hozhatók kapcsolatba.
Nos, a decemberi Geminidák nem ilyen.
Egy különös kisbolygó
Tegyünk most egy kis kitérőt, és utazzunk vissza az időben, egészen 1983 októberéig! A hidegháború tetőfokán járunk, amikor a nagyhatalmak árgus szemekkel figyelték egymás minden lépését – árgus szemekkel és kémműholdakkal. A kort jellemző paranoia kevés pozitív hozadékainak egyike volt, hogy a tudomány fejlődését szolgáló technológia is rohamléptekkel fejlődött, így az év elején a NASA felbocsáthatta az első infravörös csillagászati műholdat, amelynek neve a fantázia teljes mellőzésével Infravörös Csillagászati Műhold (IRAS) lett.
Az eszköz mindössze egy évig mért, ez alatt az idő alatt azonban rengeteg új információval látott el bennünket, közel félmillió infravörös forrást fedezett fel: aktív galaxisok csillagkeletkezési régióit, éppen kialakuló csillagrendszerek porkorongját, vagy éppen üstököscsóvák maradványait.
Október 11-én, egy átlagos őszi kedden két csillagász, Simon F. Green és John K. Davies a műhold megfigyelési adatait böngészve egy gyorsan mozgó objektumot fedezett fel, amit kisbolygóként azonosítottak, ez később a 3200 Phaethon nevet kapta (a kisbolygók nevében a szám a felfedezés sorrendjét jelöli, ez volt tehát a háromezer-kétszázadikként megtalált ilyen égitest). Ahogy mondani szokás, akkor még nem sejtették, hogy mivel találkoztak.
Mielőtt azonban lelőnénk a poént, és elárulnánk, hogyan kapcsolódik ez a felfedezés a Geminidákhoz, kiránduljunk egyet a kisbolygók világába!
Time-lapse felvétel a 3200 Phaethon-ról, a kisbolygó 2017-es földközelségekor, amelyet Ingvars Tomsons lett amatőrcsillagász készített 600/154-es távcsövével
By Kobalts - Own work, CC BY-SA 4.0,
Kisbolygó, avagy aszteroida alatt definíció szerint az egy méter átmérőjű szikláktól a közel 1000 kilométer átmérőjű törpebolygókig terjedő méretskálán, csillag – esetünkben a Nap – körül keringő, atmoszféra nélküli égitesteket értjük.
Naprendszerünkben körülbelül egymilliót ismerünk, többségüket a Mars és a Jupiter közötti övben találjuk. Sokáig azt gondoltuk, hogy itt valamikor egy bolygó keringett, amit a Jupiter gravitációja darabokra – kisbolygókra – szaggatott, de ma már bizonyosak vagyunk abban, hogy ilyen bolygó nem létezett, kialakulását éppen ezek az erők akadályozták meg.
Ha azt mondjuk, kisbolygó, sokaknak a dinoszauruszok, másoknak az olajos trikóban emberiséget mentő Bruce Willis jut eszébe, talán olyanok is vannak, akiknek a Piszkéstetőn aszteroidák után kutató és azokat szép számmal felfedező magyar csillagászok ugranak be; egy biztos, ha nem is a kisbolygó, de a "földsúroló kisbolygó" kifejezés legtöbbünknél kivált valamiféle izgalmat. Földsúrolóknak nevezzük ugyanis azokat az aszteroidákat, amelyek pályája egy bizonyos határon, 1,3 Föld–Nap-távolságon belül keresztezi bolygónk pályáját, így fennáll az ütközés, egészen pontosan a becsapódás lehetősége.
Egy olyan becsapódásé, amely 65 millió éve a kréta-tercier földtörténeti korok határát képező tömeges kihalást és a dinoszauruszok korának alkonyát okozta. Pontosan az ilyen események megelőzését kapta feladatul Bruce Willis (hathatós munkáját ezúton is köszönjük), ezért pásztázza kérlelhetetlenül az eget Piszkéstetőn Sárneczky Krisztián kisbolygóvadász és csapata, és ezért tesztelte – igen sikeresen – a NASA DART küldetése azt a technológiát, amivel ezeket a civilizációnkat fenyegető égitesteket el tudjuk majd téríteni bolygónk útjából.
Az 1983-ban megtalált 3200 Phaethon is ilyen, földsúroló aszteroida. Nem tartozik a legfenyegetőbbek közé, elsősorban a mérete – körülbelül öt és fél kilométer átmérőjű – miatt tekintjük potenciálisan veszélyesnek, de nem emiatt különleges. Egyedisége abban rejlik, hogy kisbolygó létére üstökösszerű tulajdonságokat mutat, pedig ez a két kategória, ahogy láttuk, teljesen eltérő jellegű égitesteket jelöl. És mégis: pályáján a Naphoz közeledve extrém módon felfényesedik és csóvát ereszt, közben mintegy mellékesen "kipöfögi" magából a Geminidák-meteorrajt, ami óránként százötven hullócsillagot produkál majd december közepén – a legnagyobb örömünkre.
Miféle hibrid ez a 3200 Phaethon? Kisbolygó és üstökös – egyszerre?
Már a neve is okot ad a gyanúra, hisz Phaethon Héliosz napisten fia volt a görög mitológiában, és valóban, pályája során az ismert és elnevezett kisbolygók közül ő kerül a legközelebb a Naphoz, mindössze 20 millió kilométerre közelítve meg csillagunkat egy nagyon elnyúlt ellipszispályán.
A kérdés már csak az, hogyan tud egy kisbolygó, ha különleges is, csóvát növeszteni és meteoroid-rajt létrehozni? Hiszen nemrég tisztáztuk, hogy ez az üstökösök előjoga.
Nos, erre több elmélet is létezik.
A széles körben leginkább elfogadott az, hogy amint a 3200 Phaethon megközelíti a Napot, annak hője extrém módon felhevíti a felszínét, ami a földi kiszáradt tómedrek sárrepedéseihez hasonló jelenséggel jár. Ilyenkor a felrepedt kőzetdarabok elhagyhatják a felszínt, csóvát alkothatnak, és táplálhatják a Geminidák rajt.
Egy másik teória szerint a kisbolygó gazdag nátriumban, ami napközelben felmelegedve, hatalmas nyomással, süvítve jut ki a felszín repedésein, lerepítve közben az aszteroidáról a kérdéses szikladarabokat. Ez utóbbi elméletnek ugyan ellentmond a 3200 Phaethon különleges, kisbolygóknál nagyon ritka kék színe, egy új kutatás szerint azonban a felszín alatt igenis lehet elég nátrium, így a "szivárgó aszteroida" elmélet is megállhatja a helyét.
Mindezek a tulajdonságok annyira különlegessé teszik az objektumot, hogy egyes kutatók már egy új kategóriába, a sziklaüstökösök vagy tudományosabb megfogalmazással az aktív aszteroidák közé sorolják azt, sőt további hasonló égitesteket kerestek – és találtak: a 133P/Elst–Pizarro nevű objektumról sem tudjuk igazán eldönteni, hogy kisbolygó vagy üstökös.
A kategória legnagyobb sztárja azért még mindig a 3200 Phaethon, olyannyira, hogy a japán űrügynökség (JAXA) következő kisbolygós missziója, a DESTINY+ keretében a tervek szerint 2024-ben szondát küld a kisbolygóra, ami, ha minden rendben megy, 2028-ban el is éri azt, hogy tisztázza az égitesttel kapcsolatos kérdéseinket.
Bizakodhatunk, a JAXA már korábban is jeleskedett az aszteroidakutatásban: a Hajabusza–2 (Vándorsólyom) nevű szonda 2018-ban randevúzott a 162173 Ryugu kisbolygóval, mintát vett belőle, és azt sikeresen vissza is hozta a Földre.
Mikor és hogyan észleljük a Geminidákat?
Amíg a DESTINY+ célba nem ér, nekünk itt vannak a Geminidák, a felrepedt (vagy lerobbant?) szikladarabok, amik már meg is érkeztek az egünkre: a megfigyelésükre legalkalmasabb időpont ebben az évben december 14-én az esti órákban lesz, ekkor már felkel a raj radiánsa (az a pont, ahonnan a meteorok égi pályája kiindulni látszik), de a Hold fénye még nem zavar be (21:48-kor kel a keleti égen, jóval a radiáns alatt).
A Geminidák napnyugta után emelkedik az északkeleti horizont fölé, este tíz órára pedig már 46 fokkal lesz a látóhatár felett, szinte pontosan keleti irányban. Keressük az Ikrek csillagkép könnyen azonosítható két csillagát, a Castor-t és a Pollux-ot, a radiáns az előbbi felett lesz alig több, mint egy fokkal. Holdkelte után sem kell azonnal összecsomagolni, a fényesebb meteorok ekkor is jól kivehetők lesznek, de aki tudja, kezdje mihamarabb az észlelést.
A teendőnk mindössze annyi, hogy keressünk magunknak egy sötét, a városi fényektől a lehetőségekhez mérten mentes területet – ilyen Budapesten például a Hármashatár-hegy, de jobb híján akár a városligeti Király-domb is megteszi, öltözzünk melegen, készítsünk be takarót, drukkoljunk a tiszta időnek, és tegyük fel forrni azt a teavizet. Szemeket az égre!
A borítóképeken:
Geminidák a Teide Obszervatórium felett 2013. december 14-én
Tűzgömb a 2014. december 14-i Geminida-maximum idején
Szerző: Kovács Péter, Amatőrcsillagász, tudományos újságíró
Svábhegyi Csillagvizsgáló
