Míg a nagyobb trójai kisbolygók esetében már régóta ismert, hogy a színük alapján két csoportba sorolhatók, egy új tanulmány kimutatta, hogy a kisebb Jupiter-trójaikra ez egyáltalán nem jellemző. Ez a felfedezés fontos adalék e rejtélyes égitestek eredetének és fejlődésének megértéséhez. A kutatók a The Astronomical Journal című szaklapban ismertették az eredményeket.
Mik a Jupiter trójai kisbolygói?
A Jupiter a Nap körül kering, a pályája mentén pedig vannak olyan stabil régiók, ahol kisbolygók csoportosulnak a bolygót megelőzve és azt követve. Ezeket nevezzük trójai kisbolygóknak. A kutatók szerint a korai Naprendszerről szóló információkat őrzik, mintha csak a Naprendszer „fosszíliái” lennének.
Korábbi kutatások kimutatták, hogy a Jupiter nagy trójai kisbolygói a fényvisszaverő tulajdonságaik alapján két csoportba sorolhatók: a vörös D típusúak, illetve a kevésbé vörös P vagy C típusúak csoportjába. A kutatók szerint egy kisbolygó színe az összetételéről árulkodik, de arról is, hogy milyen távol alakult ki a Naptól, mivel a korai Naprendszer hőmérsékleti gradiensei befolyásolták, hogy milyen anyagok tudtak kondenzálódni.
A Jupiter trójai kisbolygói között két típus található, amelyek valószínűleg különböző régiókban keletkeztek, ma mégis ugyanazon a pályán keringenek. Ennek pontos oka egyelőre nem tisztázott, de felvetődött, hogy a Naprendszer korai időszakában az óriásbolygók vándorlása kis, távoli égitesteket sodort a Jupiter pályájának közelébe.
A kulcs a kisebb trójai aszteroidák kezében van
A két kisbolygótípus eredetének megértéséhez a kutatók a Jupiter kisebb trójai kisbolygóira összpontosítottak. Az aszteroidák számos ütközésen mennek keresztül életük során. Közülük az aprók nagyobb égitestek töredékei lehetnek.
A nagyobb kisbolygók felszíne az űrbéli hatásoknak köszönhetően idővel jelentősen megváltozott, de a kisebbek elárulhatnak valamit azoknak az égitesteknek a belsejéről, amelyekből létrejöttek. A kis aszteroidák színének vizsgálata értékes adatokat szolgáltathat az eredeti égitestek összetételéről.
A Suprime-Cam utolsó éjszakája
A kisbolygók színét spektroszkópiával vagy többszín-fotometriával vizsgálhatjuk. A Jupiter kis trójai kisbolygói túl halványak a hatékony spektroszkópiai elemzéshez, még a nagy távcsövek számára is. Ennek kiküszöbölésére a kutatók a Subaru-távcső első generációs nagylátószögű kamerájával, a Suprime-Cammel végeztek többszín-fotometriai méréseket.
A tervek szerint a Suprime-Cam nyugdíjba ment volna, amikor a Hyper Suprime-Cam (HSC) megkezdte működését. Ez a második generációs kamera nagyjából hétszer akkora látómezővel bír, mint elődje, így sokkal hatékonyabb megfigyelések végezhetők vele. Nagyobb mérete miatt azonban jelentősen több időt vesz igénybe rajta a szűrők cseréje.
A kisbolygók forognak, az általuk visszavert fény intenzitása pedig a forgásuk közben változik, ezért a színük vizsgálatakor a fotometriai mérések során a lehető legrövidebb idő alatt a lehető legtöbb szűrőt kell használni.
„A Suprime-Cam elengedhetetlen volt ehhez a kutatáshoz, ami megkövetelte, hogy gyors, több színben végzett megfigyeléseket rögzítsünk egy nagy égterületről.” – mondja Fumi Yoshida (Chiba Institute of Technology), a kutatás vezetője.
A megfigyeléseket 2017 májusában végezték el a Suprime-Cam utolsó éjszakáján. Aznap éjjel a műszer fejlesztésében és üzemeltetésében részt vevők közül sokan összegyűltek a Subaru-teleszkópnál, hogy tanúi legyenek a Suprime-Cam utolsó munkájának.
„Mélyen hálás vagyok, hogy a kutatást ezen a különleges alkalmon végezhettük el. 2000-ben kezdtem el a Naprendszer kis égitestjeivel dolgozni, amikor a Suprime-Cam tesztidőszaka megkezdődött. Az ezt követő 17 évben tovább vizsgáltam a kis égitestek méretét és térbeli eloszlását a műszerrel.” – emlékszik vissza Yoshida.
Főbb megállapítások
A kutatócsoport a Jupiter előtt 60 fokkal lévő pályaszakaszon 120 trójai kisbolygót detektált. A kilométeres méretű égitestek szín- és méretviszonyainak elemzése két fő megállapítást tárt fel:
- a kis aszteroidák a színük alapján nem sorolhatók egyértelműen két kategóriába: a nagyobb trójai kisbolygókkal ellentétben, amelyek “vörös” és “kevésbé vörös” csoportokba sorolhatók, a kisebbek esetében nincs ilyen határozott eltérés, a kevésbé vörösek sokkal gyakoribbak.
- a méreteloszlás nem függ a színtől: korábbi tanulmányok azt állították, hogy a nagy trójaik méreteloszlása eltér a vörös és a kevésbé vörös csoport esetében. A kutatók azonban most semmilyen különbséget nem találtak a vörös és a kevésbé vörös kisbolygók méreteloszlásában. Ez az eredmény megkérdőjelezi azt a hagyományos hipotézist, miszerint a vörös aszteroidák kevésbé vörös égitestekre törnek szét. Inkább arra utalnak, hogy mindkét típus hasonló ütközéseken megy keresztül.
Mi várható a jövőben?
A kutatás eredményei fontos információkkal szolgálnak a Jupiter trójai kisbolygóinak eredetéről és fejlődéséről. A jelenlegi űrtávcsövek, így például az Európai Űrügynökség JUICE küldetése fel fogja mérni a Jupiter rendszerét, a NASA Lucy nevű szondája pedig első alkalommal fog elhaladni a Jupiter trójai kisbolygói mellett.
Ezeknek a küldetéseknek az adatai jelen kutatás eredményeivel, valamint az elméleti modellekkel együtt határozott előrehaladást jelentenek majd az égitestek kialakulásának megismerésében.
Forrás: https://phys.org/news/2026-04-subaru-telescope-jupiter-trojan-asteroids.html
A kutatás eredményeiről beszámoló szakcikk: https://dx.doi.org/10.3847/1538-3881/ae47e4
Szerző: Ujhelyi Borbála, Kutatási asszisztens
CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézet