Nézze meg a sporthíreket is
Iratkozzon fel hírlevelünkre Nézze meg a sporthíreket is
„Hatalmas meglepetés volt, hogy az elmúlt két évtizedben általunk észlelt összes, mintegy 20 üstökös légkörében vas- és nikkelatomokat detektáltunk, még a Naptól távoli, hideg űrt járókéban is" – kezdi Jean Manfroid (Université de Liège, Belgium), a Naprendszer üstököseivel foglalkozó kutatás vezetője, amelynek eredményeit bemutató tanulmány ma jelent meg a Nature magazinban.
A csillagászok már régóta tudják, hogy az üstökösök poros kőzetmagjában nehézfémek is jelen vannak. Mivel azonban alacsony hőmérsékleten a szilárd halmazállapotú fémek általában nem szublimálnak (azaz mennek át közvetlenül gázfázisba), senki sem várta, hogy a Naptól távoli hideg üstökösök légkörében is megjelenjenek. Ennek ellenére most még a Naptól 480 millió kilométernél (ez a Nap–Föld-távolság háromszorosa) messzebb járó üstökösökben is sikerült kimutatni a nikkel és a vas gőzét.
A belga csapat azt találta, hogy az üstökösök légkörében a vas és a nikkel nagyjából ugyanakkora mennyiségben van jelen. A Naprendszerben anyagában, például magában a Napban vagy a meteoritokban az arány kb. tízszeres a vas javára. Az új eredmény tehát mindenképpen jelez valamit a csillagászok számára a fiatal Naprendszerről, de a csoportnak még rá kell jönnie, hogy mi is ez.
„Az üstökösök 4,6 milliárd évvel ezelőtt jöttek létre, még a nagyon fiatal Naprendszerben, és azóta nem is változtak. Ebben az értelemben egyfajta kövületek a csillagászok számára" – teszi hozzá a cikk egyik társszerzője, Emmanuel Jehin (Université de Liège).
Bár a belga kutatócsoport már közel húsz éve tanulmányozza ezeket a „fosszíliákat" az ESO VLT távcsőegyüttesével, idáig nem bukkantak a nikkel és a vas nyomára az üstökösök légkörében. „Ez a felfedezés hosszú évekig a radarszint alatt húzódott meg" – von érzékletes párhuzamot Jehin.
A csapat az ESO VLT UVES (Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph) műszerének spektroszkópiai adatait használta, hogy elemezze a Naptól különböző távolságokban járó üstökösök légkörét. Ez a technika lehetővé teszi a kozmikus objektumok kémiai összetételének felderítését: mindegyik kémiai elem egyedi nyomokat – vonalak serege – hagy az objektumokról hozzánk érkező fény színképében.
A belga csapat gyenge, elsőre azonosítatlan színképvonalakat detektált az UVES-adatokban, amelyek alaposabb vizsgálata aztán kiderítette, hogy azok vas- és nikkelatomok jelenlétére utaló jelzések. A nehéz elemek azonosítása azért bonyolult, mert csak rendkívül kis mennyiségben vannak jelen: a csoport becslése alapján a vizsgált üstökösök légkörében minden 100 kg vízre 1 g vas és kb. hasonló tömegű nikkel jut.
„A vas mennyisége a nikkelének általában tízszerese, ezeknek az üstökösöknek a légkörében azonban mindkét elemből nagyjából ugyanannyit találtunk. Arra a következtetésre jutottunk, hogy az üstökösök magjának felszínén található különleges anyagfajtából származhatnak, amely alacsony hőmérsékleten is képes szublimációra, és közben nagyjából ugyanannyi vasat és nikkel bocsát ki" – magyarázza a belga csoport egy másik tagja, Damien Hutsemékers (Université de Liège).
A csapat ugyan most még nem tudja, hogy miféle anyag lehet ez, de a csillagászati technika fejlődése – például az ESO már épülő Rendkívül Nagy Távcsövének (ELT) METIS (Mid-infrared ELT Imager and Spectrograph) műszere – lehetővé teszi majd, hogy a kutatók meghatározzák az üstökösök légkörében detektált vas- és nikkelatomok forrását is.
A belga csoport reméli, hogy tanulmányuk új utakat jelöl ki a jövő kutatásaiban. „A szakemberek most más távcsövek archívumait is át fogják nézni ugyanezen vonalakat keresve" – mondja Jehin. „Úgy véljük, ez szintén újabb kutatásokat fog ösztönözni a területen."
Egy másik figyelemre méltó, szintén a Nature-ben megjelentetett kutatási eredmény szerint ezek a nehézfémek a 2I/Borisov csillagközi üstökös légkörében is jelen vannak. A Naprendszerben elsőként detektált idegen üstököst egy lengyel kutatópáros vizsgálta az ESO VLT X-shooter spektrográfjával, amikor az mintegy másfél ezelőtt átszáguldott a Naprendszeren. Az találták, hogy a 2I/Borisov hideg légköre is tartalmaz gáznemű nikkelt.
„Eleinte nehezen hittük el, hogy a Napot csak nagy távolságra megközelítő 2I/Borisov üstökösben tényleg jelen lehetett atomos állapotú nikkel. Számos tesztet és ellenőrzést hajtottunk végre, hogy saját magunkat is meggyőzzük erről" – mondja a cikk egyik szerzője, Piotr Guzik (Uniwersytet Jagielloński w Krakowie, Lengyelország). Az eredmény meglepő, mivel a ma publikált két tanulmányt megelőzően nehézfématomokat tartalmazó gázt csak magas hőmérsékletű környezetekben figyeltek meg, például ultraforró exobolygók légkörében és a Naphoz túl közel kerülő, ezért ott elpárolgó üstökösök maradványában. A 2I/Borisov üstököst akkor észlelték, amikor az 300 millió kilométerre, azaz kétszeres Nap–Föld-távolságra járt csillagunktól.
A csillagközi objektumok részletes vizsgálata alapvető fontosságú, hiszen a tudomány számára felbecsülhetetlen értékű információval szolgálhatnak azokról az idegen bolygórendszerekről, amelyekből kiszakadtak. „Hirtelen megértettük, hogy a nikkel a Galaxis más régióiban is jelen van gáz halmazállapotban az üstökösök légkörében" – teszi hozzá, Michał Drahus, aki szintén a krakkói Jagelló Egyetem munkatársa.
A lengyel és a belga tanulmányok azt jelzik, hogy a 2I/Borisov és a Naprendszer üstökösei még annál is jobban hasonlítanak egymásra, mint ahogyan azt eddig gondoltuk. „Képzeljük el, hogy a naprendszerbeli üstököseinknek más bolygórendszerekben egy az egyben megvannak a megfelelőik! Nagyon menő, ugye?" – vonja le a végső következtetést Drahus.
