Törpe- és kisbolygók a külső Naprendszerben: a Kuiper-öv

A Mars és a Jupiter pályája között található az ún. fő kisbolygóöv, ahol a protobolygók (bolygókezdemények) a Jupiter zavaró gravitációs hatása miatt nem tudtak nagybolygóvá összeállni, s így ott töméntelen aszteroida rója évmilliárdok óta az űr kilométereit. Ám az amerikai Frederick C. Leonard, az ír Kenneth E. Edgeworth és a holland Gerard Kuiper csillagász már az 1930-as–1950-es években feltételezték, hogy a legkülső óriásbolygón, a Neptunuszon túl létezhet egy második kisbolygóövezet. Időközben, 1930-ban Clyde Tombaugh amerikai asztronómus felfedezte a Plútót, melyet évtizedekig a kilencedik bolygónak tartottak. Azután 1992-től kezdődően újabb égitesteket, törpe-, illetve kisbolygókat kezdtek felfedezni a Neptunusz pályáján túl, s Naprendszerünk térképére felkerült egy új aszteroida- és törpebolygó-övezet, melyet Gerard Kuiper tiszteletére Kuiper-övnek neveztek el.
Az övezet a Neptunusz térségében kezdődik, jégből és/vagy kőzetekből álló égitestei zömmel 30-50 Csillagászati Egységre (CsE) keringenek a Naptól (egy CsE megegyezik a közepes Nap–Föld távolsággal, vagyis 150 millió kilométerrel), de az öv külső szélénél vannak elnyújtott ellipszis alakú pályán keringő, központi csillagunktól több száz CsE-re is eltávolodó, ún. kiszórt objektumok is. Érdekes továbbá, hogy a Naptól 48 Csillagászati Egységre hirtelen lecsökken az égitestek száma. Ezt a zónát Kuiper-szirtnek nevezik, s elképzelhetőnek tartják, hogy egy eddig felfedezetlen, nagyobb égitest, esetleg egy jókora törpebolygó söpörte ki innen – gravitációs hatásával – az objektumok nagy részét. Az övben keringő égitestek többségének pályasíkja nem nagyon tér el a nagybolygók pályasíkjától, egy úszógumi alakú térrészben keringenek. Felfedezésük, feltérképezésük igen nehéz, mivel távoli és kicsiny objektumokról van szó. Főleg úgy lehet kimutatni a meglétüket, hogy mivel lassan elmozdulnak a csillagos ég háttere előtt, egy felvételsorozaton a csillagászok felfigyelnek rájuk, hosszabb megfigyelés, pozíciómérés alapján pedig a pályájuk is meghatározható. Méretük megállapítása már keményebb diónak bizonyul. Igazából csak úgy lehet kideríteni nagyságukat, ha elfednek egy csillagot, s ezt a csillagelfedést (okkultációt) több földrajzi helyről, több távcsővel megfigyelik. Mért látszólagos fényességük, pályaadataik és becsült fényvisszaverő képességük (albedójuk) alapján már nehezebb következtetni a méretükre, mert tényleges albedójuk egyelőre ismeretlen, és egy kisebb, de hófehér felszínű objektum ugyanannyi fényt ver vissza, mint egy nagyobb, de sötétszürke aszteroida vagy törpebolygó. Az övezet égitesteinek számát illetően eltérnek az adatok: 800, 900, esetleg 1200 objektum kering itt, de már most valószínű, hogy több anyag található ebben a térrészben, mint az ún. fő kisbolygó-övezetben.
A Kuiper-öv legközelebbi és eddig legnagyobb képviselője a Plútó, melyet – mint már írtam – sokáig a kilencedik bolygónak tartottak, ám a Nemzetközi Csillagászati Unió 2006-ban törpebolygóvá „fokozta le”. Újabban viszont ismét felmerült a vélemény, hogy vissza lehetne emelni a nagybolygók táborába. Ennek egyik oka, hogy az azóta eltelt időben több holdját is felfedezték, immár ötről tudunk, ami jelentős szám. Legnagyobbikukat, a Charont már azelőtt is ismertük. Ez a kísérő égitest igen nagyméretű anyabolygójához képest, feleakkora, mint a Plútó, így itt kettős bolygórendszerről beszélhetünk, melynek közös tömegközéppontja valahol a Plútó és a Charon között található. Az égitestpáros bonyolult gravitációs tere zavarja a többi négy kisebb holdat, forgásuk nem tud beállni sem egy határozott saját forgástengelyre, sem egy határozott idejű, Plútó körüli keringési időszakra. A két közepes méretű hold, a Nix és a Hydra forgása teljesen előrejelezhetetlen, kaotikus, keringésük közben valósággal bukdácsolnak a térben. A két legkisebb hold, a Styx és a Kerberos is hasonló helyzetben lehet, ám halványságuk miatt eddig nem sok adatot sikerült róluk összegyűjteni.
Magáról a Plútóról tudjuk, hogy a róla készült színkép alapján, felszínén fagyott metán, szén-monoxid és nitrogén, míg a Charon felszínén fagyott vízjég található. A két égitest szuperkötött pályán kering közös tömegközéppontjuk körül, mindig ugyanazt a féltekéjüket fordítják egymás felé. Amúgy a Plútónak légköre is van, mely gáz halmazállapotú metánból áll, az égitest átmérője – atmoszférájával együtt – 2767 km, mely bár kicsivel, de nagyobb, mint a távolabb keringő, 2005-ben felfedezett Eris törpebolygóé, melyet a legutóbbi időkig, a Plútó légkörének felfedezéséig nagyobbnak tartottak, mint a Plútó. S visszatérve a kérdésre, hogy csakugyan nagybolygó vagy csupán törpebolygó-e a Plútó, meg kell mondanunk, hogy a törpebolygó státusz mellett érvelőknek is van egy komoly érvük: a nagybolygóság egyik előfeltétele, hogy az égitest – gravitációs erejével – söpörje ki pályájáról az űrtörmeléket, ám a Plútó ezt nem tette meg.
Az Egyesült Államokban 2006-ban fellőtték a New Horizons űrszondát, mely ez év júliusában, vagyis a jövő hónapban éri el a Plútót, és tanulmányozni fogja a törpebolygót, valamint holdrendszerét, majd a Kuiper-öv többi objektumát, így nagymértékben gyarapítani fogja ismereteinket a Naprendszer e távoli övezetéről. Ám a Naprendszer nem ér véget a Kuiper-övben, még távolabb található a csaknem egy fényévig elnyúló Oort-felhő, ahol üstökösmagok keringenek, s innen indulnak bolygórendszerünk belső tartományai felé a hosszú periódusú üstökösök, s újabban úgy tűnik, a Naprendszer a Kuiper-öv és az Oort-felhő között sem teljesen üres. A 75 Csillagászati Egységnél kezdődő ún. belső Oort-felhőben kering a színképe alapján meglehetősen vörös felszínű Sedna törpebolygó, melyet sokáig a legtávolabbi ismert törpebolygónak tartottak. A közelmúltban viszont felfedezték az egyelőre csak 2012 VP113 jelű égitestet, mely a második, ismert képviselője lehet a Kuiper-öv és az Oort-felhő közötti, ún. belső Oort-felhőnek, a csillagászok becslése szerint pedig akár 900 távoli égitest is keringhet itt. Mindkét, eddig ismert égitest elnyújtott, ellipszis alakú pályán kering. A Sedna pályájának napközeli pontja 76, naptávoli pontja pedig 937 CsE-re található, a 2012 VP113 legközelebb 80 CsE-re közelíti meg központi csillagunkat, s 452 CsE-re távolodik el tőle.
Miként került e két törpebolygó jelenlegi pályájára? Elképzelhető, hogy a csillaghalmaz, melynek részeként a Nap is kialakult, árapályerejével, vagy egy csillag közeli elhaladásával ilyen távoli pályára „szippantotta” az égitesteket, ám az is elképzelhető, hogy a Nap ragadta el egy másik csillag törpebolygóit. Mindenesetre a rejtélyes Kuiper-öv és az ugyancsak kevésbé ismert Oort-felhő még sok felfedezés helyszíne lehet. (Források: Wikipédia, Molnár László: Újabb törpebolygó a Naprendszer legszélén)

Újfalussy Géza
Kárpátalja.ma