Tizedik bolygó
(Sedna, Erisz, 2012 VP113)
A tizedik bolygót sokan és sokat keresték, de mégsem találták meg. Lehet, hogy nem is létezik. A mai kutatók a Naprendszer határainak kitolódását máshogyan közelítik meg.
A hetedik és a nyolcadik
Naprendszerünk hetedik bolygóját, az Uránuszt Herschel fedezte föl 1781-ben. Az idő múlásával azonban a bolygó előre kiszámított és valóságos helyzete között 1830-ban már 20 ívmásodpercnyi eltérés mutatkozott, s ez 1844-ig 120 ívmásodpercre emelkedett. Számos csillagász gyanította, hogy az Uránusz mozgását egy távolabbi, még ismeretlen bolygónak a gravitációs hatása zavarja, égi mechanikai szakkifejezéssel: perturbálja. A francia Leverrier elméleti számításai alapján (mégis véletlenül) 1846. szeptember 23-án Galle német csillagász valóban föl is fedezte a zavart okozó bolygót, a Neptunuszt.
A Neptunusszal azonban még mindig nem sikerült teljesen megmagyarázni az Uránusz perturbációját. Sőt a Neptunusz mozgásában is mutatkoztak eltérések. Hátha ezt meg egy, még további, a Neptunuszon túli, mindeddig ismeretlen bolygó okozza?
A Neptunuszon túli kilencedik bolygó elméleti kutatásával először W. H. Pickering, P. Lowell és Grillug foglalkozott. Pickering és Grillug elsősorban az üstökösök pályáit elemezve próbált következtetni a kilencedik bolygó pályaelemeire. A külső nagybolygóknak ugyanis úgynevezett üstököscsaládjaik vannak.
Egy-egy ilyen családba néhány üstökös tartozik, s az jellemzi őket, hogy naptávolpontjuk, azaz a Naptól való legnagyobb távolságuk (aféliumuk) nagyjában éppen a "családfő" külső bolygó közepes naptávolságának felel meg. A szóban forgó esetben pedig néhány üstökösnek az aféliuma jóval a Neptunusz pályáján kívül volt.
Lowell más utat választott. Ő a Neptunusz és az Uránusz perturbációiból
próbálta kiszámítani az ismeretlen bolygó helyzetét. Számításaival 1914-ben
készült el. Bár az égboltot fényképezve addig is keresték az új bolygót, az
igazi kutatómunka csak ezután kezdődött. Ennek oroszlánrészét a Lowell-obszervatóriuban
végezték. Maga Lowell a bolygó felfedezését már sajnos nem érhette meg. A szerencse
egy fiatal csillagásznak, Clyde Tombaughnak
kedvezett. Ő 1930. február 18-án egy január 24-én készült fotólemezen megtalálta
az új bolygót, a Plútót. A felfedezést 1930. március 13-án, P. Lowell születésnapján
hozták nyilvánosságra.
A Plútó trónfosztása
A Plútó nagyon halvány égitest, ami nem is csoda hiszen a Földünknél 40-szer távolabb kering a Naptól. Megfigyelni roppant nehéz. Pályáját sem volt könnyű bemérni, mert nagyon lassan mozog: felfedezése óta pályájának mindössze 1/4 részét futotta be. Lowell, aki kiszámította a Plútó akkori helyzetét, úgy gondolta, hogy a keresett bolygónak az Uránuszhoz és a Neptunuszhoz kell hasonlítania, vagyis óriásbolygó. Átmérőjét 25000 km-re becsülte. Később megállapították, nem hogy nem óriásbolygó, hanem még a Marsnál is kisebb. A meglehetősen nagy tömeghez ragaszkodni kellett, mivel csak így magyarázható a perturbáló hatása. A méret csökkenésével együtt a sűrűségnek már-már elképesztő méretű növekedését kellett feltételezni. Néhány év alatt a Plútó mérete csaknem tizedrészére csökkent. Nem valami dicsőséges pályafutása 1978-ban érkezett el a mélypontjára, Christy fölfedezte a Plútó holdját a Charont. A Plútónak és a Charonnak a viszonya szinte már nem is egy bolygónak és holdnak a kapcsolata, hanem inkább már kettősbolygóról, bolygórendszerről beszélhetünk. Az 1270 km átmérőjű Charon nagyon közel kering a Plútóhoz, tömegarányuk pedig mindössze 1:9. A Charon keringési idejét ismerve kiszámítható a Plútó tömege. A Plútó tömegére a Föld tömegének 1/453-ad része adódott. Eszerint a Plútó jóformán csak egy nagyobbacska "hólabda". Naprendszerünkben is inkább sorolhatnánk a kisbolygók közé, mintsem, hogy egy "igazi" nagybolygónak tekintsük. De hát akkor végső soron hány igazi nagybolygója van a Napunknak? A Plútó trónfosztása tehát megtörtént! Ez eddig rendben is volna. De rögtön itt a nagy kérdés: megmagyarázható-e az Uránusznak és a Neptunusznak a perturbációja egy ilyen kis tömegű égitestnek a zavaró hatásával?
2006. augusztus 24-én a Nemzetközi Csillagászati Unió (IAU) prágai konferenciáján 2500 vezető csillagász történelmi szavazáson úgy döntött, hogy a Plútó nem bolygó többé egy új kategóriába a törpebolygók közé sorolták. Hivatalosan tehát nyolc bolygója van Naprendszerünknek.
Keresték a Tizediket
A kutatók egyre gyakrabban gondoltak arra, hogy talán a Plútón túl is van még egy (Tizedik) bolygó.1990. áprilisában és májusában az Egyesült Államok Új-Zélandban lévő csillagvizsgálójából Naprendszerünk feltételezett 10. bolygóját a Centaurus csillagkép északi részének irányában, ott ahol a számítógépes modellezés szerint legvalószínűbben található. A 10. bolygó (ha létezik) kétszer akkora mint a Földünk, s remélték, hogy jég borítja, mert ez esetben a rá eső (már nagyon gyönge) fénysugarakat visszaveri.
Ha a francia Leverrier (akinek elméleti számításai alapján a német Galle felfedezte a Neptunuszt) ismerte volna Lalande 1795-ös mérési adatait, a megfigyelt perturbációk alapján keresni kezdte volna a 10. (azazhogy akkor még -mivel a Plútót nem ismerték- a kilencedik) bolygót. Az pedig a XIX. sz. elején valószínűleg napközelben tartózkodott, közel a Neptunuszhoz. Ha ekkor fölfedezik ezt a még ma is csak sejtett égitestet, merőben más képünk volna a Naprendszerről. Lehet, hogy a Plútót még ma sem ismernénk, ellenben volna egy "valódi" kilencedik bolygónk, megfelelő méretű és távolságú ... A Plútóval nem csak a méretei miatt van bajunk. A pályája is rendkívüli. Pályasíkja szokatlanul nagy szöget zár be az ekliptikával, azután a pályájának excentricitása a legnagyobb a nagybolygók közül, így pályája mintegy keresztezi a Neptunuszét.
A csillagászok már régóta gyanítják, hogy a Plútó valamikor nem is volt önálló bolygó, hanem a Neptunusz egyik holdja volt, amelyet valamilyen katasztrofális esemény szakított ki a bolygó körüli pályájáról. Ezt látszik megerősíteni, hogy a Plútó mérete és tömege közel áll a Tritonéhoz, a Neptunusz nagyobbik holdjáéhoz. Egyes csillagászok szerint nagyon valószínű, hogy valamikor régen a 10. bolygó igen közel haladt el a Neptunuszhoz, gravitációs hatásával kiszakította az addig a Neptunusz körüli pályán keringő Plútót. Majdnem biztos, hogy ugyanekkor vált le a Plútó egy darabja is (a Charon), s kezdte meg keringését annak holdjaként.
De hát akkor hol keressük az "igazi" legkülső bolygót?
Ez bizony a legnehezebb kérdés, hiszen pályájának, s így jelenlegi tartózkodási helyének a kiszámításához alig van valami alapunk. Néhány szerencsére azért akad. Kiindulhatunk például abból, hogy az egymáshoz közeli bolygók keringési idejei (keringési periódusok) bizonyos rezonanciát mutatnak, vagyis meghatározott arányban vannak egymással.
Ez nem véletlen, s nem is számmisztika! Ha egy mechanikai rendszernek (a Naprendszer ilyen) elegendően hosszú ideje van rá, a kölcsönös perturbációk miatt a bolygópályák úgy módosulnak, hogy dinamikus egyensúly jöjjön létre, s a fenti arányok éppen ezt fejezik ki. Nos innen már egyszerű a következő lépés! Tegyük fel, hogy a 10. bolygó is egy olyan pályán állandósult, amelynek a periódusa két Plútó -vagy három Neptunusz- periódussal egyenlő. Ez volna a legegyszerűbb rendszer, így arra számíthatunk, hogy a keresett bolygó keringési ideje 495 év. Az ehhez tartozó közepes naptávolság 62,5 CSE. Ha most figyelembe vesszük azt, hogy napközelben nagyon közel kell elhaladnia a Neptunusz pályájához, föltehetjük, hogy ilyenkor nincs messzebb 30 CSE-nél. Ekkor naptávolpontnak 92,5 CSE-et kapunk, ami azt jelenti, hogy a 10. bolygó pályájának a legnagyobb az excentricitása (0,35).
Tombaugh szerencsés volt, amikor megtalálta a Plútót, hiszen egy új bolygó felfedezését könyvelhette el. A csillagászatot azonban veszteség érte ezzel, hiszen ha nem fedezik fel a Plútót, tovább kutattak volna a hiányzó bolygó után, s Lalande megfigyelésére talán jobban odafigyelve esetleg ma már ismernénk a 10. bolygót. Azóta bizonyára felfedezték volna a Plútót is, de úgy könyveltük volna el, mint egy külső kisbolygót, hasonlóképpen a Koval felfedezte Chironhoz.
Azért a mai kutatók véleménye kicsit eltér a fent leírt érdekességektől, de a fentiek is hozzátartoznak a csillagászat gondokodásmódjához, a kutatások menetének jobb megértéséhez.
2004.
március 15-én a NASA
hivatalosan is bejelentette, hogy megtalálták a Naprendszer
eddigi legtávolabbi égitestét.
Az inuit tengeristen után Sedna névre keresztelt égitest
135 milliárd kilométerre is eltávolodhat a Naptól,
s lehetséges, hogy az úgynevezett Oort-felhő
első megfigyelt objektuma.
Amikor "napközelben" (a Plútó távolságának több mint kétszeresére) van, így látszana róla a Nap.
Az eddigi megfigyelések szerint a Sedna átmérője közel 1700 kilométer,
vagyis a Plútó után a legnagyobb test
a nagybolygók övezetén kívül.
A Sedna rendkívül elnyúlt pályán
kering a Nap körül. Felfedezésekor kb.
13 milliárd kilométerre volt a Naptól,
azonban 10 500 éves keringési ideje alatt akár 135 milliárd kilométerre is
eltávolodhat, vagyis kb. 900-szor távolabbra, mint a Föld.
A Sedna az eddigi adatok alapján 20-50 nap alatt fordul meg a tengelye
körül, amivel a Merkúr és a Vénusz
után a leglassabban forgó égitest
a Naprendszerben.
Fontos azonban megjegyezni, hogy bármikor felfedezhetnek egy még nagyobb testet a Plútón túl, így a 10. bolygó kérdését egyre kevésbé érdemes firtatni.
Egy újabb tizedik - Erisz (2003UB313)
A Palomar
Obszervatórium Samuel Oschin teleszkópjával 2004. május 6-án fedezték fel,
de december 28-ig nem vették észre a felvételen. A Michael Brown (Caltech)
vezette kutatócsoport már közel egy éve követte az objektumot, és a fotóarchívumokban
is körülnéztek, mielőtt két napja bejelentették a felfedezést.
A képen a 2003UB313 objektum egyik első felvétele, a Plútónál nagyobb
és távolabbi Naprendszerbeli égitest
látható.
A felfedezéstől nemhogy 10-re emelkedett volna, inkább nyolcra csökken a nagybolygónak
tekintett égitestek
száma.
Az első Kuiper-objektumot
1992-ben fedezték fel, s azóta közel ezer újabb tagját találták meg. Utólag
kiderült, hogy a Kuiper-öv legnagyobb
ismert tagja a Plútó, amelyet korábban
nagybolygónak tekintettek. A mai naptól azonban a 2003UB313 a legnagyobb
Kuiper-égitest
- egészen a következő, nála is nagyobb égitest
felfedezéséig. Az új objektum érdekessége, hogy egy hold is kering körülötte,
amely a páros össztömegének csak kb. 1%-át teszi ki. Összehasonlításként ugyanez
az arány a Plútó-Charon
párosnál 10%. Úgy tűnik, nagyobb a Plútónál,
és háromszor messzebb van nála. Pályája a Naprendszer
fősíkjával 45 fokos szöget zár be, és 560 év alatt kerüli meg csillagunkat.
Útvonalának távoli részén 97-szer messzebb jár a Nap,
mint általában a Föld, míg napközelben
ugyanez az érték 36-szoros.
Michael Brown javaslata alapján 2007. szeptemberében az Erisz nevet
kapta a viszály görög istennőjéről.
Holdja a Dysnomia
nevet kapta Erisz lányáról.
Egy mégújabb tizedik - 2012 VP113
A legújabb
2014. március 26-án bejelentett törpebolygót a National Optical Astronomy
Observatory 4 méter átmérőjű távcsövével
fedezték fel.
Abszolút fényessége
4,1.
Átmérője körülbelül 450 km.
Pályályának perihéliumában,
a Naptól 83 csillagászati
egység távolságban találták meg.
Valószínűleg az Oort-felhő
belső részének egyik objektuma.
Pályája a Sednáéhoz hasonlóan elnyúlt ellipszis.
A pálya elemzéséből
arra következtettek, hogy akár 900 db hasonló (akár 1000 km átmérőjű) törpebolygó
keringhet ebben a térségben.
Feltételezik továbbá egy nagyobb bolygó létezését is, aminek perturbáló hatása
okozhatja az ennyire elnyújtott pályákat.