Novemberben, az elsőként felfedezett, a Mars és a Jupiter közötti aszteroidaöv legnagyobb objektuma, a 946 km átmérőjű és az öv tömegének 1/3-át adó (1) Ceres kisbolygó a Bika (Taurus) csillagkép fejében található Hyadok (Melotte 25) nyílthalmazon ment keresztül. Persze csak látszólag.
A szabad szemmel is látható, 501 darab csillagot számláló halmaz a hozzánk legközelebb eső nyílthalmaz a maga 150 fényéves távolságával. A V alakú halmazt a téli-tavaszi égen van lehetőségünk észrevenni, a jól ismert Fiastyúk (M 45) nyílthalmazhoz közel.
A Fiastyúk és a Hyadok nyílthalmazok látványa kertvárosi égen a szerző felvételén. (2021. 11. 29.)
Az első dátum november másodika, amikor a kisbolygó a legközelebb merészkedett a Bika csillagkép szeméhez, az Aldebaranhoz. Ekkor mindössze néhány ívpercre közelítette meg a fényes csillagot.
Ezen az estén született meg a gondolat, hogy a Ceres halmazon belüli útján megörökítsem. A terv az alábbi volt:
Másodikát követően néhány felhős nap következett, de ötödikén volt annyi derült, hogy egy másik kép is készülhessen. A két képet összevetve jól látszott, mennyit is mozdult el a törpebolygó, így alakult ki, hogy a kompozit képhez három naponta csináljak képet. Természetesen a kompozithoz szükséges képeken kívül is készültek fotók.
A következő napokban a növekvő Hold egyre inkább zavarta az észleléseket, ezért néhány változtatást kellett eszközölnöm, mind a képkészítésben, mind a feldolgozásban. Egyik ilyen fontosabb, a fényképezőgép ún. ISO érzékenységének (fényérzékenység) fokozatos csökkentése. A technikai rész megvolt, de a tiszta ég az, amire a leginkább szükség van. Több napon is a köd vagy a fátyolfelhők miatt kétségessé vált egy-egy szükséges fotó elkészítése, de az időjárás ellenére mégis sikerült. A végső kép összesen hét észlelést foglal magában november másodika és huszadika között. Segítségképp bevonalaztam a Bika csillagkép fejét alkotó csillagokat.
És íme a kész kép:
A (1) Ceres útja november 2. és 20. között a szerző felvételén. A képek fix állványról, teleobjektívvel készültek 168 mm-es gyújtótávolsággal
Viszont nem csak a Hyadok nyílthalmaz található ezen a területen. Készítettem egy két képes panorámát is, hogy a Patkó aszterizmus is látható legyen a képen. Az aszterizmusok olyan csillagalakzatok, melyek csak látszólag tartoznak egymáshoz, mindössze a távoli csillagok látszódnak egymás mellettinek.
Akik pedig meg szeretnék pillantani a törpebolygót, azoknak mindenképp szüksége lesz egy binokulárra vagy egy kisebb távcsőre, ugyanis a 7,2 magnitúdós Ceres nem a szabadszemmel látható fényességű objektumok közé tartozik. Segítségül itt egy térkép a kereséshez:
A (1) Ceres útja az elkövetkező 3 hónapban. Forrás: Dominic Ford; SkyView
Új felvételek kerültek napvilágra a Mars és Jupiter közötti kisbolygóövezet 42 legnagyobb aszteroidájáról – számol be a sciencealert.com. Egy csillagászokból álló nemzetközi csapat az ESO VLT (Very Large Telescope – Nagyon Nagy Távcső) nevű óriásteleszkópja segítségével vadonatúj képeket készített ezen égitestekről.
“Idáig csupán három nagy, fő kisbolygóövezet-beli égitestről voltak nagy felbontású képeink, a Ceresről, a Vestáról és a Lutetiáról, melyeket a NASA és ESA Dawn és Rosetta missziók tártak fel számunkra.” – mondta Pierre Vernazza csillagász – “Megfigyeléseink jóval több égitestről készítettek éles képeket, összesen 42-ről.”
Ez az új felmérés egy sokkal átfogóbb munka, célja az egyes égitestek kollektív tulajdonságainak vizsgálata, az egyedi jellemzőik helyett. Ezekhez új, háromdimenziós adatokat is felhasználnak, melyek segítenek feltárni ezen égitestek valódi alakját, illetve tömegét. Általánosságban elmondható, hogy ezek a kisbolygók két morfológiai kategóriába sorolhatók: egyik a kerekebb, másik pedig a hosszúkás égitesteket foglalja magába. Utóbbira a kutyacsont-alakú Kleopatra kisbolygó a legjobb példa. Az új adatok azt is feltárták, hogy az aszteroida két holdja, az Alexhelios és Cleoselene a Kleopatráról kilökődött anyagból születtek.
Érdekes, hogy ezek a kategóriák nincsenek összefüggésben az átmérővel. A 940 kilométeres Ceres egy megközelítőleg gömb alakú égitest, akárcsak a 434 kilométeres, törpebolygó-jelölt Hygeia; míg az 520 kilométeres Vesta és a 274 kilométeres Sylvia már szabálytalanabb alakú. A 146 kilométeres Flora és a 144 kilométeres Adeona már szintén közelebb állnak a gömbhöz.
Az új háromdimenziós adatok határozottabb kereteket biztosítottak a tudósok számára az égitestek térfogatának kiszámításához. Ha az égitest térfogata és tömege is ismert, kiszámíthatóvá válik a sűrűsége és az összetétele. Földünk sűrűsége átlagosan 5,51 g/cm3. A legkisebb sűrűségű aszteroida sűrűsége 1,3 g/cm3 (mely minden bizonnyal egy porózus, szenes összetételű kisbolygó), míg a legsűrűbbeké, a Psyche és a Kalliope, 3,9 g/cm3 és 4,4 g/cm3 (mely kő-vas összetételt sugall).
Ezek a mérések (is) azt sugallják, hogy a kisbolygóövezet különböző összetételű, és így különböző eredetű égitestjei merőben más helyekről származnak, mint jelenlegi tartózkodási helyük. “A megfigyeléseink egy jelentős bizonyítékot nyújtanak a kisbolygók létrejöttük utáni migrációira.” – véli Josef Hanuš, a csehországi Károly Egyetem munkatársa.
A Ceres (1), a kisbolygóöv királynője eddig a legkisebb, valamint a Naphoz legközelebbi törpebolygó a Naprendszerben, és az egyetlen, ami a kisbolygóövben található. A 4 Vesta proto-planéta is törpebolygó planetológiailag, az ide való besorolását csak azért nem kapta meg, mert a déli sarkon egy hatalmas becsapódás lerobbantotta anyagának egy részét, és emiatt alakja nem gömbölyű. Ez a besorolás talán változni fog, hiszen a törpebolygók definíciójának része a gömb alak, de ez természetesen az objektum kialakulására és fejlődésére kell, hogy utaljon, nem pedig későbbi sorsára.
A 940 kilométeres, gömb alakú Ceres volt az első aszteroida, amelyet felfedeztek (Giuseppe Piazzi, a palermói csillagászati obszervatóriumában 1801. január 1-jén). Eredetileg bolygónak vélték, de az 1850-es években aszteroidává minősítették, miután számos más, hasonló pályán lévő objektumot is találtak. Később természetesen aszteroidáról törpebolygónak sorolták át. Nevét Ceresről, a földművelés római istennőjéről kapta (2). Tömege a kisbolygóöv mintegy negyedét adja. Eredetileg az ismert aszteroidák körülbelül 75%-át alkotó C-típusú kisbolygók közé sorolták be, tehát a szenes kondritokból álló kisbolygók közé, de átsorolták a C egy alosztályába, a G-típusba (3), miután kőzetei hidratált filloszilikátokat, agyagásványokat tartalmaznak (4), emiatt az UV-tartományban színképe erős abszorpciós vonalakat tartalmaz.
Egy zseniális törvény, ami nem létezik, de gyakran működik.
A Titius-Bode törvény (5,6) „Titius–Bode law” melyet magyarul kicsit árnyaltabban Titius–Bode-szabálynak neveznek, egy empirikus szabály, amely megadja a bolygók hozzávetőleges távolságát a Naptól. Először 1766-ban jelentette be Johann Daniel Titius német csillagász, de csak 1772-től népszerűsítette és pontosította Johann Elert Bode. A szabály működése feltehetőleg a pályarezonanciák hatásával magyarázható, miszerint a bolygók pályarezonanciái olyan területeket hoznak létre, amelyekben nem alakulhatnak ki stabil bolygópályák. Stabil pályák csak a Naptól való bizonyos távolságokra korlátozódhatnak. Titius-Bode szabálya inkább matematikai érdekesség, mint fizikai törvény.
Johann Elert Bode még természetesen azt hitte, a 2,8 csillagászati egység távolságra felfedezett Ceres a hiányzó bolygó, csillagászati jelet is kapott. A problémák akkor kezdődtek, amikor sorra fedezték fel az újabb és újabb égitesteket hasonló pályákon. Be kellett ismerni, hogy ezek nyilvánvalóan nem bolygók, Sir William Herschel 1802-ben nevezte el ezeket az égitesteket aszteroidának, „csillagszerűnek”. Hamarosan meg is született a hipotézis, hogy bár ezek nem bolygók, de talán egy korábbi felrobbant bolygó törmelékei – ez a hipotetikus bolygó a Phaeton nevet kapta (7).
A Földre érkező meteoritok vizsgálata azonban meglepő eredmény hozott. Noha egy kis részük akondrit, tehát differenciált törpebolygóról származik, többségük mégis a Naprendszer eredeti, nyers, ősi anyagából áll, a kondritokból (8, 9). Az ismert aszteroidák többsége a Mars és a Jupiter pályája között kering a Nap körül, kialakulásukkor a Jupiter hatalmas tömege által keltett pályarezonanciák a megszületett planetezimálok 99%-át eltávolította, maradékuk bolygóvá alakulását pedig meggátolta. A kisbolygóöv tehát olyan égitestekből áll, mely nagyrészt a Naprendszer bolygóinak nyersanyaga, olyan kisbolygókból, melyek nem álltak össze egy nagyobb bolygóvá. A Ceres azonban kivétel.
A Ceres planetológiája
Tudjuk, hogy a Ceres nagyméretű, szferoid, nyilvánvalóan differenciált égitest, nem ősi, egyszerű planetezimál. Lehet-e a Ceres olyan felépítésű, mint a Föld és a föld-típusú bolygók vasmaggal, nehéz szilikátos köpennyel és bazaltos kéreggel? Ennek rögtön ellentmond alacsony sűrűsége, ami 2,077 g/cm³. Másik tény, hogy a Vestával ellentétben, a Ceresről nincsenek beazonosított akondritok.
Problémánk nyitja Naprendszerünk kezdeti ásványtana. Noha Naprendszerünk hozzávetőleges összetétele 98% gáz, 1,5% jegek, 0,5% fémek, ezeknek az anyagoknak az eloszlása nem véletlenszerű. A legtöbb gáz nyilvánvalóan a Napban található, a bolygókat, ezek holdjait, valamint a kisebb égitesteket tekintve a Nap közelében a jegek (vízjég, ammónia és metánjég) természetesen nem stabilok, ezek csak a Naptól messze létezhettek, a kőbolygókat alkotó fémek és szilikátok viszont eltűrték csillagunk közelségét. A Naptól való távolság szerint, ahhoz legközelebbi anyagok a fémek, a szilikátok, távolodva tőle a szén, majd a jegek következnek. A Ceres régiójában a fémek már ritkábbak, gyakoribb a szilikát és a szén, differenciációja tehát elegendő fém hiányában nem volt tökéletes, a kevés radioaktív izotóp nem tudta kellően felmelegíteni az égitestet.
De nézzük csak mit talált a Dawn szondája (10, 11), mely 2015 tavaszán állt pályára a törpebolygó körül. A Ceres gravitációjára és domborzatára vonatkozó információk alapján ki lehet jelenteni, hogy Ceres valóban differenciált égitest. Ceres felszínének albedója 0,09, amely meglehetősen sötét a külső Naprendszer holdjaihoz képest. Ennek oka a Ceres felületének viszonylag magas hőmérséklete, a Dawn által mért maximális hőmérsékletet −38°C volt. Vákuumban a jég nem stabil ezen a hőmérsékleten, a felszíni jég szublimációja által hátrahagyott szenes anyag magyarázhatja a Ceres sötét felületét. Noha felszínét ez a sötét, szenes anyag borítja, kérge jég, hidratált ásványok és evaporitok keveréke. Ez alatt egy túltelített sós vizes réteg, majd a hidratált szilikátokból, agyagokból álló köpeny következik. Mélyebbre már nem „látott” le a Dawn, de feltételezések szerint magja száraz szilikátok és fémek keverékéből állhat, semmiképp sem olvadt, aktív, forró fémmagból (12).
A Ceres belső felépítése a Dawn szonda adatai alapján. Kép: Wikipedia
A Ceres felszínformái is különlegesek. Az égitesten megfigyelhető alacsony kráterek is azt jelzik, hogy viszonylag lágyabb rétegeken, valószínűleg vízjég felett fekszenek. A Kerwan-kráter például rendkívül lapos, 284 kilométer átmérőjű, ami a Tethys és az Iapetus nagy, lapos krátereire emlékeztet. Mérete alapján kifejezetten sekély, és nincs központi csúcsa.
Sok hosszú, egyenes vagy finoman ívelt kanyont talált Dawn. Kialakulásukért valószínűleg több különböző mechanizmus is felelős lehet. Ezek némelyike Ceres kérgének a zsugorodása miatt keletkezhetett, amikor a belső hő fokozatosan kisugárzódik az űrbe, a feszültségek megtörhették a sziklás, jeges talajt (13).
A Ceresen huszonkét azonosított hegy (montes) található. Ezek többségének felszínformái az idő múlásával jelentősen eltűntek, és csak a régi kriovulkánok várható alakjának modellezése után azonosították őket. A legismertebb hegyek egyike a Ceresen az Ahuna Mons (14), egy kriovulkán (15), mely körülbelül 6 kilométer magas és 15 kilométer széles. Lejtőin világos csíkok futnak felülről lefelé, melyek valószínűleg sóban gazdag ásványokból állnak. A hegy alacsony kráterszáma azt sugallja, hogy ez a kriovulkán nem lehet 200 millió évnél régebbi, ezt a jég plasztikus relaxációjának modelljei is alátámasztják (15).
A Ceres törpebolygón számos fényes foltszerű felszínformát (faculae) is felfedezett a Dawn űrszonda 2015-ben. A legfényesebb folt az Occator kráter közepén található, az úgynevezett “5. fényes folt”. 130 fényes területet fedeztek fel Ceresen, amelyekről azt gondolják, hogy sóban – magnézium-szulfát-hexahidritben (MgSO4 · 6H2O) és ammónia-vegyületekben gazdag (16, 17), mely ásványok a Ceres belsejéből származnak.
Az Occator kráter közepén található, az úgynevezett “5. fényes folt”. Kép: WikipediaA Cerealia Facula az Occator kráterben. Kép: Wikipedia
A Dawn űrszonda egyik legizgalmasabb felfedezése az Ernutet-kráter régiójában talált szerves molekulák voltak. A bizonyítékok arra utalnak, hogy ez a szerves anyag is a Ceres mélyéből, egy belső, folyékony vizet tartalmazó rétegből származhat (18, 19).
Források:
Asteroid (1) Ceres – Summary, https://newton.spacedys.com/astdys/index.php?pc=1.1.0&n=1
Schmadel, Lutz (2003). Dictionary of minor planet names (5th ed.). Germany: Springer. p. 15. ISBN 978-3-540-00238-3.
Tholen, D. J. (1989). “Asteroid taxonomic classifications”. Asteroids II. Tucson: University of Arizona Press. pp. 1139–1150. ISBN 978-0-8165-1123-5.
The surface composition of Ceres: Discovery of carbonates and iron-rich clays, http://irtfweb.ifa.hawaii.edu/~elv/icarus185.563.pdf
Hoskin, Michael: Bodes’ Law and the Discovery of Ceres. Observatorio Astronomico di Palermo “Giuseppe S. Vaiana”
Ceres takes life an ice volcano at a time, https://phys.org/news/2018-09-ceres-life-ice-volcano.html
Dawn And Ceres: A Dwarf Planet Revealed, https://www.forbes.com/sites/kevinanderton/2016/03/26/dawn-and-ceres-a-dwarf-planet-revealed-infographic/?sh=40e671614c07
New Clues to Ceres’ Bright Spots and Origins, https://www.jpl.nasa.gov/news/new-clues-to-ceres-bright-spots-and-origins
Dawn Discovers Evidence for Organic Material on Ceres, http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=6751
The Origin of Organic Matter on Ceres, https://www.calacademy.org/explore-science/the-origin-of-organic-matter-on-ceres
Évezredek óta folyik a világ szerkezetének, mozgásainak kutatása. Ezalatt sokat változott már a „világ” fogalma is. Kezdetben talán csak magát a Földet jelentette, majd az égitesteket is beleértették. A kutatás hajtóereje nem puszta kíváncsiság volt, hanem gyakorlati szempontok is. Egyrészt szükség volt naptárra az időbeli tájékozódáshoz a mezőgazdaságban (és a közigazgatásban), de a naptárkészítés még ma sem könnyű feladat. Viszont felismerték, hogy a Nap járása irányítja a napszakok és az évszakok váltakozását, s az égi mozgások szabályosságait figyelve az ég mintegy naptárként használható. Hasonlóképpen segítik az égitestek a térbeli irányok kijelölését is, ami szintén szükséges és hasznos dolog. Másrészt az égitesteket istenként tisztelték, járásukban a földi események előjeleit keresték, ezért megfigyeléseiket gondosan följegyezték – évezredekkel később élt csillagász utódaik nagy örömére. Már időszámításunk kezdete előtt több ezer évvel Fölfedezték a szabad szemmel látható bolygókat is.
Az
egyiptomiak, bár az egész világot meglehetősen kicsinynek gondolták, már
tudták, hogy a Hold van legközelebb a Földhöz, és helyesen állapították meg a
bolygók, valamint a Nap távolságának sorrendjét. Talán a Föld gömb alakját is
ismerték.
A görög
Eratoszthenész (kb. i. e. 190-125) meglehetősen jó közelítéssel meghatározta
Földünk nagyságát; később Hipparkhosz (kb. i. e. 190-125) a holdfogyatkozások
megfigyelése alapján geometriai úton sikeresen meghatározta a Hold méretét és a
Földtől mért távolságát. A többi égitest távolságára azonban csak igen
pontatlan becslések léteztek; Arisztarkhosz (kb. i. e. 310-230) úgy mérte, hogy
a Nap mintegy 19-szer van messzebb, mint a Hold – valójában kb. 400-szor -, de
kortársai még ezt az erősen alulbecsült értéket is túl nagynak vélték.
Hosszú
idő telt el, míg a csillagászok, fejlettebb eszközök birtokában, jobb adatokat
kaptak. Kialakult a Naprendszer pontosabb képe; nyilvánvalóvá vált az is, hogy
a csillagok igen messze vannak: ahogy Kopernikusz (1473-1543) fogalmazta, annyira,
hogy távolságukhoz képest a Föld-Nap távolság elhanyagolható.
Johannes Kepler (1571 – 1630)
Kepler
(1571 – 1630) nagyon alaposan vizsgálta a bolygók mozgását, sőt arra is
kíváncsi volt, miért épp olyanok e mozgások, amilyenek. A választ még nem tudta
megadni, bár igen közel jutott hozzá; ez csak Newtonnak (1643-1727) sikerült.
Kepler a „Mysterium cosmographicum”
című, 1596-ban megjelent művében azt a furcsa gondolatot fejtette ki, hogy a
Naprendszer szerkezetét az öt szabályos test magyarázza. Egy nagy gömbbe, mely
a Szaturnusz pályáját ábrázolja, szerkesszünk kockát, abba ismét azt belülről
érintő gömböt a Jupiternek. Ebbe tetraédert, amibe a Mars pályát tartalmazó
gömb illik, abba dodekaédert, benne a Föld pályájával. Abban ikozaéder, benne a
Vénusz gömbje; végül oktaéder és a Merkúr. Mivel csak öt szabályos test
létezik, Kepler úgy gondolta, ezzel nemcsak a bolygópályák méreteit, illetve
arányait magyarázta meg jól, hanem azt is, miért épp hat bolygó van. Merthogy
persze még nem ismerte a Naprendszer többi tagját.
A Kepler által tervezett Naprendszer-modell
De nem
ragaszkodott túl következetesen ehhez a – később maga által is elismerten rossz
és erőszakolt – modellhez. Észrevette ugyanis bolygórendszerünk bizonyos
aránytalanságát: a Mars és a Jupiter közt túl nagy a távolság! A Naprendszer
Kepler szemében „nem volt szép” – korrekcióra szorult. Ezért feltételezte, hogy
van ott még egy ismeretlen bolygó; ahogy ő fogalmazta: „Inter Iovem et Martem
interposui planetam”. Vagyis mégsem csak hat nagybolygó létezhet…? Talán itt
jelent meg először a Mars és a Jupiter közt keringő égitest(ek) létezésének
gyanúja.
A Harmonices mundi címlapja
További
munkája során kimutatott rengeteg valóságos összefüggést a bolygópályák és
keringési idők között. Ezek egy újabb kötetet töltenek meg, a Harmonices Mundi-t (1619). Később Newton
lelte meg e könyv képlet-rengetegében azt a szabályt, amit ma Kepler III.
torvényeként ismerünk, és amit Newton le is vezetett mechanikája és a
gravitációs törvény alapján. De ez már másik történet.
A
Titius-Bode szabály és az „égi rendőrség”
Volt-e valaki a következő 100-150 évben, aki Kepler ötletére felfigyelt volna, nem tudjuk. De később egy porosz tudósnak, bizonyos Titius (1729-1796) professzornak mégis föltűnt a dolog. (Tudósunk eredeti neve Johann Daniel Tietz volt, amit a kor szokása szerint Titiusra latinítva használt. Nemcsak humanista divatból; inkább azért, mert mint a legtöbb német név, a Tietz is a tudományok nyelvén, latinul nemigen lenne ragozható.) A tudós 1761-től Wittenbergben a matematika és a fizika professzora volt; ő építette városában az első villámhárítót. (Ezt 1752-ben találta föl B. Franklin, tehát professzorunk meglehetősen „naprakészen” követte a tudomány haladását.) Egyetemi munkája mellett Titius segítette az első rendszeresen megjelenő wittenbergi újság szerkesztését és kiadását is, melynek megjelent 11 évfolyama ma szinte kincsesbánya a kutatók számára. Angol, francia és latin nyelvből fordításokat készített, amivel némi hírnevet is szerzett.
1766-ban egy fordításába (Charles Bonnet Contemplation de la Nature című könyvébe)
belevette néhány saját ötletét is. Ezek egyike az volt, hogy a bolygók Naptól
mért közepes távolságai nem véletlenszerűen következnek egymásra, hanem – ahogy
Kepler is sejtette – meghatározott matematikai törvényszerűség szerint.
Tekintsük azt a sorozatot, amely 0-val kezdődik, következő
eleme 3, majd a többi mind az előző elem kétszerese! Így a 0, 3, 6, 12, 24, 48,
96 stb. sorozathoz jutunk. Adjunk mindegyikhez 4-et, és az eredményt osszuk
10-zel! Képlettel fölírva:
a =
0,4 + 0,3 · 2n, ahol n = -∞,
0, 1, 2…
Így az a = 0.4, 0.7, 1, 1.6, 2.8, 5.2, 10 stb. számsort kapjuk, vagyis nagyjából a bolygók naptávolságát, ha a Föld-Nap távolságot vesszük egységnek. (A Föld-Nap távolság, azaz 150 millió km egy távolság – mértékegység, neve „csillagászati egység”.) A Merkúr valóban 0.4 CsE-re, a Vénusz 0.72 CsE-re, a Föld 1 CsE-re, a Mars 1.52 CsE-re, a Jupiter 5.2 CsE-re, és a Szaturnusz, az akkor ismert legkülső bolygó 9.54 CsE-re van a Naptól. De mint látható, a Titius-számok közül a 2.8-hoz nem tartozik planéta.
Johann Elert Bode (1747-1826) német csillagász 1772-ben
elolvasta Titius fordítását, megtalálta benne a sorozatot, a szabályosság
megtetszett neki és újra közölte, azzal a megjegyzéssel, hogy — amint maga
Titius is vélte — talán a 2.8 CsE-nél is van bolygó, amelyet még nem ismerünk.
1781-ben William Herschel (1738-1822) fölfedezte az
Uránuszt, amelynek naptávolsága 19.2 CsE. Ez a Titius-Bode szabály alapján 19.6
CsE volna, ami elég jó egyezés, így az új bolygó megerősíteni látszott a
szabályt.
A Zách Xavér Ferenc (Franz Xaver von Zach; teljes nevén Zách Xavér Ferenc János) pesti szülőházán elhelyezett emléktábla a Városház utca és a Gerlóczy utca sarkán
A magyar
Zách Xavér Ferenc báró (1754-1832), aki szabadkőműves is volt, egész életében a
külföldet járta, és igen népszerű volt tudományos és előkelő körökben (jól ismerte
többek között Herschelt; a Royal Society is tagjai sorába iktatta), II. Ernő
szász-gothai herceg udvarában felvetette egy új, korszerű csillagvizsgáló
létesítésének tervét. Az obszervatórium 1789-re el is készült a Seeberg
tetején. Zách indította meg az első tudományos folyóiratokat (az 1797-től
1799-ig havonta megjelent „Allgemeine
Geographischen Ephemeriden”-t, és a szintén havonta, 1800 és 1814 közt
megjelenő „Monatliche Correspondenz”-et,
mely az első csillagászati szaklap volt a világon). Ő szervezte az első
nemzetközi tudományos konferenciát a seebergi csillagdában 1798-ban; ő volt az
első, akinek eszébe jutott, hogy bizonyos tudományos munkákat célszerű lenne több
kutató közös munkájával elvégezni.
Ötletének
egy konkrét megvalósítása végett hívott össze hat csillagászt a lilienthali
magáncsillagdába, melynek tulajdonosa és igazgatója Johann Hieronymus Schröter
(1745-1816) volt. A többi meghívott Heinrich Wilhelm Olbers (1758-1840), Karl
Ludwig Harding 1765-1834), Johann Gildemeister (1753-1837) és Ferdinand Adolf
von Ende (1760-1817) volt. Zách azt javasolta nekik, hogy kezdjenek közösen
kutatni a feltételezett ismeretlen bolygó után. Elnevezték magukat „égi
rendőrség”-nek, és nekiláttak a kutatás megtervezésének. Tudták, hogy szinte
reménytelen mennyiségű munkát kell elvégezniük, ráadásul csillagászati
fényképezés még nem létezvén, mindezt szabad szemmel. Felosztották az Állatövet
24 zónára, és egyet-egyet kisorsoltak egymás közt. Úgy gondolták, a többinek az
észlelésére levélben más csillagászokat kérnek föl. Ez meg is történt. Maguk is
– már amelyikük – megkezdték a munkát.
Siker!
A sikert mégsem ők érték el.
Giuseppe
Piazzi (1746 – 1826) olasz theatinus szerzetes (és szintén szabadkőműves!)
csillagász, a palermói csillagvizsgáló alapítója és igazgatója ekkoriban azzal
foglalkozott, hogy új és kitűnő műszereivel egy nagy csillagkatalógus adatait
ellenőrizze. Természetesen ez is nagy munka; megfeszített figyelmet és komoly
fáradságot igényelt, bár sokat könnyített rajta a tiszta itáliai égbolt és a jó
műszerek.
Giuseppe Piazzi (1746 –1826)
Segítette
észleléseit Niccolò Cacciatore (magyarul „Vadász Miklós”, latinosan Nicolaus
Venator) nevű lelkes asszisztense is, akit csupán egy érdekesség kedvéért
említünk itt. Ő ugyanis szerette volna nevét megörökíteni, és erre meglehetősen
ötletes módot talált. Kiválasztott egy nem túl fényes, de jellegzetes, könnyen
megtalálható csillagképet a nyári égbolton, a Delfint (Delphinus). Saját nevét
megfordította (Nicolaus – Sualocin, Venator – Rotanev), és a Delphinus két
legfényesebb csillagát e nevekkel látta el: az α Del lett a Sualocin, a β Del a
Rotanev. Ma is így nevezik őket, de az ismeretterjesztő munkákban, ahol a
csillagnevek jelentését, illetve eredetét közlik, rendszerint az áll: nevük
„ismeretlen eredetű”, illetve „ismeretlen jelentésű”.
Piazzi megfigyelési adatai a Ceresről a Monatliche Correspondenz 1801 szeptemberi számában
Piazzi,
aki nem tudott az „égi rendőrség”-ről, asszisztensével 1801. január 1.-jének
estéjén is az említett katalógus ellenőrzésével foglalatoskodott. A Bika
(Taurus) csillagkép egy részletét vizsgálva észrevett egy halvány fénypontot a
távcső látómezejében, mely nem szerepelt a katalógusban. A következő éjszakákon
is megkereste, és megállapította, hogy elmozdul a csillagok hátterén: estéről
estére mintegy 4 ívperccel észak-nyugatabbra kerül. Követte, míg lehetett,
összesen 41 éjszakán. Ezután részint műszere szerkezeti sajátosságai miatt,
részint betegsége, részint pedig a kedvezőtlen időjárás következtében észlelés-sorozata
megszakadt. Egyelőre nem is tudta folytatni, mert az égitest már túl korán
nyugodott, s megfigyelése lehetetlenné vált az alkonyi fényben.
Piazzi megírta
felfedezését a párizsi obszervatórium igazgatójának, majd további néhány
éjszakai munka után más csillagászoknak – többek között Bode-nak – is azzal,
hogy üstököst talált. De titokban sejtette, hogy objektuma mégsem üstökös, mert
nem mutatta az üstökösök szokásos tulajdonságait: nem volt csóvája, sem kómája,
és mozgásának jellege is más volt, mint az üstökösöké általában.
Áprilisban
Zách is tudomást szerzett a felfedezésről, és akárcsak Bode, mindjárt megsejtette,
hogy a keresett bolygóról van szó. Piazzi a Ceres nevet javasolta neki.
A
bolygócska azonban egyelőre elveszett. Hónapok múlva előbújt ugyan a hajnali
égen, de addigra természetesen továbbhaladt a pályáján, s nem lehetett tudni,
merre keressék. Helyét Olbers is, Zách is sikertelenül próbálta kiszámítani.
Ekkor egy fiatal német matematikus, (a később a világ talán legnagyobb
matematikusává lett) Karl Friedrich Gauss (1777-1855) vette kezébe a dolgot.
Kidolgozott egy módszert a bolygók pályaszámítására, mellyel bármely bolygó
pályaelemei meghatározhatók, ha róla legalább három különböző időpontban mért
pozíció-adatok állnak rendelkezésre. Természetesen minél több és időben minél
távolabbi adatunk van, annál pontosabb eredményeket kapunk. A rendelkezésre
álló adatok alapján Gauss kiszámolta az égitest várható helyét, s ott Zách és
Olbers újra meg is találta azt. Közepes naptávolsága 2,77 CsE-nek adódott, tehát
lényegében megfelelt a Titius-Bode szabálynak.
E
„szabályról” különben még ma is sok vita folyik. Egyesek véletlennek tartják,
hiszen a Neptunusz naptávolságát már hibásan adja meg (30 CsE helyett 38,8
CsE). De nem lehetetlen, hogy a nagybolygók kölcsönös gravitációs hatása
hosszabb idő alatt bármely bolygórendszerben létrehoz valami hasonló – esetleg
más képlettel kifejezhető – összefüggést. Például Naprendszerünk
óriásbolygóinak holdrendszerében is kimutathatók efféle, de konkrét alakjukban
a Titius-Bode szabálytól teljesen eltérő szabályszerűségek.
Az „égi
rendőrség” tehát elégedett lehetett: meglett a renitens égitest. Csakhogy a
Ceres túl halvány, vagyis túl kicsi. Remélni lehetett, hogy a Ceres felfedezése
még nem a végleges eredmény. Csakugyan, Olbers 1802-ben talált egy másik,
hasonló pályájú és méretű bolygócskát, melyet Pallas-nak keresztelt el. Harding
1804-ben Lilienthalban meglelte a harmadik apróságot, amely a Juno nevet kapta;
1807-ben pedig Olbers a Vestát találta meg. További felfedezés egyelőre nem volt;
úgy látszott, a feladatot megoldották.
A Ceres a 2007. szeptember 27-én indított Dawn űrszonda felvételén (kb. 46.000 km távolságból). Az Occator nevű becsapódási kráterben látható fényes foltok anyaga valószínűleg a törpebolygó mélyéről felszivárgó és a felszínen elpárolgó vízből kikristályosodott só
Mint
tudjuk azonban, a történet korántsem ért véget. 1845-ben egy szorgalmas
amatőrcsillagász, Karl Ludwig Hencke (1793-1866) felfedezte az 5. kisbolygót,
az Astreá-t. Azóta egyre újabb kisbolygókat találnak, immár több százezerre rúg
a számuk. (A Ceres-t ma már nem kisbolygónak, hanem törpebolygónak nevezzük.) Sok kisbolygót űrszondák látogattak meg,
közeli felvételeket készítettek róluk, sőt anyagmintákat hoztak róluk. Egyre
több érdekességet tudunk meg Naprendszerünk e különös parányairól. Az „égi
rendőrség” munkája ma is folytatódik…
Végéhez ért a Dawn űrszonda 11 éves, sikerekkel teli küldetése. Az űreszköz stabilizálásához szükséges üzemanyag kifogyott van, így a szonda működésképtelenné vált: antennái már nem tudnak a Föld felé fordulni, és a napelemtáblái sem fognak a Nap felé nézni, így az energiaellátása is véget ér. Bár ezek után még évtizedekig marad Ceres-körüli pályán, az űrszondáról már nem fogjuk hallani.
A Dawn tizenegy éve igen sikeres volt: két kisbolygóövbeli égitest körül is pályára állt, a Vesta kisbolygó, illetve a Ceres törpebolygó körül. Előbbin felfedezett egy hatalmas hegycsúcsot, a Rheasilvia-kráter közepén magasodó központi csúcsot, melyről kiderült, a marsi Olympus Mons után a legmagasabb hegycsúcs a Naprendszerben.
A Vesta a Dawn felvételén. A kép alsó felén látható a Rheasilvia-csúcs (NASA).
Utóbbin, a Ceres-en többek között felfedezett egy rejtélyes, világos foltcsoportot, az Occator-kráterben, melyről később megállapították, hogy a relatíve sötét égitesten “világító” pontok valójában sókiválások.
A Ceres, középen a rejtélyes Occator kréterrel (NASA).
A Ceres a Dawn felvételeiből összeállított animáción (NASA).
Mivel a Dawn hajtóanyaga bármikor elfogyhat, a NASA biztonsági okokból olyan pályára állította a szondát, melyen legalább két évtizedig stabilan fog a Ceres körül keringeni.
A Dawn-nal ellentétben a Kepler missziója már véget ért, az űrtávcsőnek mostanra teljesen elfogyott a hajtóanyaga, így 9 évnyi működés után végleg leállt, továbbra is stabil pályán maradva a Nap körül. Küldetésének évei alatt több, mint 2600 Naprendszeren kívüli bolygót, más néven exobolygót fedezett fel, úgynevezett tranzit módszerrel, melynek során a csillagnak az előtte áthaladó bolygó okozta fényességcsökkenését mérte. A több, mint 2600 felfedezett bolygó mellett még további 4600 exobolygó-jelölt, illetve 8 apró, lakhatósági zónában található kőzetbolygó felfedezése köthető a Kepler nevéhez.
A Kepler egy festő ábrázolásában. A küldetés rávilágított arra, hogy több bolygó lehet a Galaxisban, mint ahány csillag (NASA/Ames/Wendy Stenzel).
Az OSIRIS-REx, mely december 3-án érkezik meg úticéljához, a Bennu kisbolygóhoz, pár napja egy káprázatos fotóval örvendeztetett meg minket. A montázs október 29-én, az aszteroidától 330 kilométerre készült.
November 11-én kerül ember alkotta űreszköz legközelebb a Naphoz, a Parker Solar Probe mindössze 47 millió kilométerre közelíti meg központi csillagunkat, megdöntve az amerikai-német Helios-2 1978-as, 43 millió kilométeres rekordját. A Nap külső légkörét vizsgáló űrszondának ez lesz az első “napsúrolása” a 24-ből, melyek során egyre kisebb távolságra suhan el csillagunk mellett.
