3I/ATLAS: nem gravitációs gyorsulást mutat a csillagközi objektum, mit jelent ez?

A 3I/ATLAS csillagközi vándort mindössze öt és fél hónapja fedezték fel, és azóta tapsztalt számos furcsa tulajdonsága miatt viharos gyorsasággal a szakmai és a sajtóérdeklődés középpontjába került. Az elmúlt hetekben több megfigyelés is azt igazolta, hogy a csillagközi térből érkezett objektum, a 3I/ATLAS nem gravitációs eredetű gyorsulást mutat ami látszólag arra is utalhatna, mintha az objektumot valamiféle saját erőforrás hajtaná ugyanúgy, mint az űrhajókat. Mivel széles körű publicitást kapott egy olyan elmélet is, mely szerint az intersztelláris objektum szokatlan tulajdonságai miatt nem lehet kizárni a mesterséges eredetét sem, a félreértések elkerülése végett érdemes alaposabban megvizsgálni, hogy mit is jelent a nem gravitációs eredetű gyorsulás.

A csillagközi 3I/ATLAS folyamatosan az érdeklődés középpontjában áll Fotó: Futura Sciences

Avi Loeb, a Harvard asztrofizika-professzora   Fotó: Harvard University

Az azóta elvégzett megfigyelések egyre szaporodó adatai alapján a csillagászok egyértelműen intersztelláris üstökösnek definiálják a 3I/ATLAS-t, és elvetik Avi Loeb hipotézisét.

Ez áll a csillagközi objektum mozgásának és sebességének változásai mögött

Sok félretájékoztatás kering erről a csillagközi üstökösről, többek között olyan állítások is elhangzanak, miszerint egy „álruhás” űrhajó, amely októberben – amikor az objektum a központi csillag fényessége miatt láthatatlan volt számunkra – a Naphoz való közeli elhaladását használta fel arra, hogy egy, a Föld felé irányuló láthatatlan manővert hajtson végre – írja az Ilf Science tudományos hírportál.

Egyesek álcázott idegen űrjárműnek vélik    Fotó: YouTube

 Noha már bebizonyosodott, hogy e konteó-szerű képzelgéseknek nincs valós alapja, de ennek ellenére az idegen űrjármű teóriája még egyáltalán nem csengett le, sőt, a 3I/ATLAS által produkált újabb különös jelenségek, így köztük legutóbb az intersztelláris üstökös körüli 400 ezer kilométeres zónában kimutatott röntgensugárzás új lendületet adott az objektum földönkívüli anyahajó-elméletével kapcsolatos találgatásoknak. Ehhez most még hozzájárult egy további adalék; a 3I/ATLAS-nál kimutatott nem gravitációs gyorsulás, ami azt a látszatot keltheti, mintha a csillagközi objektum nagy teljesítményű saját hajtóművel rendelkezne. Éppen ezért nem árt alaposabban szemügyre venni, hogy csillagászati értelemben  mi is valójában az úgynevezett nem gravitációs gyorsulás. 

                                               A 3I/ATLAS ugyan sok tulajdonságát tekintve szokatlan ,de egyértelműen üstökösként viselkedik                                                     Fotó: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/Shadow the Scientis

A nem gravitációs gyorsulás egy adott égitest olyan sebességnövekedése, ami nem a Naprendszer bolygóinak, illetve központi csillagunk, a Nap gravitációs erejétől származik. 

Az üstökösök kőzet vagy fémes elemekből álló magját általában fagyott jég borítja. Amikor az üstökös a Nap közelébe ér, a központi csillag sugárzó hőjének hatására e jeges anyag felmelegszik és szublimálódni kezd. A fagyott víz és szén-dioxid a hő hatására a szilárd halmazállapotból  átmenet nélkül– vagyis anélkül, hogy csepfolyóssá válna - gáz halmazállapotúvá válik és párologni kezd. E párolgás miatt a mag körül először egy gázburok alakul ki – ezt hívjuk kómának –, amit a hosszú, gázból és porból álló csóva követ.

Anyagsugarakat jellemzően az üstökösök bocsátanak ki, ám egyes esetekben ehhez hasonló jelenség figyelhető meg az aszteroidáknál is. Így például a 3200 Phateon nevű aszteroidán szintén kimutatták a párolgás hatására keletkező jeteket, vagyis anyagcsóvákat.

Ezek az anyagkiáramlások, az úgynevezett jetek gyakran hatással vannak az üstökös mozgására is, létrehozva a nem gravitációs gyorsulást. A nem gravitációs gyorsulás dinamikáját nehéz pontosan megállapítani mivel az üstökösök magja általában kicsi. 

A Halley-üstökösnek 100 ezer kilométer hosszú volt a csóvája   Fotó: NASA

(Az egyik legnagyobb naprendszerbeli kométa, a Halley-üstökös magja 15 kilométer átmérőjű, de ennek ellenére a legutóbbi, 1986-os napközelsége idején 100 ezer kilométer hosszú csóvát fejlesztett.) Az üstökös haladási iránya mögött a napsugárzás hatására képződő csóva, az égitest felszínéről távozó gázok energiája, az úgynevezett sugárnyomás is éppen ezért okozhat reaktív, azaz nem gravitációs eredetű gyorsulást.

Hétszer lehet nagyobb mint a legmagasabb gízai piramis

Az üstökös magja rotáló, azaz forgómozgást végez, így felszínének más-más részét fordítja a Nap felé. Az üstökösmagok általában nem gömb, hanem amorf formájúak, a felszínük pedig egyenetlen. Az üstökösök igen jelentős felszíni egyenetlenségére vezethető vissza, hogy a gázkitörések, illetve az anyagkiáramlások  a mag különböző részein keletkeznek, változó intenzitású erővel.

A 3I/ATLAS felszínén különböző intenzitású gázkitörések zajlanak  Fotó: Universe Space Tech

Ez az anyagkiáramlás pedig hatással van az üstökös mozgására, illetve a sebességének változására is. 

A 3I/ATLAS sebességét és mozgását a kutatók földi teleszkópokkal, űrtávcsövekkel, az Európai Űrügynökség Mars körül keringő Trace Gas Orbiterével vagy a NASA mélyűrbeli Psyche missziójával együtt vizsgálják. Ezek az együttes megfigyelések körülbelül fél mikron/másodperc négyzetes gyorsulást sugallnak a 3I/ATLAS esetében. Ez a gyorsulás ugyan elenyészőnek számít egy bolygó gravitációs ereje által keltett gyorsuláshoz képest, de ha állandó, idővel eltérést okozhat az objektum előre jelzett pályáján. Ez a másodpercenkénti egy mikron/másodpercnél kisebb értékű sebességváltozás azonban a kutatók számára nem tűnik sem szokatlannak, sem pedig furcsának.

A 3I/ATLAS szokatlan pályája    Fotó: The Sky Live

Egy új és a Research Notes of the American Astrnomical Society szakfolyóiratban publikált tanulmány szerzői azonban valami izgalmasra bukkantak ebben az apró eltérésben, amelyből becsült tömegértéket kaptak a 3I/ATLAS tömegéről, még mielőtt közel került volna a Naphoz és az anyaga egy részét elpárologtatta volna. A tudósok arra az eredményre jutottak, hogy az intersztelláris objektumnak szeptemberben 44 millió metrikus tonna volt a tömege; ez nagyjából valamivel több mint a hétszerese a legnagyobb gízai piramis tömegének. Ha ez a becslés helyes, akkor a 3I/ATLAS magja kisebb  a korábban becsült értékeknél, és körülbelül 375 méter lehet az átmérője.

A kapcsolódó tanulmányt teljes terjedelmében és angol nyelven itt lehet elolvasni.

A 3I/ATLAS csillagközi objektumon:

• nem gravitációs gyorsulást mutattak ki,
• ami nem a bolygók vagy a Nap gravitációs erejétől,
• de nem is az egyesek által idegen űrjárműnek tartott 3I/ATLAS állítólagos hajtóművétől,
• hanem a felszíni gázkitörések sugárnyomásától származhat.