(16) Psyche oppozícióban

Csillagvizsgáló Svábhegyi

Naprendszerünk egyik különleges égiteste kerül oppozícióba december 7-én. A (16) Psyche kisbolygó, mely az utóbbi időben különös figyelmet kapott a kutatóktól. Ennek oka pedig nem más, mint az, hogy az aszteroida jelentős mennyiségű fémet tartalmaz és felszíne 90%-a fémekből áll. Az égitest értékét 10000 billiárd dollárra becsülik. Az itt következő írásunkban kicsit jobban bemutatjuk ezt a figyelemreméltó aszteroidát.

A (16) Psyche kisbolyót 1852-ben fedezte fel az olasz Annibale de Gasparis csillagász, Nápolyban. Ez a kilencedik legnagyobb tömegű aszteroida a Naprendszerünkben. Átlagos átmérője 222 km, míg átlagos sűrűsége kb. 4.1 g/cm3. Már innen is látszik, hogy ez nem egy jéglabda lesz, valóban elég sűrű objektumról van szó. Alakja szabálytalan, ovális alakú, egyik feléről nézve háromszögded. Nevét Psyche-ről, a lélek görög istennőjéről kapta. A fő kisbolygóövben kering, a Mars és a Jupiter pályája között. Egy keringése majdnem pontosan 5 évig tart. Sebesen pörög tengelye körük, tengelyforgási ideje 4,2 óra. A tömegére az első becsléseket az egyéb kisbolygókra gyakorolt gravitációs hatásából tették, a legutóbbi, pontosnak vélt érték 24*1018 kg. Méretét először az IRAS infravörös űrtávcső adatainak segítségével határozták meg, majd később ezt az értéket úgynevezett fénygörbe és csillagfedésekből származó okkultációs mérések segítségével pontosították.

A fénygörbe analízis során a kisbolygó fényváltozását vizsgálták, amit annak saját tengelye körüli forgása okoz, valamint az, hogy felszíne nem egyenletes és alakja nem gömbszimmetrikus. Az aszimmetrikus kisbolygónak változik a látszó fényessége, attól függően, hogy melyik oldala néz éppen felénk. Ha keringési pályája mentén több pozícióban is megfigyeljük a fénygörbéjét, akkor az úgynevezett fénygörbe inverziós technológiával lehet alkotni egy alakmodellt, ami az adott fényváltozást produkálni tudja.

Az okkultációs technika pedig arról szól, hogy néha Naprendszerünk objektumai a Földről nézve elhaladnak egy csillag előtt, gyakorlatilag apró csillagfogyatkozásokat okozva. Ekkor a kisbolygó árnyéka végighalad a Föld egy részén és ha ebben a sávban a csillag elhalványodásának pontos idejét megfigyeljük, akkor több, térben más helyen készült mérés kombinált adataiból ki tudjuk nyerni az aszteroida alakját. Természetesen ilyenkor nem kell a napfogyatkozáshoz, vagy a holdfogyatkozáshoz hasonló látványos jelenségre gondolni, az adott csillag fényességcsökkenése csak távcsövekkel észrevehető.

Alakját végül a Very Large Telescope SPHERE nevű műszerének segítségével határozták meg. Ez egy adaptív optikát alkalmazó megfigyelő rendszer, ami már képes volt optikailag felbontani a kisbolygó rendkívül aprónak látszó korongképét. A kutatók felfedeztek a felszínén két nagyobb krátert, melyeknek a Meroe és Panthia neveket adták. A fenti méréseket kombinálva kaphatjuk meg a korábban már említett átlagos sűrűséget.
Az aszteroida felszínét radarmérésekkel és ultraibolya tartományban is vizsgálták. Ezekből a mérésekből úgy tűnik, hogy a felszínének nagy részét fém, azon belül is vas és nikkel borítja.
Ezekből az adatokból már kirajzolódik egy igen érdekes kép a kisbolygóról. Összetételét tekintve az úgynevezett mezosziderit meteoritokhoz hasonló, ami azt jelenti, hogy kő és vas alkotja. Egy 2018-as tanulmány szerint akár a Psyche lehet a forrása ezeknek a meteoritoknak. Ezen kívül a magas fémtartalomból a kutatók feltételezik, hogy az objektum egy lecsupaszított bolygócsíra. Ezt úgy kell értenünk, hogy amikor a Naprendszerünk kialakult, csomósodások keletkeztek az elő-Napot körülvevő anyagkorongban, amiből bolygócsírák alakultak ki. Ezek később egyre több és több anyagot gyűjtöttek be, mígnem bolygókká, vagy törpebolygókká alakultak. Elég nagy tömeg mellett ezek már differenciálisan rétegeződtek, azaz a sűrűbb anyagok, pl. a fémek a mag környékére kerültek, míg a könnyebbek, pl. a különböző szilikátok, a felszín közelébe. A Psyche esetében valamiért csak a sűrűbb, fémben gazdag mag környéki rész maradt meg ebből a bolygócsírából.

A kisbolygó tanulmányozása azért is fontos, mert így megérthetjük azokat a folyamatokat, amik a bolygók kialakulását vezérelték a Naprendszer korai időszakában. Ami érdekes még, hogy cikkünk tárgya egyetlen ismert kisbolygó családhoz sem tartozik. Azaz, ha például a külső rétegeit ütközések miatt veszítette volna el, akkor hasonló pályán láthatnánk más égitesteket is. Egy lehetőség az, hogy ezek az ütközések olyan régen történtek, hogy a többi kisebb darab azóta szétmorzsolódott az ütközések miatt, vagy a pályájuk már annyira megváltozott, hogy nem lehet visszakövetni őket.

A (16) Psyche az ESO VLT SPHERE képein. Forrás: ESO/LAM

 

Fantáziakép a Psyche űrszondáról. Forrás: NASA/JPL-Caltech/ASU

Viszont a modell számítások szerint ennek a valószínűsége csak 1% körüli. Valószínűbb az, hogy nem egy nagy katasztrofális ütközés, hanem több, kisebb miatt vesztette el a külső rétegeit. Ez a magyarázat pedig konzisztens lehet azzal a feltevéssel, hogy a Psyche a forrása a mezosziderit meteoritoknak.

Hogy a Psyche eredetének és összetételének rejtélyére fény derüljön, a NASA egy missziót tervez a kisbolygóhoz. Az azonos nevű Psyche küldetés 2022-ben fog indulni. A fellövést követően 2023-ban elhalad majd a Mars mellett és 2026-ban ér majd a kisbolygóhoz. Ez után 21 hónapon keresztül fog adatokat gyűjteni célpontjáról.

A szonda rendelkezni fog egy képalkotó kamerával, ami különböző keskenysávú szűrőkkel lesz felszerelve, hogy több hullámhosszon tudjon majd fényképeket készíteni, egy gamma és neutron spektrométerrel és egy magnetométerrel. Ezen kívül a kisbolygó gravitációs terét is fel fogják térképezni. 

Tudományos céljai a következők:
-Megállapítani, hogy a Psyche tényleg egy bolygócsíra, vagy csak véletlenszerűen összeállt, kialakulásakor nem megolvadt anyag.
-Különböző felszíni területeinek a kormeghatározása.
-Meghatározni, hogy a kis méretű fém égitestekben ugyanolyan-e a könnyű elemek eloszlása, mint például a Föld magjában.
-Megállapítani, hogy kialakulásakor hasonló vagy eltérő redoxifolyamatok játszódtak le, mint a Föld magja esetében.
-A Psyche topográfiai vizsgálata.

Összességében pedig a kutatók azt remélik, hogy sikerül jobban megismerniük a vas bolygómagokat, valamint ezen a szabadon maradt vasmagon keresztül a Föld és a többi differenciálódott égitest belsejét. Illetve ne menjünk el szó nélkül amellett se, hogy ez lesz az első olyan közelről megvizsgált aszteroida, amely nem kő és jég felszínnel rendelkezik, hanem fémessel.

A küldetésnek a tudományos eredményeken kívül más haszna is lehet. Az utóbbi évtizedben egyre többször kerül elő ugyanis a kisbolygók bányászatának témája. Az ötlet alapvetően az, hogy a véges és kimerülő földi bányák helyett bizonyos anyagokat, például vasat, a Naprendszerünk más pontjain bányásszunk. Ezt utána felhasználhatjuk építkezésre az űrben, vagy akár vissza is juttathatjuk a Földre. A vason kívül C-típusú, azaz a szenes aszteroidákból vizet, szenet vagy foszfort is kinyerhetünk. Az S-típusúakból nyerhetjük ki a fémeket, például nikkelt, kobaltot, aranyat vagy platinát. A ritka M-típusúak pedig az S-típushoz hasonlóan fémekben gazdagok, de jóval nagyobb mennyiségben tartalmazzák azokat. Természetesen ezek még távlati tervek, de egyre fontosabbak, hiszen egyes becslések szerint a modern iparhoz nélkülözhetetlen nyersanyagok 50-60 éven belül kimerülnek a Földön. Az első célpontok valószínűleg földközeli aszteroidák, azaz NEO-k lesznek. Ezekről már a megfelelő technológiával akár nyereségesen is ki lehet majd bányászni a nyersanyagokat. A Psyche-hez hasonló távolabbi kisbolygók bányászata valószínűleg a még távolabbi jövő zenéje lesz.

Bár a Psyche az egyik legnagyobb aszteroida, szabad szemmel mégsem lehetséges a megfigyelése. Látszó fényessége 9,2 és 12,9 magnitúdó között változik. Cikkünk egyik apropója, hogy a kisbolygó épp most, december 7-én, 21:30-kor kerül oppozícióban, azaz épp látszó fényességének a maximumát közelíti meg. De mit is jelent ez? Az oppozícióban lévő égitest a Földről pont a Nappal ellentétes irányban látszik, azaz, ha a Napot és az égitestet összekötjük egy képzeletbeli vonallal, akkor a Föld valahol ezen a vonalon helyezkedik el. Ez azt is jelenti ebben az esetben, hogy a Psyche látszó felszínének gyakorlatilag a 100%-át megvilágítottnak látjuk a Nap által, ezért is lesz ilyen, azaz 9,5 magnitúdó fényes.
Ha valaki szeretné távcsővel megkeresni, akkor a Bika csillagkép irányába kell fordítania műszerét. Az Aldebarant és a Zéta Taurit összekötő vonaltól kissé az Orion felé, az Aldebaranhoz közelebb található. Pontos pozícióját kinyerhetjük például a www.minorplanetcenter.net oldalról, vagy a Stellarium nevű programból, ahogy alább is látszik.

A (16) Psyche a Bika csillagképben, december 7-én

Delelni helyi idő szerint 23:39-kor fog, azaz déli irányban ekkor láthatjuk majd a horizont felett a legmagasabban.
Alább pedig a kisbolygó 2020.12.07. 23:30-as UT-kori pozíciójának nagyléptékű környezetét láthatjuk. A 9,5 magnitúdós kisbolygó csak távcsővel látható, de egy 10 cm-es átmérőjű műszer már kényelemesen mutatja. A kisbolygót érdemes mindenképpen két éjszakán át felkeresni, hogy a csillagos háttérhez képesti elmozdulását meg lehessen figyelni. A legnagyobb távcsővel rendelkező amatőrcsillagászokat buzdítjuk a kisbolygó színének megbecslésére: Egy 30-40 cm átmérőjű műszerrel már meglátható a kisbolygó színe, mely magas fémtartalma miatt elüthet a fényesebb kisbolygók gyakran sárgás dominanciájú színétől.

A (16) Psyche látszó pozíciója Magyarországról, 2020.12.06. 23:00 UT-kor. Kép: Stellarium

Keressük hát fel ezt az izgalmas kozmikus vasgolygóbist, és figyeljük meg űrbéli pályáját! Mindehez pedig sok sikert, és legalábbis derült eget kívánunk!

Szerző: Szakáts Róbert / Tudományos segédmunkatárs
CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézet / Svábhegyi Csillagvizsgáló

📸 Borítókép: A (16) Psyche művészi elképzelése. Forrás: NASA/JPL-Caltech/ASU