A legnagyobb bolygólefokozás: 15 éve vesztettünk el a Plutot a bolygók listájáról

Csillagvizsgáló Svábhegyi

A Naprendszer peremvidéke elképzelhetetlen távolságra fekszik tőlünk. A koráig legnagyobb sebességgel kilőtt New Horizons szonda mindössze kilenc óra alatt érte el a Holdat 2006-ban. A több mint 16 km/s-os sebességével (a Budapest-Balaton távolság ilyen gyorsan haladva csak 7-8 másodpercig tartana!) még így is kilenc évre volt szüksége, hogy a peremvidék egyik legbelső objektumát, a Plutot megközelítse. Ember számára szinte elképzelhetetlen ez a távolság! A Naptól ilyen messze annak fénye már töredéke az itteninek, a Pluto esetében például mindössze 0,04-0,1 %-a földiének. A hatalmas távolság és a kevés fény hamar érthetővé teszi, hogy a felszínt nagyon sokáig egyáltalán nem, vagy alig ismertük. Az itt keringő számtalan égitest mind apró és a sötétség miatt alig látható. Így kutatásukban csak az elmúlt két évtized okozott igazi áttörést.

Ekkora lenne a napkorong mérete a 8 bolygóról és a Plutoról feltekintve az égre. A két külső égitestről már az emberi szem nem is képes a felbontására, vagyis egy pontszerű csillagot látnánk mindössze. Igaz, a teliholdnál is fényesebb lenne ez a csillag. Kép forrása: earthsky.org

A megismerés első bizonytalan lépését 1930-ban tettük meg, mikor a fiatal amerikai csillagász, Cycle Tombaugh felfedezte a terület egyik legnagyobb lakóját, a Plutót, aki – első fecske révén – be is került a bolygók sorába. Az ekként való besorolása ellen nem is szólt semmi, hiszen tömegét nem tudták pontosan meghatározni (felfedezésekor 450-szer nehezebbnek gondolták, mint valójában). A Föld méretűnek és tömegűnek gondolt Pluto tökéletesen beleillett a bolygók sorába, egyedül az jelentett meglepetést, hogy a négy nagy gázóriás után egy újabb kőzetbolygó következik. Valódi megismerésében áttörést legnagyobb holdjának, a Charonnak felfedezése okozott 1978-ban. Keringési idejük és pályájuk elemzése lehetővé tette tömegük megbecsülését. Ebből már összetételére és számtalan más tulajdonságaira is következtethettünk. Az eredmény azt mutatta, hogy a Pluto a vártnál több százszor könnyebb. Ezzel természetesen felmerült, hogy valójában nem is kellene a Plutot a bolygók közé sorolni, de mivel bolygóléte nem jelentett semmilyen gyakorlati hátrányt, így nem történt változtatás.

A Pluto sokáig egyedülinek látszódott a Neptunusznál messzebb fekvő égitestek körében. Bár felfedezése után többen felvetették, hogy csupán első lehet sok-sok égitest között, de komolyan csak az ötvenes évek elején kezdtek el foglalkozni ezzel a témával. A dán csillagász, Gerard Kuiper is végzett ebben az irányban kutatást, szerinte ugyanis a Naprendszer kialakulásakor léteznie kellett egy aszteroidaövnek a Neptunuszon túl. Bár feltételezése szerint ez az öv megszűnhetett mára, a később felfedezett, így mégis létező külső aszteroidaöv róla kapta a nevét.

 

A Charon, a Pluto legnagyobb holdja a New Horizons felvételén. Eddig a pillanatig szinte egyetlen pontnak láthattuk a holdat, keringése mégis lehetővé tette a Pluto tömegének meghatározását. Kép forrása: nasa.org

Az öv megismerésének második, még mindig bizonytalan lépése a kilencvenes évek első felében történt, mikor ötévnyi keresés után felfedezték a második Kuiper-övbéli égitestet, a poétikus nevű 1992 QB1-t. Neve 2018 óta a már jóval emberibb (15760) Albion. Ezek után gyorsultak föl igazán az események, ugyanis fél évvel később követte a harmadik megerősített Neptunuszon túli égitest az előzőt. Az elkövetkező húsz évben több mint ezer felfedezés történt, mára pedig 2000 körüli az ismert aszteroidák száma a Kuiper övben. Ne higgyük, hogy ez az érték véglegesnek tekinthető, a szimulációk szerint sokszázezer (!) 100 km-nél nagyobb égitest rejtőzhet még odakint. Hatalmas számuk ellenére többségük soha nem fenyegette közvetlen módon a Pluto „rangját”. Ám a kétezres évek első felében néhány hónap különbséggel több Plutoval összemérhető tömegű és méretű égitest bejelentésére is sor került. A Pluto már valódi tömegének megismerésekor kezdte elveszteni „bolygóságát”, a ’80-as évektől kezdve pedig egyre kevesebb csillagász hivatkozott rá bolygóként (alternatívaként a subplanet és a planetoid kifejezések merültek föl). Ám az igazi fordulatot a kétezres évek első fele hozta magával.

A kaliforniai Palomar Obszervatórium csillagászai 2005. július 29-én jelentették be az Erisnek elnevezett tizedik bolygó létezését, illetve ugyanezen a napon a Makemake és mindössze két nappal korábban a Haumea felfedezését. Mindhárom égitest több szempontból hasonló volt a Plutóhoz, ráadásul az Eris 30%-kal még nehezebb is nála. Ez utóbbi, jogosan kapta meg hát a bolygó elnevezést, de rögtön fölmerült a kérdés, hogy hol fekszik a bolygófogalom alsó határa? Mi lesz, ha felfedezünk a Plutónál mindössze egy kilométerrel kisebb égitestet? Vagy ha egy kilométerrel nagyobbat, de egy kilóval könnyebbet? Melyik lenne bolygónak és melyik lenne aszteroidának minősítve?

Ilyen praktikus kérdések kerültek az asztalra a Nemzetközi Csillagászati Unió (IAU) 2006-os ülésén. Fontos kiemelni, hogy nem egy tudományos kérdésről van szó, olyan értelemben, hogy az osztályok határai – bárhogyan is alakulnak – nem változtatják meg az égitest fizikai tulajdonságait, őstörténetét, avagy kutatásának módszereit. A cikk elején említett New Horizons űrszonda a Plútó bolygóhoz indult el 2006 januárjában és a Pluto törpebolygóhoz érkezett meg 2015 júliusában. Ezen osztályozási manőverből adódó változás miatt azonban egyetlen sornyi szoftverfrissítésre sem volt szükség a szonda programjában. Az égitest ugyanaz maradt, még ha kategóriája és magyar neve meg is változott. Ez utóbbi oka, hogy a magyar helyesírás szabályai szerint a bolygók neveit magyarosítjuk, de más Naprendszerbeli égitestekét nem. Így lett Pluto a Pluto 2006-ban (tehát nem Plútó), és ezért Eris az Eris (nem Erisz, ahogyan pedig az istennő nevét írjuk magyarul).

Láthatjuk, hogy a bolygó definiálásának sokkal inkább gyakorlati okai voltak, mintsem tudományosak. Ám ezt a szempontot sem szabad elhanyagolni. Az ember osztályozó lény, így a csillagászok egyszerűen nem szerettek volna kéttucatnyi bolygót a listákon tudni, mint az már egyszer megtörtént. A külső aszteroidaöv vagy Kuiper-öv nem teljesen egyedi a Naprendszerben, hiszen rendelkezünk egy másikkal is, a belső- vagy fő aszteroidaövvel. Miként a 2000-es évek elején megismertük a külsőt úgy ismertük meg az 1800-as évek első évtizedeiben a belsőt. Mintegy kétszáz év választja el a két folyamatot, és mégis sok párhuzam vonható köztük.

A Cerest 1801. január elsején fedezte fel a vélhetően igen magányos szicíliai csillagász, Josepho Piazzi. Az égitestet, mint az újkorban másodikként érkezett bolygót ünnepelték az emberek. Nemcsoda a lelkesedés, hiszen létezését már előrejelezték, helyzetét pontosan megjósolta a Titius-Bode szabály. Ezen empirikus törvény megadja a bolygók távolságát a Naptól szépen sorban haladva. A szabályt még az Uránusz felfedezése előtt felállították, de a belé vetett hit csak annak megtalálása után erősödött meg. A szabály nemcsak az Uránusz pályájának méretét jelezte előre, de a Ceresét is. Mi akadályozta volna meg hát a bolygónak való kikiáltását? Először semmi. Amit senki nem tudott előre, hogy a következő években és évtizedekben alaposan megváltozott a táj a Ceres környékén az újabb és újabb égitestek felfedezésével. 1851-re a bolygók száma szépen felcsúszott a 23-ig, melyek többsége a Ceressel közel egy pályán keringett. A döntés viszonylag egyszerű volt: ne legyen minden bolygó, ami a Nap körül kering. Ezzel megszületett a kisbolygó fogalma, mely a mai napig használatos.

A fő aszteroida övben több tízezer objektumot ismerünk jelenleg, ezeket az ábrán fehérrel jelölték. Jó nagy zűrzavar uralkodna a bolygók sorában, ha a mai napig mindegyiket bolygónak tekintenénk. Kép forrása: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:InnerSola

Hasonlónak lehettünk tanúi a kétezres évek elején. A bolygók száma szépen lassan a tucatig majd afölé kúszott volna, mindenféle biztosíték nélkül, hogy nem éri el a több százat a következő évtizedekben. Ki szeretne földrajz érettségin ennyi bolygót felsorolni? Ezért kellett lépni az IAU-nak, ha használható és áttekinthető kategóriának szerette volna megtartani a nagybolygó fogalmát.

Természetesen számos javaslat született, melyek minden elképzelhető bolygó meghatározást lefedtek. A legegyszerűbb a „hagyomány” definíció volt. Eszerint az bolygó, amit hagyományosan annak tekintünk, így természetesen a Pluto annak számít, de a nála jóval nehezebb Eris nem. Az ilyen esetek vagy a jövőben kialakulható még szélsőségesebb esetek miatt végül elvetették az ötletet (ezentúl fölmerült a Ceres kérdése is, mely 50 éven keresztül bolygónak minősült).

Más javaslat szerint egyszerűen hagyjuk a bolygók számát növekedni és kész. Ami gömb alakú, az legyen bolygó. Fölmerülhet a kérdés, hogy akkor a Ganymedes például miért nem bolygó? A Jupiter holdja nemcsak gömb alakú, de még nagyobb is, mint a Merkúr! Ezen javaslat sem lett volna túl praktikusan használható és emlékezzünk, hogy a definíció létrehozásának ez volt gyakorlatilag az egyetlen oka és célja.

Ez utóbbi szempontot szem előtt tartva született meg a végső döntés, mely jelenleg tökéletesen alkalmazható a Naprendszerben (azon kívül már kevésbé, de ezzel egyelőre nem foglalkoztak). A döntés 15 évvel ezelőtt született meg, 2006. augusztus 24-én. Eszerint egy égitestnek az alábbi három követelménynek kell megfelelnie, hogy elnyerje a bolygó státuszt:

  1. Közvetlenül a Nap körül kering
  2. Tömege elegendő a hidrosztatikus ekvilibrium kialakításához (azaz közel gömb alakú)
  3. Pályájának környékét megtisztította a többi égitesttől, tehát nincsenek hasonló méretű testek a pályája mentén

A bolygók e három követelmény mindegyikének megfelelnek, a törpebolygók pedig ezek közül az első kettőnek. Minden más égitest a Naprendszerben pedig (természetesen a Nap és a holdak kivételével) „Small Solar System Body” (SSSB vagy magyarul: kicsi naprendszerbeli égitest) osztályba tartozik. Ez a definíció csillagrendszerünkben jelenleg tökéletesen alkalmazható. A definíció alapján jelenleg nyolc bolygót ismerünk, (Merkúr, Vénusz, Föld, Mars, Jupiter, Szaturnusz, Uránusz és Neptunusz) öt törpebolygót (Ceres, Pluto, Eris, Haumea és Makemake) valamint számtalan törpebolygó jelöltet (példának okáért: Quaoar, Sedna, Orcus, Gonggong, Salacia, 2002 MS4…). Ezen utóbbiak több ok miatt nem tartozhatnak még a törpebolygók családjába. Legtöbb esetben nem vagyunk még biztosak, hogy elérték a hidrosztatikus ekvilibriumot, de néhány esetben egyszerűen túl lassú az ügyintézés, és csupán ez áll útjukban.

A jelenleg törpebolygónak kategorizált égitestek a Holddal összehasonlítva. Kép forrása: space.com

Törpebolygóból néhány évtizeden belül valószínűleg több tucatot fogunk felsorolni, de hogy lesz-e újra kilencedik bolygó annak csak a jövő a megmondhatója. Egy viszont igen biztosnak mondható: ha nem szeretnénk tucatjával bolygókat, akkor a Pluto már nem nyerheti vissza a Plútó nevet bolygóként!

Szerző: Soós Benjámin, Tudományos segédmunkatárs
CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézet / Svábhegyi Csillagvizsgáló