2016.02.05. - Űrtávcsövek össztüze zúdult a Nereidára

A Neptunusz holdja még a Voyager-2 űrszonda számára is csak kicsiny folt maradt, de magyar kutatók a Kepler-, Herschel- és Spitzer-űrtávcsövek segítségével most néhány titkára fényt derítettek.

A Nereida a Neptunusz harmadik legnagyobb holdja, Gerard Kuiper fedezte fel 1949-ben. A mai napig sok furcsaságot rejt, például nagyon elnyúlt és ferde pályán kering a bolygója körül. A mozgása eredhet onnan is, hogy a Kuiperről elnevezett külső kisbolygóövből fogta be a Neptunusz, de az is lehetséges, hogy a bolygóval együtt született, csak a szintén befogott Triton hold lökte odébb, amikor az megérkezett. Emellett a forgásáról is ellentmondó megfigyelések születtek a földi távcsövekkel: egyes szerzők szerint csak kis mértékben változik a fényessége, ahogy a tengelye körül forog, mások szerint viszont időről-időre jelentősen felfényesedett. A kérdések megválaszolása nem tűnt könnyűnek.

A Nereida a Voyager-2 felvételén. A Nap bal oldalról világítja meg, tehát egy félholdat látunk.
[NASA/JPL]

A Nereida nagyon messze kering a Neptunusztól, távolsága 1,3 és 9,6 millió km között változik. Ennek is köszönhető, hogy amikor a Voyager-2 űrszonda 1989-ben elrepült a bolygó mellett, a Nereidát csak nagyon messziről látta, és a legjobb képeken sem látszik több egy néhány pixeles, elnyúlt foltnál. Ugyanakkor a nagy távolság lehetővé teszi, hogy földi műszerekkel vagy űrtávcsövekkel is könnyen megfigyelhető legyen, és ne ragyogja túl a bolygó fénye.

A Neptunusz és a Nereida szerencsés módon beleesett a Kepler-űrtávcső egyik K2 kampányának látómezejébe, és 67 napon át folyamatosan gyűltek róluk a fényességmérések. A hold fényváltozásait a magyar Kepler Naprendszer-kutatócsoport tagjai sikerrel kimérték, és minden eddiginél pontosabban meghatározták a hold forgási periódusát, amely 11,6 órának adódott. A hold fényessége csak kis mértékben változott, nyoma sem volt nagy kifényesedéseknek.

A Kepler azonban csak a hold felszínéről visszaverődött fény mértékét tudta érzékelni. A napfény egy részét a hold elnyeli, amit aztán hősugárzásként látunk viszont. A visszavert és elnyelt fény arányának megmérése sokat elárul egy égitest szerkezetéről. A Nereidát az amerikai Spitzer-űrtávcső 2005-ben, az európai Herschel-űrtávcső pedig 2012-ben figyelte meg, összesen négy különböző hullámhosszon. Az infravörös adatok segítségével lehetőség nyílt a hold termofizikai modellezésére, vagyis olyan paraméterek meghatározására, mint a Nereida pontos mérete, alakja, a hőtehetetlensége és a felszínének jellemző durvasága.

A Nereidára számolt alak- és hőmérsékletmodell, illetve a Cassini űrszonda felvétele a Hyperion nevű holdról.
[Kiss és mtsai, 2016]

A részletes modellezés eredményei alapján a Nereida egy nem túl elnyúlt, de még nem is teljesen gömbszerű égitest, átlagosan 345 km-es átmérővel. A felszíne nagyon durvának tűnik, vélhetően teljesen telített lehet mély, meredek falú kráterekkel, valahogy úgy, mint a Hyperion, a Szaturnusz egyik holdja. Az elnyúltságot és kráterezettséget a Hyperion esetén a hold nagyon porózus szerkezetével magyarázták: ez alapján elképzelhető, hogy a Nereida sem egyetlen nagy, összefüggő jég- és kőtömb, hanem sok üreget és törmeléket tartalmazó égitest, amit a saját gravitációja tart egyben.

A megfigyelések a kis Neptunusz-hold számos tulajdonságára fényt derítettek, és fényesen igazolták, hogy a K2 misszió, különösen az infravörös űrtávcsövek adataival kiegészítve, váratlan, de fontos szereplője lett a Naprendszer kutatásának. A magyar kutatócsoport az eredményeken felbuzdulva további kis égitestek és holdak megfigyelését is megpályázta a Kepler-űrtávcsővel.

A kutatást Kiss Csaba (MTA CSFK) vezette, hazai társszerzői Szabó M. Gyula (ELTE GAO MKK), Pál András, Farkasné Takács Anikó, Szabó Róbert, Kiss L. László, Molnár László és Sárneczky Krisztián (MTA CSFK) voltak.

Az eredményeket részletező szakcikk a Monthly Notices of the Royal Astronomical Society c. folyóiratban fog megjelenni.

Forrás:

• arXiv:1601.02395 [astro-ph.EP]