Az MTA CSFK Csillagászati Intézetének kutatói Szabó Róbert vezetésével a világon elsőként végeztek megfigyeléseket kisbolygókról a Kepler-űrtávcsővel. Az egyedülálló adatsor a Naprendszer születéséről is fontos információval szolgál majd, és finomítja a jövő exobolygó-kereső küldetéseit, amelyek egyikében Magyarország a legmagasabb tudományos szinten képviselteti magát. 

Új megfigyelési stratégiával támad fel a Kepler

A Kepler-űrtávcső innovatív felhasználási módját az tette lehetővé, hogy a műszer két lendkereke is elromlott a négyből. Így ugyanis a Kepler nem tudta folytatni az eredeti célkitűzést, vagyis adott terület minél hosszabb ideig történő megfigyelését, exobolygók által okozott elhalványodásokra vadászva. A NASA ezért új megfigyelési stratégiát dolgozott ki a Kepler számára. A Nap sugárnyomását kiegyensúlyozó megoldást egy olyan elrendezés szolgáltatja, amelyben az űreszköz az ekliptika, azaz a Naprendszer síkja mentén végez mintegy 3 hónapnyi megfigyelést egy-egy területről.

A Kepler-űrtávcső az új – K2 nevű – megfigyelési stratégiát jelző, a Naprendszer síkjába eső megfigyelési területekkel
(forrás: NASA)

A hamvaiból feltámadt, 600 millió dolláros űrtávcső így sokszínű programmal kezdhette "második életét" (K2) 2014 nyarától. A Tejútrendszer síkjától távol, extragalaxisokban feltűnő szupernóvák után kutatva végez megfigyeléseket; észleli a galaxisunk síkjához közeli fiatal csillagokat, a gravitációs mikrolencse-hatás révén bolygókat keres, a Napnál kisebb, vörös törpecsillagok körül pedig lakható bolygókat. Mindeközben a rögzített képeket át- meg átszövik a Naprendszerünk "törmelékét" alkotó, az ekliptika síkjában a Mars és Jupiter között keringő, mindenütt jelen levő kisbolygók.

Ami másnak zavaró tényező, az MTA kutatóinak fontos asztrofizikai jel

Szabó Róbert és kollégái (MTA Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont) arra voltak kíváncsiak, hogy az aszteroidák jelenléte miként befolyásolja a csillagok pontos fényességmérésének lehetőségét. Ehhez a K2 első, kísérleti működése idején rögzített képeket használták. E megfigyelések mintegy 2000 csillag közvetlen környezetéről készültek 2014 februárjában, és 9 nap hosszúságúak.

A csillagok közel felénél találtak kisbolygó-áthaladást, és egy új eljárással minden kis égitestet sikerült azonosítani. Ezt az eljárást egyébként a kutatók az infravörös tartományban működő Herschel-űrtávcső és Pál András (szintén MTA Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont) Légyszem nevű, teljeségbolt-kamera projektjében is sikerrel alkalmazzák.

A csoport arra a következtetésre jutott, hogy mindenképpen figyelembe kell venni a kisbolygók hatását a többi instrumentális eredetű zaj kiszűrésénél. "Azonban ami másnak zavaró tényező, nekünk fontos asztrofizikai jel" – mondja Sárneczky Krisztián, a kisbolygókutatás egyik hazai szakértője, aki már egy következő, hasonló vizsgálatot tervez. A K2 ugyanis lehetővé teszi, hogy látómezejében a kisbolygók fényességváltozását akár 1-2 héten keresztül folyamatosan monitorozzák, ami a Földről nem kivitelezhető.

Az adatsor fontos információval szolgál a Naprendszer születéséről 

Ezzel az egyedülálló adatsorral a kisbolygók forgási periódusának statisztikai vizsgálatát tervezik, ami a kis égitestek, így a Naprendszer születéséről és fejlődéséről fog fontos információt szolgáltatni. További terveik között szerepel egy másik úttörő vizsgálat: a távolabbi, Neptunuszon túli kis égitestek hasonló megfigyelése, amire a magyar kutatócsoport szintén elfogadott K2 távcsőidő-pályázattal rendelkezik.

A Kepler nemcsak az exobolygók kutatását forradalmasította – az összes megerősített Naprendszeren kívüli planéta több mint felét, ezernél is többet a Kepler jegyzi –, de a csillagok szerkezetének megértését is alapvetően változtatta meg azzal, hogy az extrém pontos fényességmérés révén lehetővé tette a csillagszeizmológia tudományágának kibontakozását.

Az első kisbolygós cikk a Keplernél

Szabó Róbert kutatócsoportja a Kepler eredeti és K2 missziójában is kiemelkedő szerepet játszik, amit a témavezetőnek a Kepler Asztroszeizmológiai Tudományos Konzorciumban betöltött munkacsoport-vezetői tisztsége, számos elfogadott távcsőidő-pályázat és több mint 50 rangos folyóiratban közölt publikáció fémjelez:

"A Kepler előkelő helyet foglal el intézetünk profiljában is: az új lehetőségek megmozgatták az exobolygókkal, a pulzáló változócsillagokkal, de a fiatal csillagokkal, csillagkeletkezéssel és extragalaktikus objektumokkal foglalkozó kollégák fantáziáját is, ami számos magyar vezetésű elfogadott programot eredményezett".

Mostani eredményük jelentőségét mutatja, hogy az eddig megjelent több mint ezer Kepler-cikk közül az övék az első, amely kisbolygókkal foglalkozik.

Ott vagyunk az európai exobolygós csúcsküldetésben

"A vizsgálat során szerzett tapasztalatainkat a jövő exobolygó-kereső küldetéseiben is alkalmazzuk majd. Ilyen lesz a NASA 2017-ben indítandó TESS, illetve az Európai Űrügynökség (ESA) 2024-re tervezett PLATO küldetése. Utóbbiban hazánk a legmagasabb szinten, a döntéshozó testületben képviselteti magát, jövő évtől pedig ESA teljes jogú tagjaként vehetünk részt az előkészítő munkákban" – mondta el Kiss László, az MTA levelező tagja, aki szintén részt vett a vizsgálatban.

A kutatást az Akadémia Lendület programja (Lendület-2009 és LP2012-31), valamint az OTKA (K-83790, K-109276, K-104607) támogatta.

Forrás: mta.hu