A Hubble-űrtávcső / WFC3 kamerájának képei a Gonggong törpebolygó (2007 OR10) holdjáról, ami alapján a hold pályáját meghatároztuk. A hold később javaslatunkra a Xiangliu nevet kapta (Kiss és mtsai, Icarus, 334, 3, 2019)
A fő kisbolygóöv, a bolygóközi por, és a Neptunuszon túli vidék kis égitestjei mind annak a valaha sokkal nagyobb tömegű korongnak a maradványai, amiből 4,5 milliárd évvel ezelőtt a Naprendszer bolygói keletkeztek. Csoportunk főleg ezekkel a kis égitestekkel, és a Naprendszer korai korszakához való kapcsolatukkal foglalkozik.
A kutatócsoport saját honlapja ide kattintva érhető el.
Két fontos eredmény:
Neptunuszon túli kisbolygók fénygörbéi a Kepler-űrtávcsővel
Kecskeméthy, V., Kiss, Cs., Szakáts, R. et al. Light Curves of Trans-Neptunian Objects from the K2 Mission of the Kepler Space Telescope, The Astrophysical Journal Supplement Series, 264, 18, 2023, https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2023ApJS..264...18K/abstract
A kisbolygók fénygörbéjét – azaz periodikus fényességváltozásukat – a kisbolygók forgása okozza, mivel a forgás miatt minden pillanatban más irányból látunk rá a kisbolygóra, ami eltérő mennyiségű visszavert napfényt is jelent. A Kepler-űrtávcső K2 missziója lehetővé tette, hogy nagyszámú kisbolygó fénygörbéjét figyeljük meg a Naprendszer különböző tartományaiban; legutóbbi munkánkban a Neptunuszon túli vidék 66 égitestjének fénygörbéit elemeztük. Mivel ezek az égitestek nagyon halványak a korábbi, Naphoz közelebbi pupulációkkal (pl. Hildák, vagy a Jupiter trójai kisbolygói) jóval kevesebb esetben sikerült a fénygörbék periódusát meghatározni (56%). Megfelelő bizonyossággal 37 égitest esetében sikerül a fénygörbe periódusát azonosítani, ezek nagy része eddig nem volt ismert. A többi 29 égitest esetében felső korlátot tudtunk adni a fényességváltozás amplitúdójára. Az újonnan azonosított fénygörbe periódusok jelentős része hosszabb, mint 24 óra, bizonyos esetekben akár 80 óra körüli, azaz ezek az égitestek nagyon lassan forognak. A lassan forgó égitestek aránya hasonló, mint amit a Hildák, a Jupiter trójai kisbolygók, illetve a kentaurok esetében a K2 mérésekből láttunk, illetve ami a fövi kisbolygók között a TESS-űrtávcső megfigyeléseiből kaptunk. Ezek az arányok lényegesen eltérnek attól, amit korábban a földi mérések mutattak, és teljesen új megvilágításba helyezik a Neptunuszon túli égitestek keletkezési és ütközési fejlődési folyamatait. A Neptunuszon túli égitestek fénygörbe amplitúdója lényegesen nagyobb a kb. 300 km-nél nagyobb égitestek esetében, mint amit a főövi aszteroidák között látunk, szemben azzal a várakozással, hogy kisebb nyomószilárdságuk miatt kisebb méreteknél érnék el a hidrosztatikai egyensúlyt, azaz a körülbelüli gömb alakot.
Kisbolygó forgási frekvenciák (c/d = forgási ciklusok száma per nap) eloszlása távoli kisbolygó populációkban (Hildák, Jupiter trójai kisbolygók, Neptunuszon túli égitestek (TNO-k)). A „K2” a Kepler-űrtávcső K2 programjának adatait jelenti, az „LCDB” pedig az „Asteroid Light Curve Database”-ből származó, döntő többségében földi méréseket. Az LCDB adatok sokkal nagyobb frekvenciánál (gyorsabb forgásnál) mutatnak csúcsot, mint a K2 mérések (forrás: Kecskeméthy és mtsai, ApJS, 264, 18, 2023).
A munkában vizsgát egyik égitest, a 2001 YH140 Neptunuszon túli kisbolygó fénygörbéje a Kepler-űrtávcsővel, a 27,397 órás periódussal „feltekerve”, a forgási fázis függvényében (forrás: Kecskeméthy és mtsai, ApJS, 264, 18, 2023).
A (136199) Eris törpebolygó árapály-szinkronizált forgásának felfedezése hosszútávú földi és űrtávcsöves mérések alapján
Szakáts, R., Kiss, Cs., Ortiz, J. L. et al. Tidally locked rotation of the dwarf planet (136199) Eris discovered via long-term ground-based and space photometry, Astronomy & Astrophysics, Volume 669, id.L3, 13 pp. 2023,
https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2023A%26A...669L...3S/abstract
A Neptunuszon túli vidék törpebolygó-hold rendszerek ma megfigyelhető forgási állapotát a keletkezési körülmények és a komponensek keletkezési körülményei és a közöttük ható árapály-kölcsönhatások határozzák meg, ezért a forgási jellemzők a rendszerek fejlődésének fontos nyomjelzői. Az Eris törpebolygó forgási periódusára sok szerző nagyon különböző értékekeket adott, néhány órás periódustól egészen a (kvázi-) szinkronizált forgási állapotig az Eris kísérőjének, a Dysnomiával keringési periódusával (15,8 nap). Ebben a munkában összegyűjtöttük földi 1-2-méteres távcsövek, valamint a Gaia- és a TESS-űrtávcsövek megfigyeléseit, hogy meghatározzuk az Eris forgási periódusát. A TESS-adatok alapján nem lehetett egyértelmű forgási periódust találni, de az kiderült, hogy az egy napnál rövidebb periódusok esetében, ha az Eris ilyen gyorsan forogna, a fénygörbe amplitúdójának nagyon kicsinek, 0,03 magnitúdónál kisebbnek kellene lennie. Ugyanakkor mind a kombinált földi mérések, mind a Gaia-űrtávcső adatai egyértelműen azt mutatták, hogy az Eris forgási periódusa megegyezik a Dysnomia forgási periódusával, 15.8 órával, és ezalatt az Eris egy kicsiny, 0,03 magnitúdós fényváltozást mutat. Ha a Dysnomia egy nagyobb test Eris-szel történt ütközése során alakult ki, akkor a Dysnomiának viszonylag nagy tömegűnek (az Eris tömegének 1-3%-a), illetve nagy méretűnek (a Dysnomia sugara nagyobb, mint ~300km) kell lennie, hogy a szinkronizált értékre tudja lassítani az Eris forgását. Ehhez az is szükséges, hogy a Dysnomia sűrűsége 1,8-2,4 g/cm3 legyen, ami szokatlanul magas a hasonló méretű Neptunuszon túli égitestek között, és ami komoly megszorítást jelent az Eris-Dysnomia rendszer keletkezésére vonatkozó elméletekre.
A fenti kontúr ábrán a színek az illeszkedés jóságának felelnek meg (a legsötétebb a legjobb) a feltételezett amplitúdó (vízszintes tengely) és a periódus (függőleges tengely) függvényében, az Eris földi mérései alapján. A legjobban illeszkedő pár az ábra tetején látható fekete terület, kb. 0,03 mag amplitúdóval és ~16 nap periódussal, ami megfelel a Dysnomia keringési periódusának, azaz Eris kötött forgású az árapály-kölcsönhatás miatt (forrás: Szakáts és mtsai, A&A, 669, L3, 2023).