Teleskop Very Rubin znalazł nieznanych towarzyszy Neptuna. To lodowe obiekty, które mogą pamiętać początki Układu Słonecznego.
Neptun od miliardów lat przemierza Układ Słoneczny w towarzystwie niewielkich, lodowych obiektów. Problem w tym, iż większość z nich jest niemal niewidoczna z Ziemi. Teraz astronomowie odnaleźli kolejnych dwóch towarzyszy planety, którzy przez lata skutecznie ukrywali się wśród gwiazd. Pomogło nowe Obserwatorium Very C. Rubin w Chile, wyposażone w największą kamerę cyfrową na świecie. Odkrycie podwoiło liczbę znanych obiektów na długotrwale stabilnych orbitach w jednym z rojów Neptuna i może nam dostarczyć nowych informacji o młodości całego Układu Słonecznego.
Neptun nie podróżuje samotnie. Naukowcy znaleźli jego towarzyszy
W odległości około 4,5 mld km od Słońca krąży planeta, której pełne okrążenie naszej gwiazdy zajmuje niemal 165 ziemskich lat. Neptun jest ostatnią z 8 planet Układu Słonecznego, ale nie pokonuje swojej orbity samotnie. Towarzyszą mu ciała niebieskie poruszające się wokół Słońca w takim samym rytmie.
Astronomowie nazywają je planetoidami trojańskimi, czyli trojańczykami. Nie są to księżyce Neptuna, ponieważ nie obiegają bezpośrednio planety. Poruszają się wokół Słońca, pozostając w szczególnej konfiguracji grawitacyjnej z lodowym olbrzymem.
Międzynarodowy zespół z Queen’s University Belfast przeanalizował obserwacje wykonane w Chile i potwierdził istnienie dwóch nowych takich obiektów. Otrzymały tymczasowe oznaczenia 2025 MH348 i 2025 NN80. Badacze wskazali również trzeciego kandydata, 2025 MD138, którego status wymaga dalszych obserwacji.
Wyniki opublikowano w czasopiśmie The Astrophysical Journal Letters. Odkrycie zwiększyło z 2 do 4 liczbę znanych planetoid o długotrwale stabilnych orbitach w roju podążającym za Neptunem. To kilka w liczbach bezwzględnych, ale dla astronomów oznacza podwojenie dostępnej próbki tej szczególnej populacji.
Przez 15 lat ukrywały się na tle Drogi Mlecznej
Dlaczego tak trudno było odnaleźć obiekty, które przez miliardy lat poruszają się po przewidywalnych orbitach? Odpowiedź nie tkwi wyłącznie w ogromnej odległości od Ziemi. Przez ponad 15 lat obszar nieba zajmowany przez tylny rój trojańczyków Neptuna nakładał się na wyjątkowo gęste pola gwiazd w pobliżu centrum Drogi Mlecznej.
To trochę tak, jakby próbować dostrzec drobną, powoli przesuwającą się iskierkę na tle gigantycznego miasta rozświetlonego milionami świateł. Same planetoidy odbijają bardzo kilka światła słonecznego, a ich ruch na tle gwiazd jest powolny. W tak zatłoczonym obszarze nieba wyjątkowo trudno oddzielić słaby sygnał niewielkiego obiektu od niezliczonych źródeł światła znajdujących się daleko za nim.
Cała sytuacja zaczęła jednak zmieniać, bo widziany z Ziemi rój stopniowo przesuwa się poza najbardziej zatłoczoną część nieba, a astronomowie zyskali instrument o możliwościach, których wcześniejsze przeglądy nie oferowały. Właśnie to połączenie pozwoliło odnaleźć dwa nowe obiekty.
Warto podkreślić, iż planetoidy nie wydostały się z żadnej kosmicznej zasłony i nie zmieniły nagle swojego położenia względem Neptuna. Zmienił się ich pozorny układ na tle odległych gwiazd, obserwowany z naszej części Układu Słonecznego.
Nowy teleskop zobaczył to, co wcześniej ginęło wśród gwiazd
Przełom przyniosły dane z Obserwatorium Very C. Rubin, położonego na chilijskim szczycie Cerro Pachón. Pracujący tam teleskop Simonyi Survey ma zwierciadło o średnicy 8,4 m oraz kamerę o rozdzielczości około 3,2 gigapiksela. Jedno zdjęcie obejmuje obszar nieba odpowiadający mniej więcej 45 tarczom Księżyca w pełni.
To połączenie jest wyjątkowo przydatne przy poszukiwaniu niewielkich ciał Układu Słonecznego. Teleskop może wykrywać bardzo słabe źródła światła, a jednocześnie fotografować ogromne fragmenty nieba. Powtarzanie obserwacji pozwala następnie ustalić, które punkty pozostają nieruchome, a które zmieniają położenie względem gwiazd.
Odkrycia dokonano na podstawie danych z testów prowadzonych w 2025 r., jeszcze przed pełnym rozpoczęciem 10-letniego przeglądu Legacy Survey of Space and Time. Pisaliśmy już o możliwościach tego obserwatorium, które ma przez kolejną dekadę wielokrotnie fotografować południowe niebo. Pwstanie gigantyczny film pokazujący zmiany zachodzące we Wszechświecie.
Nie jest to zresztą pierwsza niespodzianka zebrana przez Rubina. Niedawno informowaliśmy o odkryciu kandydatki na nową planetę karłowatą, także dostrzeżonej w trudnym, zatłoczonym polu gwiazd. Obserwatorium dopiero rozpoczyna adekwatną pracę, a już pokazuje, jak wiele obiektów mogliśmy dotychczas przeoczyć.
Neptun ma dwa roje planetoid. Dzieli je ogromna odległość
Trojańczycy gromadzą się w pobliżu dwóch szczególnych obszarów orbity planety, związanych z punktami Lagrange’a. Pierwszy, oznaczony L4, znajduje się 60 stopni przed Neptunem w kierunku jego ruchu wokół Słońca. Drugi, L5, leży mniej więcej około 60 stopni za planetą.
W tamtych obszarach oddziaływanie grawitacyjne Słońca i Neptuna pozwala niewielkim obiektom utrzymywać stabilny układ orbitalny przez niezwykle długi czas. Nie oznacza to, iż planetoidy tkwią nieruchomo w jednym punkcie. Ich położenie zmienia się, a ruch wokół obszarów równowagi przypomina powolne kołysanie.
Podobne skupiska znamy przede wszystkim z okolic Jowisza. To właśnie tam NASA wysłała sondę Lucy, która ma zbadać planetoidy trojańskie i dostarczyć informacji o początkach Układu Słonecznego. W przypadku Neptuna badanie takich obiektów jest jednak znacznie trudniejsze ze względu na odległość i ich niewielką jasność.
Do tej pory astronomowie poznali ponad 30 trojańczyków Neptuna, ale zdecydowana większość należy do roju wyprzedzającego planetę. W drugim, podążającym za nią, potwierdzono wcześniej tylko dwa obiekty o orbitach stabilnych w skali miliardów lat. Nowe odkrycie pozwoliło więc nie tylko powiększyć katalog. Po raz pierwszy naukowcy dysponują nieco większą próbką, dzięki której mogą porównywać adekwatności obu rojów.
To dopiero początek, bo Rubin może znaleźć ich jeszcze setki
Naukowcy spodziewają się, iż najbliższe lata przyniosą znacznie więcej podobnych odkryć. Symulacje przyszłych obserwacji wskazują, iż w trakcie wieloletniego przeglądu Rubin może wykryć dziesiątki, a choćby setki kolejnych trojańczyków Neptuna. Wiele z nich będzie należało do dotychczas słabo poznanego roju L5.
Co ciekawe, niektóre szacunki sugerują, iż rzeczywista populacja trojańczyków Neptuna może być choćby kilkukrotnie liczniejsza od populacji podobnych obiektów związanych z Jowiszem. Na razie znamy jednak nieporównywalnie mniej tych odległych ciał, dlatego takie przewidywania wymagają dalszej weryfikacji. jeżeli Rubin spełni pokładane w nim nadzieje, za kilka lat będziemy mieli znacznie dokładniejszy obraz tego, co naprawdę towarzyszy Neptunowi w jego długiej podróży wokół Słońca.
*Grafika wprowadzająca wygenerowana przez AI
