Bolygós rövidhírek: folyékony vizet találtak egy meteoritban

Szerző: Rezes Dániel

Japán, kínai és amerikai kutatók folyékony vizet azonosítottak egy primitív szenes kondrit meteoritban. A felfedezés nagyban hozzájárulhat a Naprendszer korai folyamatainak megértéséhez.

A víz gyakori összetevője a Naprendszernek, megjelenik többek között bolygónk felszínén, jégként a Holdon, valamint a Szaturnusz gyűrűiben és Enceladus nevű holdjának felszíne alatt is. Már korábbi tanulmányok is megmutatták, hogy a víz fontos szerepet játszott a Naprendszer kialakulásában és korai fejlődésében. Ennek a szerepnek a szélesebb körű vizsgálatára a kutatók megkíséreltek folyékony vizet találni extraterresztrikus anyagokban – így például meteoritokban – melyek legnagyobb része olyan kisbolygókból származik, melyek ebben a korai időszakban jöttek létre.

A fluidzárványokat tartalmazó Sutter’s Mill meteorit néhány darabja. Forrás: Wikipedia

A szakemberek már korábban is találtak szerkezetileg kötött hidroxilt és/vagy H2O molekulákat tartalmazó ásványokat meteoritokban, de folyékony vizet ezidáig nem. A víz ilyen formája csak bizonyos ásványokban jelen levő ún. fluidzárványok formájában maradhatott fenn. Ezekben a zárványokban jelen levő folyadék számos egyéb alkotót is tartalmazhat oldott formában, mely az egykori környezeti paramétereket jelzi.

A fluidzárványokat a kutatók a 2012-ben hullott Sutter’s Mill nevű, Mighei-típusú (CM) szenes kondritban található kalcit (trigonális kristályrendszerű kalcium-karbonát) kristályokban azonosították. A meteoritcsoport azért különleges, mivel anyaga igen primitív, forráségitestjük 4,6 milliárd éves, emellett vizes átalakuláson estek át a kisbolygón. A kutatók a vizsgálatokhoz olyan precíz vizsgálati módszereket alkalmaztak, mint a szinkrotron alapú röntgen nanotomográfia és a hűthető tárgyasztallal kiegészített transzmissziós elektronmikroszkópia.

A Sutter’s Mill SM33 nevű darabja. Forrás: GeoJack – Wikipedia; CC BY-SA 3.0

A vizsgálatok eredményeként egy olyan nanométeres (milliméter milliomodrésze) mérettartományba eső fluidzárványt azonosítottak kalcitkristályban, mely legalább 15% szén-dioxidot tartalmaz. A felfedezés megerősítette azt a feltételezést, miszerint a szenes kondritokban jelen levő kalcitkristályok nem csak folyékony vizet, de szén-dioxidot is megőrízhettek. A tanulmány publikálása előtt fluidzárványokat csak kevésbé primitív közönséges kondritokban található szenes kondrit anyagú törmelékekben található halit (kősó; köbös kristályrendszerű nátrium-klorid) kristályokban sikerült kimutatni.

A Sutter’s Mill meteoritban felfedezett, folyékony vizet tartalmazó fluidzárvány jelenlétéből érdekes következtetések vonhatóak le a szenes kondritos kisbolygó eredetére és a Naprendszer korai történetére vonatkozóan. Eszerint a meteorit szülőégitestjében a kőzetanyag fagyott víz és szén-dioxid jelenlétében állt össze. Ez a Naprendszernek csak azon részén következhetett be, mely kellően hideg volt a víz és a szén-dioxid szilárd halmazállapotban tartásához. Ilyen környezet valószínűleg a Jupiter pályáján túl létezhetett. Később a Jupiter instabilitása miatt a kisbolygó elindult a Naprendszer belső régiói felé, ahol darabjai beléptek a Föld légkörébe. Ez a feltételezés egybevág a napjainkban is elfogadott modellekkel. A felfedezés fontos mérföldköve a tudománynak. Az apró fluidzárvány vizsgálatával közelebb kerülhetünk tágabb környezetünk – a Naprendszer – kezdeti folyamatainak pontosabb megértéséhez.

Források:

[1] https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-04/ru-sfc042021.php

[2] Tsuchiyama, A., Miyake, A., Okuzumi, S., Kitayama, A., Kawano, J., Uesugi, K., Takeuchi, A., Nakano, T., & Zolensky, M. (2021). Discovery of primitive CO2-bearing fluid in an aqueously altered carbonaceous chondrite. Science Advances, 7(17), eabg9707.

Robbanó csillagok – a szupernóvák titkai

Szerző: Szoboszlai Endre

A debreceni Magnitúdó Csillagászati Egyesület 2021. május 20-án, csütörtökön este 19 órától ismét érdekes témát ajánl azoknak, akik érdeklődnek a világegyetem titkai iránt és technikailag be tudnak lépni a Skype segítségével megvalósuló virtuális programba.

Izgalmas program várja a tudomány iránt érdeklődőket csütörtökön este. A hatalmas erővel fellángoló csillagokról, a nóvákról, illetve a szupernóvákról hallhatnak majd az égbolt szerelmesei…

Harmadik alkalommal szervezünk nyilvános virtuális programot az érdeklődőknek 2021. május 20-án, csütörtökön este 19 órától. Ekkor a Skype-program segítségével „Nóvák, szupernóvák az elmúlt egy év alatt” címmel, Zajácz György csillagász-ismeretterjesztő, a Magnitúdó Csillagászati Egyesület elnöke tart vetítéssel színesített előadást.

Csillagászat a szobánkból

A Skype-rendszer terhelhetősége korlátozott, körülbelül maximum száz fős. Ezért akik nem tagjai a csillagászati egyesületnek, de szeretnék ingyenesen megnézni, meghallgatni az előadást, megtehetik, amennyiben legkésőbb 2021. május 20-án, 12 óráig írnak egy elektronikus levelet a magnitudo.szoboszlai@citromail.hu e-mail címre.

A leghamarabb jelentkező hatvan külsős érdeklődőnek legkésőbb 20-án, 17 óráig megküldjük a Skype bejelentkezési elérhetőségét.

A fennmaradó helyeket egyesületünk tagjai vehetik igénybe, akiknek nem kell jelentkezniük – tájékoztatta szerkesztőségünket Szoboszlai Endre, csillagász-ismeretterjesztő, a Magnitúdó Csillagászati Egyesület sajtófelelőse.

(Az egyesület honlapja: http://macsed.csillagpark.hu/.)

Bolygós rövidhírek: a Szaturnusz magja nagyobb, mint sejtették

Szerző: Rezes Dániel

A Szaturnusz magja nem csak egy kőzetekből és jégből felépülő összlet – mint ahogy sok kutató elképzelte – hanem egy olyan kiterjedt képződmény, mely hatalmas mennyiségű hidrogént és héliumot is tartalmaz. Ezt figyelembe véve a mag átmérője ~70000 km, mely a bolygó átmérőjének ~60 százalékát teszi ki – állítja új tanulmányában két amerikai kutató.

A legújabb kutatás szerint a bolygó magja nagyobb a feltételezettnél. Fotó: NASA/JPL/SSI

Naprendszerünk hatodik bolygója – melynek átmérője Földünk átmérőjének kilencszerese – egyedülállóan káprázatos és komplex gyűrűrendszerével kitűnik a Naprendszer többi gázbolygója közül. Több, mint 60 ismert holdja kivételes kutatási lehetőséget teremt a szakemberek számára, sok titkot őriznek napjainkban is. Nehéz elképzelni, de a Szaturnusz az egyetlen olyan bolygó a Naprendszerben, melynek átlagos sűrűsége kisebb a víznél. Az égitestnek a Földhöz hasonló a tengelyferdesége, így a Szaturnuszon is kialakulnak évszakok.

A Szaturnusz és gyűrűje a Cassini felvételén. Fotó: NASA

A Szaturnusz magjának szerkezeti meghatározásához a csillagász-asztrofizikus kutatópáros az égitest gyűrűit vizsgálta meg. Ahogy a földrengések segítenek a szeizmológusoknak a Föld belsejének vizsgálatában, úgy a Szaturnusz rengései is feltárják az égitest szerkezetének rejtett részleteit. Ezek a rengések megváltoztatják a bolygó gravitációs erejét, mely hullámokat kelt a gyűrűrendszerben, főképpen az égitesthez a három fő gyűrű közül legközelebb elhelyezkedő C jelűben. Az ebben a gyűrűben haladó hullám vizsgálata és a már nem üzemelő Cassini űrszondának a Szaturnusz gravitációs mezejére vonatkozó adatai által a kutatók kiszámolták, hogy a bolygó magjában tömörülő kőzeteknek, jégnek, hidrogénnek és héliumnak az együttes tömege 55 földtömeg. Ez a Szaturnusz teljes tömegének (95 földtömeg) több, mint a felét jelenti.

A Szaturnusz és belső szerkezete méretarányosan, az eddigi ismereteink alapján. Forrás: Wikipedia/Kelvinsong; CC BY-SA 3.0

A két kutató következtetése a Szaturnusz magjára vonatkozóan megerősíti azt az újabb elméletet, mely szerint 4,6 milliárd éve, a mag kőzetek és jég általi összeállásakor nagy mennyiségű gáz is jelen volt a rendszerben. Ahogy a mag további anyaggal gyarapodott, a gázból álló hányad felemelkedett. Emellett az eredmények arra a régi talányra is választ adhatnak, hogy a Szaturnusz miért bocsát ki több energiát annál, mint amennyit a Naptól kap. A bolygó rengéseinek típusa ugyanis arról árulkodik, hogy az égitest magja relatíve stabil.

Az új megfigyelések és felismerések nem csak azt segíthetnek megérteni, hogy hogyan keletkeztek a Naprendszer hatalmas gázbolygói, hanem a más csillagok körül keringő hasonló égitestek természetéről is tanúskodnak. A tanulmány eredményeinek megerősítéséhez a jövőben a gyűrűk további hullámainak vizsgálata szükséges.

Források:
[1] https://www.sciencenews.org/article/saturn-planet-core-fuzzy-ring-astronomy-space?fbclid=IwAR38pUCN1xdSL17hOkE1RjEdlYKM_1yDwQSHq-zrC2H1Mq9PM0jJuIEGbh4
[2] Mankovich, C., & Fuller, J. (2021). A diffuse core in Saturn revealed by ring seismology. arXiv preprint arXiv:2104.13385.
[3] https://solarsystem.nasa.gov/planets/saturn/in-depth/

Bolygós rövidhírek: volt-e valaha a Napnak „csillagtestvére”?

Szerző: Gombai Norbert

Dr. Avi Loeb csillagász, és Amir Siraj egyetemi hallgató a Harvard Egyetemről erre a kérdésre keresik a választ. 2020. augusztusában, a The Astrophysical Journal Letters című tudományos folyóiratban közzétett elméletük szerint elképzelhető, hogy központi csillagunknak a régmúltban volt egy hasonló tömegű kettős kísérője, amely ugyanabból a sűrű molekuláris gázfelhőből alakulhatott ki, mint a Nap.

De miért fontos és érdekes ez az elmélet? Persze azon kívül, hogy nagyon menő volna kikönyökölni a teraszra és a kettős naplementében gyönyörködni, hasonlóan a Csillagok Háborúja ikonikus jelenetéhez.

A kulcs az Oort-felhőben rejlik, illetve annak kialakulásában. Miért és hogyan alakult ki a Naprendszer távoli, külső peremén elhelyezkedő, sok milliárdnyi jeges szikladarabból és üstökösből álló törmelékfelhő?

Az Oort-felhő távolsága Napunktól Csillagászati Egységekben – a távolságot jelző vízszintes skála logaritmikus

Az általánosságban elfogadott elmélet szerint az Oort-felhő annak a protoplanetáris korongnak a maradványa, amelyből a Naprendszer égitestjei is képződtek. A felhő az elképzelések szerint két részből áll. A korong alakú belső felhőből, amelynek modelljét Jack G. Hills csillagász vetette fel saját, üstökös kutatási eredményeire alapozva a 80-as évek elején (a belső felhőt ezért Hills-felhőnek is nevezünk), valamint egy gömbszimmetrikus, úgynevezett külső Oort-felhőből. Az Oort-felhő belső pereme a Naptól kb. 2.000 CSE (1 csillagászati egység = Föld-Nap távolság, nagyjból 150 millió km) távolságban helyezkedik el, míg külső pereme kb. 10.000 CSE (egyes elképzelések szerint akár 100.000 CSE) távolságra tehető. Csak az összehasonlítás kedvéért a Plutó 30-50 CSE távolságra kering a központi csillagtól. Az Oort- felhőt alkotó főleg  víz-, metán- és etánjégből álló üstökösmagok és egyéb objektumok eredetileg a Naphoz sokkal közelebb jöttek létre, mígnem a nagybolygók gravitációs kölcsönhatásainak köszönhetően elnyújtott elliptikus, vagy parabolikus pályára álltak, a Naprendszer távoli vidékei felé lökődtek ki, olykor elhagyva a Nap gravitációs vonzáskörzetét. Az Oort-felhőt az azt alkotó objektumok közötti igen gyakori ütközések, a közeli csillagok gravitációs hatásai, átvonulásai, valamint a galaktikus ár-apály hatások is alakították.

Az Oort-felhő becsült távolsága a belső Naprendszerhez képest

A probléma ezzel a modellel az, hogy nem képes megnyugtatóan megmagyarázni a belső és külső Oort-felhő közötti anyageloszlás arányát. Loeb és Siraj szerint amint bevezetjük egy korai csillag-kísérő jelenlétét a modellbe nem csak közelebb kerülünk a megfigyelt állapothoz, de további érdekes kérdésekre is válaszokat kaphatunk.

Megfigyelési tapasztalatok szerint a Naphoz hasonló csillagok többnyire kettős rendszerekben fordulnak elő. A számítási modellek szerint a kettős csillagrendszerek sokkal hatékonyabbak az objektumok befogásában, mint az egyedülálló csillagok. Ha az elmélet helytálló és bizonyítást nyerne, hogy az Oort-felhő valóban egy korai Nap-kísérő csillag segítségével keletkezett, az jelentős következményekkel járna a Naprendszer kialakulásának eddig elfogadott elméletére vonatkozólag. Sőt, érdekes válaszokat adhatna az élet kialakulásával kapcsolatos kérdésekre is, hiszen az Oort-felhőben levő üstökösök jelentős szerepet játszhattak a Földi élet megjelenésében, például vizet és szállíthattak bolygónkra, vagy éppen a dinoszauruszok kihalását okozták.

Mi több, az elmélet hatással lehet a sokat emlegetett Kilencedik bolygó hipotézisre is. Egy, a Pluto pályáján túl keringő, akár Neptunusz méretű eleddig felfedezetlen égitestre, amelynek létezésére csak a Kuiper-öv bizonyos objektumainak egyedi pályaadataiból következtethetünk.

Természetesen az Oort-felhővel és a hipotetikus Kilencedik bolygóval (és lehetséges kísérőivel) kapcsolatos felvetések csak további megfigyelések útján nyerhetnek bizonyítást. A közvetlen fotografikus megfigyelések meglehetősen nagy kihívást jelentenek a csillagászok számára az óriási távolság, a hatalmas vizsgálandó terület, valamint a cél objektumok természete miatt. Mindazonáltal a chilei Vera C. Rubin Obszervatórium 8,4 m-es teleszkópja várhatóan idén megkezdi a Legacy Survey of Space and Time nevű programját, amelyben a tervek szerint a teljes, a távcső számára elérhető déli égboltot többször is lefényképezik. A megfigyelési program főbb céljai között – egyebek mellett – szerepel a Naprendszer kisebb égitestjeinek feltérképezése, különös tekintettel a Föld-közeli aszteroidákra (NEA) és Kuiper-övben található objektumokra (KBO), valamint a már említett Kilencedik bolygó utáni kutatás is. Az LSST felmérésnek köszönhetően várhatóan 10-szeresére, akár 100-szorosára is megnőhet az azonosított és katalogizált objektumok száma.

Jogosan tehetjük fel a kérdést: ha Napunknak tényleg volt egy kísérő csillaga, akkor hová lett? Miért nem élvezhetjük a kettős naplementét a Balaton partján? Loeb és Siraj azt feltételezik, hogy a keletkezési csillaghalmazban elhaladó egyéb csillagok gravitációs hatása szétszakította a Nap és kísérője közötti kapcsolatot és évmilliárdokkal ezelőtt kirepítette központi csillagunk párját a galaktikus térbe. A Nap rég elveszett társa mára már bárhol lehet a Tejútrendszerben.

Bolygós rövidhírek: felfedezték az Uránusz első röntgensugarait

Szerző: Rezes Dániel

A NASA („National Aeronautics and Space Administration”, Nemzeti Repülési és Űrhajózási Hivatal) Chandra űrtávcsőjét (CXO, „Chandra X-Ray Observatory”) használó csillagászok először detektálták az Uránuszról érkező röntgensugarakat. Ez a fontos felfedezés a jövőben a kutatók segítségére lehet a Naprendszer eme hatalmas gázbolygójának részletesebb megértésében.

A Föld és az Uránusz méretének összehasonlítása. Forrás: NASA

Naprendszerünk hetedik bolygója – melynek átmérője Földünk átmérőjének négyszerese – a többi bolygótól jelentősen eltérő tulajdonsággal rendelkezik. Ez a jellegzetesség a Nap körüli keringés síkjának és a bolygó forgástengelyének egymáshoz viszonyított szögében keresendő. Az Uránusz esetében ez a szög közel 90°, így a bolygó látszólag az oldalán fekve forog Nap körüli keringése során. Ezt a szokatlan sajátságot valószínűleg egy Föld-méretű égitesttel történt ősi ütközés során szerezte. A kis méretű kőzetmaggal rendelkező gázbolygót majdnem teljes egészében hidrogén és hélium építi fel, jellegzetes zöldeskék színét a légkörében található metántól nyeri el. Az Uránusz gyűrűrendszere két részre bontható és 27 ismert holddal is rendelkezik.

Sarki fények az Uránuszon. Forrás: ESA/Hubble; CC BY 4.0

Mivel az egyetlen, Uránusz mellett elhaladó űreszköz a Voyager-2 volt, ezért a csillagászoknak a Föld közelében található Chandra és Hubble űrtávcsövekre kell hagyatkozniuk a gázbolygó tanulmányozása során. Az új tanulmányban a kutatók a Chandra 2002-es és 2017-es megfigyeléseit használták fel. Az első megfigyelés kiértékelésénél tisztán észlelték a röntgensugarakat, míg utóbbinál egy valószínűsített röntgensugár flare (kitörés) is látható.
Felmerül azonban a kérdés, hogy mi okozza az Uránusz röntgensugár-kibocsátását? A csillagászok már korábban megfigyelték, hogy a Szaturnusz és a Jupiter is kibocsát röntgensugárzást, melynek okozójaként a Napot azonosították. A folyamat hasonlít ahhoz, amikor a földi légkör szórja a beérkező napsugárzást. Azonban ez a jelenség nem az egyedüli okozója az Uránusznál megfigyelt röntgensugárzásnak, a feltételezés szerint legalább még egy forrásból ered ilyen hullámhosszú sugárzás. Ennek a forrásnak a felderítésével a bolygó megértésére vonatkozó fontos következtetéseket lesznek képesek levonni a kutatók.

Közeli infravörösben készült hamisszínes fotó az Uránuszról. Forrás: NASA/Hubble

Az Uránusz röntgensugarainak további forrására ezidáig két lehetőség született. Az egyik szerint a Szaturnusz gyűrűihez hasonlóan az Uránusz gyűrűi is képesek röntgensugárzás kibocsátására. Ez a folyamat úgy zajlik, hogy a bolygó közvetlen űrbéli környezetében található töltött részecskék (pl. elektronok, protonok) ütköznek a gyűrű anyagával, melynek következménye a röntgensugárzás kibocsátása. Emellett egy másik lehetséges forrás az Uránusznál is tapasztalható aurora jelenség. Ez a folyamat hasonlít a Földön megfigyelt sarki fényhez, azonban fontos különbség, hogy bolygónkon más a kibocsátott sugárzás hullámhossz-tartománya. A földi sarki fény akkor keletkezik, amikor a világűrből érkező, nagy energiájú elektronok a Föld mágneses erővonalai mentén a sarkok felé gyűjtődnek és a légkörben lelassulnak. A jelenség a Jupiternél is hasonló, azonban az Uránusz esetében nem tisztázott egyértelműen.
Az Uránusz a többi naprendszerbeli bolygóhoz képest különleges feltételeket kínál a röntgensugárzás vizsgálatára szokatlan tengelyferdesége és mágneses mezője révén. Ezek a tulajdonságok rendhagyóan komplex és változatos aurora-jelenség létrejöttét tették lehetővé ezen a hatalmas gázbolygón. Az Uránusz röntgensugarainak és azok forrásainak vizsgálata a jövőben lehetőséget teremt az Univerzum megannyi különleges objektumának (pl. növekvő fekete lyukak, neutroncsillagok) megértésére. Ehhez pedig a csillagászok hűséges társa a Chandra űrtávcső.

Források:
[1] https://www.nasa.gov/mission_pages/chandra/images/first-x-rays-from-uranus-discovered.html
[2] Dunn, W. R., Ness, J. U., Lamy, L., Tremblay, G. R., Branduardi‐Raymont, G., Snios, B., Kraft, R. P., Yao, Z., & Wibisono, A. D. (2021). A Low Signal Detection of X‐Rays From Uranus. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 126(4), e2020JA028739., 11 p.
[3] https://solarsystem.nasa.gov/planets/uranus/in-depth/

Bolygós rövidhírek: rádiójelek a Vénusz felső légköréből

Szerző: Gombai Norbert

Lassan 3 éve, hogy 2018. augusztus 12-én útjára indult a NASA „Parker Solar Probe” nevű nap-szondája a floridai Cape Canaveral egyik kilövőállásáról. A szonda célja a Nap felső légkörének minden eddiginél alaposabb vizsgálata. A tervek szerint a napfelszíntől 6,12 millió km-re (több, mint hétszer közelebb, mint bármilyen korábbi űreszköz), közel 1 400 C fokos hőségben önállóan dolgozó szerkezet különböző méréseket végez és megfigyeli majd azokat az energiaáramlási folyamatokat, melyek a napkorona magas hőmérsékletét okozhatják, valamint a napszelet befolyásolják.  Annak érdekében, hogy a szerkezet a megfelelő sebességre gyorsulva elég közel tudjon kerülni a központi csillagunkhoz a Parker Solar Probe hét alkalommal elrepül a Vénusz bolygó mellett, a gyorsításhoz kihasználva annak gravitációs erejét.

A Vénusz, ahogy a Parker Solar Probe látta 2020. júl. 11-én, 12 000 km távolságból. A csíkok a felvételen a bolygóközi térben repülő apró porszemcsék. Az égitest közepén lévő sötét folt az Aphrodite Terra, a Vénusz legnagyobb magasföldje.
Fotó: NASA/Johns Hopkins APL/Naval Research Laboratory/Guillermo Stenborg and Brendan Gallagher

A legutóbbi „hintamanőver” közben mintegy 833 km-rel a Vénusz felszín felett repülve a Parker FIELDS nevű – a Nap elektromos és mágneses mezőit vizsgáló – műszere 7 percen keresztül alacsony frekvenciájú, természetes eredetű – az emberi fülnek meglehetősen kísértetiesnek ható – rádiójeleket észlelt. Gly Collinson (NASA’s Goddard Space Flight Center) felismerte, hogy az észlelt jelek rendkívül hasonlóak a korábbi, a Jupitert és holdjait vizsgáló Galileo NASA misszióban gyűjtött eredményekkel, amikor a Galileo szonda keresztül repült a Jupiter-holdak külső légkörein.

A Földhöz hasonlóan a Vénusz is rendelkezik ionoszférával, egy elektromosan töltött vékony gázréteggel  a felső légkörében. Az ionoszféra rádióhullámokat bocsát ki, amelyeket arra alkalmas eszközzel – mint a Parker FIELDS műszere – érzékelni lehet. A NASA kutatói legutóbb 1992-ben végeztek méréseket a Vénusz felső atmoszférájában, köszönhetően a Pioneer Venus Orbiter szondának. Abban az időben a Nap ciklusa maximumának közelben volt. A következő években földi távcsöves megfigyelések bizonyították, hogy a Vénusz ionoszférája jelentősen elvékonyodott, ahogy a naptevékenység egy nyugodtabb szakaszba lépett.

A Parker Solar Probe legutóbbi bolygóközeli manővere a napminimum után hat hónappal történt. A szonda által érzékelt rádiósugárzás alapján a kutatók kiszámolták az ionoszféra sűrűségét. Az eredmények alátámasztják a feltételezést, hogy a napciklus közvetlen hatással van a bolygó felső légkörének állapotára.

Bolygós rövidhírek: hatalmas tömegű földönkívüli port gyűjt be Földünk évente

Szerző: Rezes Dániel

Bolygónk Nap körüli keringése alatt számtalan világűrben található porfelhőn halad keresztül. Ezeknek a felhőknek a légkörbe jutó, majd felszínre hulló anyaga minden évben több ezer tonnával növeli a Föld tömegét – írják francia, amerikai és angol kutatók új tanulmányukban.

A szerzők három terepi időszak (2001-2002, 2005-2006 és 2015-2016, december-február) során gyűjtött több, mint 2000 mikrometeoritot vizsgáltak meg következtetésük levonásához. A mikrometeoritok olyan kozmikus porszemcsék Föld felszínére érkezett anyagai, melyek túlélték a földi légkörben történt áthaladást, illetve méretük milliméter alatti tartományban mozog. A mikrometeoritok csoportokba rendezése igen komplex, leginkább összetételük és átolvadásuk mértéke szerint különíthetőek el egymástól az egyes típusok.

Az antarktiszi Concordia Kutatóállomás
(Wikipedia – Stephen Hudson)

A mintagyűjtés helye az antarktiszi Dome C helyszínen található francia-olasz CONCORDIA állomás volt. Itt a kutatók két méternél mélyebb kutatóárkokat ástak annak érdekében, hogy elérjék az 1995 előtt felgyülemlett havat. Ez az év azért fontos, mert ekkortól számítják az emberi jelenlétet a területen, ezáltal elkerülhetőek a gyűjtést befolyásoló mesterséges hatások. A több száz kilogrammnyi hó kibányászásához a szakemberek tiszta eszközöket használtak, melyeket előzetesen vízzel és etanollal tisztítottak meg. A kinyert havat megolvasztották, majd az apró szemcséket szűréssel távolították el a fagyos vízből. A mintagyűjtés helyszíne azért fontos ezeknek az apró részecskéknek a vizsgálatában, mert az Antarktiszon kiváló körülmények uralkodnak a mikrometeoritok konzerválására, elkerülhető a mállás, valamint az emberi és természeti hatások is.

Különböző típusú mikrometeoritok keresztmetszetének pásztázó elektronmikroszkópi képe
(Wikipedia – Shaw Street; CC BY-SA 3.0)

A kutatók 808 olyan gömböcskét (szferula) találtak, melyek részlegesen megolvadtak a légköri áthaladás során, valamint 1280 olyan mikrometeoritot is azonosítottak, melyek nem szenvedtek el olvadást. Ezeknek a részecskéknek az átmérője 30 és 350 µm között változik, össztömegük elenyésző, mindössze pár gramm. Azonban a vizsgálatok eredményeit bolygónk felszínének egészére kiterjesztve az látható, hogy ezeknek az apró anyagoknak a teljes mennyisége ~5200 tonnával növeli bolygónk tömegét évente. A légkörbe lépés előtti tömeg ennek a számnak csaknem háromszorosa, ~15000 tonna.

Szferulák fénymikroszkópos képe
(Wikipedia – Shaw Street)

A modellekből kiderül, hogy a mikrometeoritok legnagyobb része a rövidperiódusú, Jupiter-családba tartozó üstökösökből, míg kisebb része a Mars és a Jupiter pályája közötti kisbolygóövből származhat. Ezeknek az apró részecskéknek hatalmas szerepe lehetett a Föld korai történetében az által, hogy a számítások alapján 20-100 tonna tömegű szenet juttathatnak bolygónkra évente, mely fontos összetevője az élethez szükséges szerves vegyületeknek.

Források:
[1] https://www.sciencenews.org/article/earth-extraterrestrial-space-dust-weight-meteorite
[2] Rojas, J., Duprat, J., Engrand, C., Dartois, E., Delauche, L., Godard, M., Gounelle, M., Carillo-Sanchez, J. D., Pokorny, P., & Plane, J. M. C. (2021). The micrometeorite flux at Dome C (Antarctica), monitoring the accretion of extraterrestrial dust on Earth. Earth and Planetary Science Letters, 560, 116794., 11 p.

Bolygós rövidhírek: orosz-kínai kisbolygó- és üstökösmisszió

Szerző: Rezes Dániel

Kína bejelentette, hogy orosz műszerekkel is felszerelve indítja útjára következő űreszközét. A küldetés első célja a Kamo’oalewa nevű földközeli aszteroidán történő mintavételezés lesz. A begyűjtött anyagot az űreszköz először kapszulában visszajuttatja a Földre, majd a földi gravitációs mezőt kihasználva elindul második úticélja felé, mely a Mars és a Jupiter pályája közötti Kisbolygóövben keringő 133P/Elst–Pizarro üstökös lesz. Utóbbi utazás hét évet fog felölelni.

A Kínai Nemzeti Űrügynökség (CNSA, „China National Space Administration”) által 2019-ben kiírt pályázatot az Orosz Tudományos Akadémia Űrkutatási Intézete nyerte, így az általuk gyártott eszközökkel csatlakozhatnak a ZhengHe névre keresztelt többcélú küldetéshez. Az űreszköz nevét egy kora 15. századbeli híres kínai tengeri felfedezőről kapta. A ZhengHe a feladataihoz szükséges műszerek széles palettáját fogja szállítani. Ilyen eszközök a hagyományos és multispektrális kamerák, spektrométerek, radar, magnetométer és különböző részecskedetektorok.

A Kamoʻoalewa pályája a belső Naprendszerben.
Forrás: Wikipedia (Tomruen); CC BY-SA 4.0

Az első objektum, a Kamoʻoalewa vagy más néven 2016 HO3 kisbolygó – melynek hawaii neve oszcilláló mozgást végző égitestre utal – kevesebb, mint 100 méter hosszúságú és csak 2016-ban fedezték fel. Jelenleg ez a legkisebb, legközelebbi és legstabilabb olyan „kvázi-holdja” a Földnek, mely folyamatosan kering bolygónk körül, azonban túl távol található, hogy hagyományosan holdnak nevezhessük, ugyanis maximális távolsága 100-szoros holdtávolság.

A második objektum, az 1996-ban Eric Walter Elst és Guido Pizarro által felfedezett 133P/Elst–Pizarro üstökös, melyet szokatlan kisbolygóövi helyzete miatt gyakran aszteroidaként is besoroltak. Ezzel ellentétben üstökösként porból és gázból álló csóvája is megfigyelhető. Ez a kettős természet jellemzi a nemrég felfedezett kisbolygóövi üstökösöket (MBCs, „Main Belt Comets”), melybe a 133P/Elst–Pizarro is tartozik.

A 133P/Elst–Pizarro az ESO 1 méter átmérőjű Schmidt-teleszkópjával.
Forrás: ESO; Wikipedia; CC BY 4.0

A kooperációban végrehajtott küldetés célja, hogy információt szolgáltasson a naprendszerbeli kis égitestek képződésére és fejlődésére, a „kvázi-holdak” eredetére és mozgásukra, valamint az MBC-k tulajdonságaira, különös tekintettel a vízre és más illók jelenlétére vonatkozóan. Oroszország és Kína ezzel a 2024-re tervezett küldetéssel bővíti a hosszú ideje fennálló kölcsönös űrrepülési együttműködését.

Források:
[1] https://www.space.com/russia-joins-china-asteroid-comet-mission?fbclid=IwAR17cV6CMuN4gO9zlVA8typkmJQY4Lu_ELn0fF0lT3UnobFN6qyQ8f6HFcs
[2] https://www.nature.com/articles/d41586-019-01390-5
[3] https://en.wikipedia.org/wiki/469219_Kamo%CA%BBoalewa
[4] https://www.hou.usra.edu/meetings/lpsc2019/pdf/1045.pdf
[5] https://en.wikipedia.org/wiki/7968_Elst%E2%80%93Pizarro

Bolygós rövidhírek: érkeznek a Lyridák

Szerző: Balázs Gábor

A leglátványosabb meteorrajok kétségkívül a Perseidák és a Geminidák, amit leginkább az óránként hulló meteorok magas száma okoz. Noha az előbbiek idején sűrűn potyognak a hullócsillagok, van rajtuk kívül is megannyi meteorraj, amik szintén figyelmet érdemelnek.

Ide sorolható az április 22-én, csütörtökön érkező, ebben az évben az első számottevő meteorraj, a Lyridák. Nevüket az ún. radiáns magyarázza. Ez az a pont, melyből a meteorok érkezni látszanak. Ennek elhelyezkedése adja meg a rajok nevét. Esetünkben a Lant (Lyra) csillagkép terültén található ez a pont, innen ered a Lyridák megnevezés.

A Lyridák radiánsa. Forrás: Stellarium

Ugyebár szinte minden meteorraj egy üstököshöz kötődik, így nincs másképp itt sem. Ennek a rajnak a szülőüstököse a (C/1861 G1) Thatcher üstökös. A kométa utoljára 1861-ben közelítette meg Napunkat, és 415 éves keringési periódusával számolva legközelebb 2276-ban fog visszatérni. Ekkor szép meteoresőt okozhat. A Lyridák egyébként a legrégebben feljegyzett meteorraj. Kr. e. 687-ben már Kínában írtak róluk.

Áttérve megfigyelésükre, aktivitásukra április 16. és 25. között lehet számítani, de a raj maximuma lehet mindenki számára érdekesebb. A jeles időpont 22-én hajnalban lesz, amikor óránként 7-8 darab meteort is láthatunk, de az ezt követő egy-két napban is érdemes próbálkozni megpillantásukkal. Ha szerencsénk van, akár még egy-egy tűzgömb is feltűnhet.

Egy fényes, -7 magnitúdós tűzgömb a szerző felvételén

2021-ben derült idő esetén sem lesznek a legkedvezőbbek a körülmények, ugyanis égi kísérőnk a maga 67%-os fázisával fogja beragyogni az éjszakai égboltot. Ennek okán a megfigyelhető tagok reális száma az óránkénti 5 körül alakulhat. Aki pedig kimerészkedik néhány meteort megcsodálni, az izzó kozmikus porszemcséken kívül még a Tejút egyre magasabbra emelkedő csillagösvényét, majd a Szaturnusz és a Jupiter párosát is megfigyelheti.


Forrás: NASA

Vulkánok és a global dimming

Szerző: Kovács Gergő

2021. április 9-én kitört a Karibi-térséghez, azon belül a Szél felőli szigetekhez tartozó Saint Vincent sziget La Soufrière nevű vulkánja, mely kitörés a XXI. század egyik legnagyobb vulkáni erupcióját okozta.

A La Soufriére kitörése. Forrás: RCI Martinique – YouTube CC BY 3.0

A kitörés jelentős mennyiségű vulkáni port juttatott a légkörbe, az ún. vulkánkitörési index (VEI) szerint a robbanásos kitörés VEI 4-es erősségű, mely még ha nem jelentős, de mindenképpen kimutatható mennyiségű, 0,4-0,6 Tg (teragram=1012 gramm) mennyiségű kén-dioxidot juttatott a légkörbe. Ha a kitörés VEI 5-ös vagy annál erősebb lenne, már elegendő mennyiségű aeroszolt juttatna a sztratoszférába ahhoz, hogy komolyabb mértékben befolyásolni tudja a Föld klímáját.

A VEI-index egyes fokozatainak megfelelő kitörések.
A La Soufriére-ből a légkörbe jutott vulkáni anyag. (NASA)

A kitörés óta körülbelül 20 ezer embert kellett evakuálni a szigetről. Az utcákat, házakat vastag por fedi, a vízellátás és az elektromos áram-ellátás akadozik. A nagy mennyiségű vulkanikus por és gáz mellett a tűzhányóból kiszabaduló rendkívül forró törmelékzuhatag, ún. piroklaszt-ár is óriási pusztítást okozott. A védekezés sikerét jól jelzi azonban, hogy eddig senki nem vesztette életét a szigeten.

A “global dimming” (mely fogalom magyar fordítására nem vállalkozom) a légkörbe jutó aeroszolrészecskék (vulkáni por, kén-dioxid, füst, korom, kondenzcsíkok stb.) napsugárzás-blokkoló hatása, melynek következtében a felszíni hőmérséklet kimutatható mértékben csökken, függően a légkörbe jutó részecskék mennyiségétől, illetve attól, hogy a troposzférába vagy feljebb, a sztratoszférába kerülnek, illetve, hogy az Egyenlítő környékéről terjednek szét a légkörben (ekkor hatékonyabb a terjedésük) vagy nem.

Ez a felszínre érkező napsugárzás mennyisége mellett képes módosítani az esőzések térbeli eloszlását, árvizeket vagy szárazságokat (így éhínségeket is) okozva. A történelem során számos esetben volt példa a global dimming jelentős klímaformáló hatására.

1815-ben a Tambora VEI 7-es erősségű kitörése a rákövetkező évre elhozta “a nyár nélküli év“-et: júniusban Európa és Észak-Amerika szerte havazott, jelentős terménypusztulást és éhínséget okozva. A sors iróniája, hogy ebben az évben, ezen időjárási anomáia hatására írta Mary Shelley a Frankensteint.

Ki gondolta volna elsőre, hogy összefüggés van kettejük között? (Wikipedia nyomán)

A 2001. szeptember 11-ei terrorcselekmény után több napra is a földre parancsolták az USA összes polgári repülőgépét, a meteorológusok példátlan hőmérséklet-növekedést figyeltek meg az országban, melyet a kutatók a kondenzcsíkoknak, illetve azok hiányának tudtak be. Egy friss kutatás szerint hazánkban az éves napenergia-termelésben körülbelül 1-1,3%-nyi csökkenést okoznak a kondenzcsíkok.

Kondenzcsíkok DNy-USA fölött. (MODIS)

Láthatjuk hát, hogy ezen jelenségnek igen komoly klíma- és történelemformáló hatásai is lehetnek. Nem véletlen, hogy a global dimming az egyik potenciális jelöltje az éghajlat lehetséges mesterséges szabályozásának, a geoengineeringnek, ezen belül is az ún. napsugárzás-menedzsmentnek, mely célja a földfelszínre érkező napsugárzás csökkentése, többek között különféle aeroszolok használatával (por, kén-dioxid, titán-dioxid).


Források:
[1] [2] [3] [4]