Ritka lonsdaleit kristályok az ureilit meteoritokban

Szerző: Rezes Dániel

Ausztrál és angol kutatók egy csoportja a Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) nevű tudományos folyóiratban frissen megjelent tanulmányában az ureilit típusú meteoritokban megfigyelhető ritka lonsdaleit kristályokat vizsgálta. A tanulmány rámutatott arra, hogy az ősi, belső naprendszerbeli törpebolygóban – melyből az ureilitek származnak – a lonsdaleit kristályok nem sokkal azután keletkeztek, miután az égitest egy nagy méretű aszteroidával ütközött hozzávetőlegesen 4,5 milliárd évvel ezelőtt.

A szibériai Popigaj-kráterből előkerült gyémántok. Az (A) képen egy tiszta gyémánt látható, míg a (B) képen található gyémánt lonsdaleit szennyeződéseket tartalmaz. Kép forrása: Hiroaki Ohfuji et al. – http://www.nature.com/articles/srep14702

A lonsdaleit nevű ásvány a szén hexagonális kristályrendszerben megjelenő polimorf módosulata. A polimorfia olyan ásványokra utal, melyeknek azonos a kémiai összetételük, azonban eltérő a kristályszerkezetük. Az ásvány a híres, úttörő munkásságú brit krisztallográfus, Dame Kathleen Lonsdale után kapta nevét, aki a Királyi Természettudományos Társaság (Royal Society) első női tagja volt. Ezt a különleges ásványt tartalmazó, ureilit típusú akondrit meteoritok olyan széntartalmú ultramafikus kőzetek, melyeket legnagyobb részben olivin és döntően alacsony Ca-tartalmú piroxén épít fel. Ehhez még ≤10 térfogat% fekete színű térkitöltő anyag társul, melynek elegyrészei a szén, vas-nikkel, szulfidok és finomszemcsés szilikátok. Az ureilitek két nagy csoportra bonthatóak, a ~95%-ot kitevő, főcsoportba tartozó (main-group) és a ~5%-ot kitevő polimikt ureilitekre (pl. a híres Almahata Sitta meteorit). Ezek a kőzetek jellemzően nagyobb gyakoriságban tartalmaznak gyémántokat, mint bármely más, napjainkig megismert kőzet.

A kutatók által talált lonsdaleit kristályok az eddig megfigyelt legnagyobbak, melyek még így is alig hosszabbak egy mikrométernél. Méretük sokkal kisebb az emberi hajszál vastagságánál. A kutatók azt feltételezik, hogy a lonsdaleit hexagonális kristályszerkezete potenciálisan keményebbé teszi az ásványt a köbös rendszerben kristályosodó gyémántoknál. Ez alapján a csapat valószínűnek tartja, hogy a lonsdaleit szokatlan szerkezete lehetőséget biztosít számunkra újfajta, a bányászatban hasznosítható, nagy keménységű anyagok gyártási technológiájának fejlesztéséhez.

Az ureilitekben megjelenő grafit, lonsdaleit és gyémánt ásványfázisok megjelenési formái: (A) az NWA (Northwest Africa) 5884 meteoritban található gyűrt, kristályos grafit reflexiós mikroszkópi képe (kink band=deformációs sáv); (B) az NWA 7983 meteoritban megfigyelt átöröklött, gyűrt morfológiát mutató lonsdaleit (Lon) reflexiós mikroszkópi képe; (C) a (B) képen lévő területről készült katódlumineszcens térkép (gyémánt (Dia) vörös színnel, lonsdaleit (Lons) zöld színnel jelölve); (D) pásztázó transzmissziós elektronmikroszkópi (STEM) kép a (C) ábra sárga körrel jelölt területéről (a sötét árnyalatú területek a lonsdaleit kristályok) (Tomkins et al. 2022).

A vizsgálatok eredményeképpen a kutatók mind a lonsdaleit, mind pedig a gyémántok képződésére is fel tudtak állítani egy új elméletet. Ez a képződési mechanizmus azután játszódhatott le, miután a törpebolygó jelentős mértékű ütközést szenvedett el egy másik égitesttel. Az elemzések azt mutatták, hogy a lonsdaleit leginkább polikristályos formában, néha gyűrt morfológiát mutatva és részben gyémántból és grafitból álló szegélyekkel és harántoló erekkel jelenik meg. Ez a megjelenés arra engedte következtetni a kutatókat, hogy a lonsdaleit pszeudomorf módon megőrizte az elsődleges grafit eredeti alakját, képződését elősegítette egy gyors dekompressziós és hűlési folyamat során jelenlevő, szuperkritikus C-H-O-S fluidum. A gyémánt és a grafit a lonsdaleit képződése után keletkezett és részben helyettesítette azt, a C-H-O-S gáz jelenlétében lezajló folyamatos reakció következtében.

Amellett, hogy a mostani felismerések megoldhatják azt a régóta fennálló rejtélyt, hogy miként keletkeztek az ureilitekben található szénfázisok, a kutatók remélik, hogy a természetes folyamatok reprodukciója által olyan apró, lonsdaleitből álló, ultrakemény alkatrészeket leszünk képesek létrehozni, melyek forradalmasíthatják az ipari eszközöket.

Források:
[1] https://www.sci.news/space/meteoritic-lonsdaleite-11191.html
[2] https://www.rmit.edu.au/news/all-news/2022/sep/space-diamonds
[3] Krot A. N. et al. (2014). Classification of meteorites and their genetic relationships. In: Holland H. D. and Turekian K. K. (eds.): Treatise on Geochemistry (2nd ed.), Vol. 1: Meteorites and cosmochemical processes, Elsevier, Amsterdam, pp. 1–63.
[4] Tomkins, A. G. et al. (2022). Sequential Lonsdaleite to Diamond Formation in Ureilite Meteorites via In Situ Chemical Fluid/Vapor Deposition. PNAS, 119(38): e2208814119.

Magyar felfedezésű földsúroló

Szerző: Maróti Tamás

Odafigyelni a világűrben körülöttünk keringő sziklákra érdemes, hiszen egy esetleges becsapódó kisbolygó az egész emberi civilizációt lemoshatja a Föld színéről. A dinoszauruszok nem törődtek ezzel, és lám mi lett a vége. De felmerül a kérdés: lehet-e a mai világban – amikor nagy távcsövekkel, kiváló asztroklímájú helyszínekről automata távcsövekkel profi csillagászok figyelik az eget – amatőr eszközökkel elérni valamit? Én megpróbáltam és a szisztematikus keresésnek 2022 július 4-én meglett az eredménye. Az utolsó képsorozat hajnali fél háromkor ért véget. A lefuttatott keresés a lassú kisbolygókra nem mutatott semmit, elindítottam a gyorsakra keresést, és alig vártam, hogy vége legyen, olyan álmos voltam már. És akkor ott a szemem előtt egyszer csak megjelent az a program válasza az ismeretlen mozgó objektumról.

A szerző műszere

Ekkor már hajnalodott, tehát ellenőrző mérésre, új adatgyűjtésre nem volt lehetőség. Azért elvégeztem néhány ellenőrzést. Látta-e már valaki előttem? Nem műhold-e? Nem műszerhiba-e? Miután ezeket rendben találtam ellenőriztem, hogy esetleg egy NEO-t (Near Earth Object, földsúroló kisbolygó) találtam. Az ellenőrző oldal azonosította a paraméterek alapján, hogy valóban NEO, ezek után beküldtem az észlelést a Minor Planet Centernek, majd aludni tértem. Persze túl izgatott voltam, így egy rövid 4 órás alvás után már ismét a gép előtt ültem. Akkor már láttam, hogy Amerikában valaki szintén észlelte, és később még két másik obszervatórium is megerősítette, hogy ezúttal egy valódi szikladarab került a cső végére.

A 2022 ND kisbolygó

Másnapra már 38 észlelés jött össze összesen 10 obszervatóriumból. Az a szép adatmennyiség elegendő volt ahhoz, hogy kiderüljön, egy Amor típusú kisbolygót kaptam el. Ezek a földpályán mindig kívül maradnak, tehát az ütközés lehetősége nem áll fent. De napközelben elég közel tudnak jutni, naptávolban viszont a Mars pályáján is túlra. Dél felé aztán megérkezett a bejelentés a Minor Planet Centertől, hogy megkapta az előzetes jelölést. Ezentúl a neve 2022 ND lesz.

A kisbolygó pályája (fehér ellipszissel) Naprendszerünk kőzetbolygóihoz képest (NASA/JPL)

A felfedezés részletes leírása, a technikai részletekkel várhatóan a Meteor 2022 szeptemberi számában fog megjelenni.

Szappanok az űrben – Planetology Beszélgetések 8

E fura cím a két első, ismert csillagközi objektumot, az ‘Oumuamua-t és a Borisov-üstököst takarja. De vajon mi indokolja ezt az elnevezést? Egyáltalán miféle égitestek ezek? Legújabb epizódunkban Kovács Gergő, Balogh Gábor és a frissen debütáló Gombai Norbert ezekre a kérdésekre keresi a választ.

Vonzz be egy földsúrolót – Planetology Beszélgetések 7

Podcast újratöltve! Planetology Beszélgetések címmel régi/új podcasttal jelentkezik a Planetology.hu szerkesztői csapata.

A soron következő adásunkban a földsúrolókat mutatjuk be.

Milyen típusú csillagászati objektumokra gondoljunk? Vajon tényleg komoly hatással lehetnek a földi életre? Kiderül a „Vonzz be egy földsúrólót” című műsorból. Kisbolygókról, üstökösökről és egyéb égi vándorokról beszélget Kovács Gergő, visszatérő vendégünk, Dave és Tamás, valamint a debütáló Balázs társaságában.

A podcast az Impulzus következő platformjain érhető el:

Fájdalmas földsúrolók

Szerző: Kovács Gergő

Sajnálatos módon az interneten és a közösségi oldalakon időnként fel-felbukkannak olyan cikkek, melyek egy-egy földközeli kisbolygó bolygónkhoz való hihetetlen mértékű közelítését (hogy az eredeti posztokat idézzem, “elhúzását”) vizionálja a témához nem értő érdeklődő számára. A gond csak az, sokszor hogy az sem ért a témához, aki ezeket a híreket írja. A Föld melletti “elhúzás” mellett igencsak kedvelik a “hatalmas” jelzőt a bolygónkat más nagyságrendben megközelítő kisbolygó tekintetében, természetesen indokolatlanul. Ki kell mondani: az ilyen posztok félrevezetőek, szakmaiatlanok, túlnyomórészt kimerítik a bulvár kategóriát, nem mellesleg még hírértékkel sem bírnak (“Nesze semmi, fogd meg jól!”).

Nincsenek szavak…

De mi a baj ezekkel a cikkekkel? Ezt fogom most kibontani!

Mi a két fő gond? Egyik az égitest távolságának, másik a méretének túldimenzionálása. Az első esetben szót kell ejteni arról, mit hívunk ún. földközeli, más néven földsúroló kisbolygónak (vagy üstökösnek). Ezen égitestek közös jellemzője az, hogy napközelpontjuk kisebb, mint 1,3 Csillagászati Egység (1 Cs.E. = 149,6 millió kilométer), így potenciálisan veszélyt jelenthetnek a Földünkre, azaz 10 millió éven belül vagy a Földnek (vagy egy másik kőzetbolygónak) ütköznek, vagy pedig kilökődnek a Naprendszerből.

A földközeli kisbolygók három fő típusa, az Amor-, az Apollo- és az Aten-család. Különbségeiket a napközelpontjaik közötti különbség adja. Az Amor-család napközelpontja a földpályán kívül helyezkedik el, míg az Apollo- és Aten-család esetében a földpályán belül. Az Amor- és az Apollo-család pályáik fél nagytengelyének (a pályaellipszis nagyobb átmérőjének fele) hossza nagyobb, mint egy Nap-Föld távolság, az Aten-család esetében kisebb.

A földközeli objektumok (más néven NEO-k, a Near Earth Object után) közt jelenlegi tudásunk szerint 27 000 kisbolygót ismerünk, valamint 100 üstököst. Egy szűk csoportjuk az ún. PHA-k, a potenciálisan veszélyes kisbolygók (Potentially Hazardous Asteroids), melyek közös jellemzője, hogy pályáiknak a Föld pályájával alkotott metszéspontja legfeljebb 0,05 Csillagászati Egységre, azaz kb. 7 480 000 kilométerre van a Földtől (viszonyításképp, a földpálya teljes hossza megközelítőleg 940 millió kilométer).

Amikor azt olvasom, hogy egy kisbolygó valójában a Föld-Hold távolság 20-szorosára halad el bolygónk mellett, nem igazán értem, miért kell azt “Föld melletti elhúzásnak” tálalni, a szenzációhajhászást leszámítva. Jóllehet a ~940 millió kilométert felölelő földpályán a több millió kilométeres közelítés igencsak jelentős közelítés, mégsem arról van szó, hogy az adott égitest vészesen megközelítse bolygónkat, magyarán szólva, ha több millió kilométerre halad el mellettünk, akkor szó sincs égbekiáltó közelségről, az ilyen posztok néhány sor után megcáfolják saját magukat. Egyszerűen, ilyen nagyságrendben nem beszélhetünk szoros közelítésről.

Ilyen messze “húzott el” a Föld mellett egy nemrég beharangozott kisbolygó…

Ez természetesen nem jelenti azt, hogy ne lennének olyan aszteroidák, melyek náluk sokkal közelebb kerülnek!

De mi a második gond? Nem más, mint a Földünket “megközelítő” kisbolygó méretének túldramatizálása. Ahogy fentebb is említettem, a “hatalmas” szóval, illetve szinonimáival igen gyakran találkozhatnak az olvasók. De mi számít annak? Egy száz méteres? Egy egy kilométeres? Vagy egy, ezeknél sokkal nagyobb, mondjuk a 223 kilométeres Psyche? Vagy az 525 kilométeres Vesta? Vagy azok az égitestek, melyek kisebb-nagyobb becsapódási eseménnyel jártak?

A cseljabinszki meteort “létrehozó” kisbolygó körülbelül 20 méteres lehetett, a Tunguszka-meteor szülőégitestje pedig megközelítőleg 65 méteres, a kisbolygók teljes méretskálájához viszonyítva azonban ezek ketten semmiképp sem mondhatók hatalmasnak (jóllehet a Tunguszka meteor komoly pusztítást okozott!), ahogy a mostanság gyakran felbukkanó bulvárhírekben szereplők sem. Egy kilométeres, vagy egy annál sokkal nagyobb aszteroida azonban már annak lenne mondható, de mégis, mi érdemli meg a “hatalmas” jelzőt? A 20 méteres cseljabinszki meteor? A hatalmas kihalást okozó, 10 kilométeres Chixculub-meteor? Bár ezek számunkra hatalmasak lehetnek (ahogy a hatásuk is), mégsem mondhatóak annak a kisbolygók közt…

A cseljabinszki és a Tunguszka-meteoroid mérete a new yorki Empire State Buildinghez és a párizsi Eiffel-toronyhoz képest.
Forrás: Phoenix CZE – Wikipedia; CC BY-SA 4.0

Ettől függetlenül vannak olyan földsúrolók, melyek a (nem is annyira távoli) jövőben gondot okozhatnak. Ilyen a sokat emlegetett 99942-es sorszámú, 450*170 méteres Apophis, melynél azonban muszáj tisztázni pár dolgot! Jóllehet 2004-es felfedezésekor igen komoly, 2,7%-os esélyt adtak annak, hogy a kisbolygó 2029-ben Földünknek ütközik, a legfrissebb számítások szerint viszont már szó sincs ütközésről, az égitest 2029. április 13-án kb. 30 000 kilométerre halad el a Föld mellett (ez megközelítőleg a geoszinkron műholdak keringési magassága), mely egyébként vidéki, fényszennyezésmentes ég alól igen látványos lesz, a kisbolygó egy 3,1 magnitúdós “csillagként” fog átrobogni az égen.

A (99942) Apophis mérete a new yorki Empire State Buildinghez és a párizsi Eiffel-toronyhoz képest. Forrás: Phoenix CZE – Wikipedia; CC BY-SA 4.0

Sokáig tartottak attól, hogy Apophis 2029-es közelsége után 2066-ban visszatér, és egyenesen a Földbe csapódik. A legújabb – és így legpontosabb – pályaszámításoknak hála, kijelenthetjük, hogy az aszteroida messze elkerüli a Földet: ekkor 10,4 millió kilométerre halad el bolygónk mellett. A 2029-es közelségekor ugyanis a Föld módosítja a kisbolygó pályáját: az addig az Aten-családba tartozó égitest (pályájának fél nagytengelye 2029-ig 0,92 Csillagászati Egység) átkerül az Apollo-családba (pályájának fél nagytengelye ekkor már 1,1 Csillagászati Egység lesz), a régebbi ütközést előrejelző számításokat így már nem veszik figyelembe, az Apophis kisbolygó a (földközeli objektumok becsapódásának veszélyét kategorizáló) Torino-skálán már 0 értékkel bír. Azt feltétlen meg kell említeni, hogy jelenleg egyetlen kisbolygó sem létezik, mely 0-nál nagyobb értékkel bírna a Torino-skálán.

A Torino-skála. A vízszintes tengelyen a becsapódás valószínűsége látható, a függőleges tengelyen pedig, hogy a becsapódás hány megatonna TNT erejének felelne meg. 0 esetén elhanyagolhatóan kicsi az esély az ütközésre vagy az égitest túl kicsi, hogy áthatoljon a Föld légkörén. 8-tól felfelé az ütközés egészen biztosan bekövetkezik, 10-nél pedig globális katasztrófa várható. Ilyen esemény >100 000 évente egyszer következik be. Forrás: Looxix, SkyIsMine, Wikipedia; CC BY-SA 3.0

Mit lehet összességében elmondani ezek után? Egy szó mint száz, nem biztos, hogy ezekkel a kifejezésekkel, mint “hatalmas” vagy “elhúz a Föld mellett”, megéri dobálózni, mert könnyen megeshet, hogy nem vagyunk tisztában sem a nagyságokkal, sem a távolságokkal.

A Ryugu aszteroida mintáinak előzetes vizsgálata

Szerző: Rezes Dániel

Megtörtént a Japán Űrügynökség (JAXA; Japan Aerospace Exploration Agency) Hayabusa2 küldetése által a 162173 Ryugu aszteroida Földre szállított kőzetanyagának előzetes vizsgálata – számoltak be róla japán, francia, ausztrál, spanyol és angol kutatók közös cikkükben, mely a Nature Astronomy folyóiratban jelent meg. A mintagyűjtés még 2019. február 22-én történt, azonban közel három évbe telt, míg a mintákat a Földre szállították és előkészítették a vizsgálatokra. Ezek az ősi és földi hatásoktól mentes (ellentétben a meteoritokkal) anyagok ritka lehetőséget szolgáltatnak arra, hogy segítségükkel a Naprendszer kezdeti folyamatait vizsgáljuk.

A (162173) Ryugu kisbolygó a Hayabusa2 űrszonda felvételén
Forrás: ISAS/JAXA; CC BY 4.0

A (162173) Ryugu kisbolygó egy C típusú aszteroida, vagyis a Naprendszer egy olyan primitív kiségitestje, mely vízben és szerves vegyületekben gazdagodott, ezáltal bizonyítékot szolgáltat az élet eredetére és kezdeti fejlődésére vonatkozóan. A Ryugu érdekessége emellett, hogy potenciálisan veszélyes aszteroidaként tartják számon, vagyis pályája a Föld pályájához közel kerülhet és méretéből adódóan (~1 km átmérőjével) jelentős méretű kárt okozhat egy becsapódás alkalmával. A kisbolygó nevét a japán „Ryūgū-jō” szóból kapta, mely Sárkány Palotát jelent, a japán népmesék egy mágikus vízalatti épületét. Ebben a történetben egy Urashima Tarō nevű halász egy teknős hátán elutazik a palotába és visszatérve magával hoz egy titokzatos dobozt, úgy ahogy azt a Hayabusa2 is tette az aszteroidáról magával hozott kőzetmintákkal. A 2014. december 3-án útjára bocsájtott Hayabusa2 küldetés számos műszert vitt magával, melyek a távérzékeléses mérésekben és a mintagyűjtésben segítették, valamint négy darab kisméretű rovert, melyek az aszteroida felszínét elemezték és a mintagyűjtés helyszínének környezetét vizsgálták.

A Ryugu aszteroida felszíne a Hayabusa2 űrszonda felvételén
Forrás: JAXA, Chiba Institute of Technology, University of Tokyo, Kochi University, Rikkyo University, Nagoya University, Meiji University, University of Aizu, AIST; CC BY 4.0

A minták vizsgálata ebben az első, kezdeti fázisban non-destruktív (roncsolásmentes) módon történt meg (pl. Fourier-transzformációs infravörös spektroszkópia – FTIR) Japánban és a kőzet olyan jellemvonásait határozták meg a kutatók, mint a szemcseméret-eloszlás, sűrűség, porozitás, valamint különböző spektrális és szöveti tulajdonságok. Mindezek mellett a szakemberek kondrumok és a szenes kondritokban gyakori kalcium-alumínium-gazdag zárványok (Ca-Al-rich inclusions – CAIs) után is kutattak. Ezek az előzetes vizsgálatok kimutatták, hogy a minták agyagásványokat tartalmaznak, ami annak a jele, hogy a kiségitest egykor vizes átalakulást szenvedett el. A mintákban karbonátokat és szerves vegyületeket is azonosítottak. Ezek az összetevők csak kis hőmérséklettartományban stabilak, vagyis az aszteroidán nem történt jelentős mértékű termális metamorfózis. A tulajdonságok nagyban hasonlítanak az igen primitív CI (Ivuna-típusú) szenes kondritok ismertetőjegyeihez, azonban a Ryugu kőzetanyagának sűrűsége sokkal kisebb a nagy porozitás következtében. Utóbbi azt is jelenti, hogy ez az anyag sérülékenyebb, mint az ismert meteoritok, így egy esetleges légköri áthaladás során ezek a kőzetek teljesen elégnének a Föld atmoszférájában. Mivel a légköri áthaladás után csak a legsűrűbb anyagok maradnak meg egy meteoroid anyagából, ezért a Ryugu-ról vett minta reprezentatívabb a primitív naprendszerbeli anyagok összetételére és fizikai jellemzőire nézve, mint a napjainkig vizsgált bármely meteorit.

Mikroszkópi kép a Hayabusa2 egyik mintakamrájában található kőzetanyagról (Yada et al. 2021)

Az előzetes vizsgálatok segítséget nyújtanak a kutatóknak a részletesebb vizsgálatok megtervezésében. Ez azért fontos, mert az elkövetkező vizsgálatok már destruktív (roncsolásos) módon történnek, melyek felemésztik ezeknek a nagyon fontos és értékes mintáknak egy részét. Egy nemzetközi megállapodás részeként a minták 10 százalékát a NASA kapta meg. Ez az amerikai-japán együttműködés az egymástól függetlenül elvégzett vizsgálatok eredményeinek összehasonlítását és ellenőrzését teszi lehetővé. A megállapodás keretében a JAXA a Ryugu mintáiért cserébe megkapja a NASA OSIRIS-Rex küldetése során a Bennu aszteroidáról gyűjtött minták egy hányadát 2023-ban, a minták megérkezését követően. A vizsgálatokat nagy várakozás övezi, mivel fényt deríthetnek a víz eredetére és a Naprendszer korai időszakának viszonyaira.

Források:
[1] https://www.lpi.usra.edu/planetary_news/2022/01/18/rock-and-dust-plucked-from-asteroid-ryugu-primitive-hydrated-and-porous/
[2] Yada, T., Abe, M., Okada, T., Nakato, A., Yogata, K., Miyazaki, A., … & Tsuda, Y. (2021). Preliminary analysis of the Hayabusa2 samples returned from C-type asteroid Ryugu. Nature Astronomy, 7 p.
[3] https://en.wikipedia.org/wiki/162173_Ryugu
[4] https://en.wikipedia.org/wiki/Hayabusa2
[5] https://solarsystem.nasa.gov/missions/hayabusa-2/in-depth/

A Hold egy darabja lehet a Föld Kamoʻoalewa nevű kvázi-holdja

Szerző: Rezes Dániel

A Holdat már keletkezése óta érik különböző méretű becsapódások, melyek változatos morfológiájú krátereket hoznak létre felszínén. Az ilyen impakt események során képződő törmelékanyag egy része eléri a holdi szökési sebességet (2,38 km/s) és elhagyja az égitest gravitációs erőterét, melynek eredményeként a világűrbe távozik. Ezeknek bizonyos hányada meteoritként egy másik égitest (pl. a Föld) felszínére hullhat, azonban néhány közülük igen érdekes pályára is állhat. Egy arizonai és virginiai kutatók társszerzőségében megjelent friss tanulmány az első alkalommal mutathat be egy olyan égitestet, mely egy ősi, Holdat ért becsapódás kilökött kőzetanyagát képviselheti. Ez a rejtélyes égitest a Föld (469219) 2016 HO3 Kamoʻoalewa nevű kvázi-holdja.

A 2016 HO3 Kamoʻoalewa (fehér) és a Föld (kék) pályája a Naprendszerben és helyzetük 2018. január elsején
Forrás: Tomruen/Wikipedia; CC BY-SA 4.0

A 2016. április 27-én felfedezett Kamoʻoalewa (hawaii név; oszcilláló mozgást végző égitestre utal: ka=a, moʻo=töredék, a=valaminek a, lewa=oszcillál) nevű kisméretű (40-100 m átmérőjű) aszteroida jelenleg a legkisebb, legközelebbi és legstabilabb olyan kvázi-holdja a Földnek, mely folyamatosan kering bolygónk körül, azonban túl távol található ahhoz, hogy hagyományosan holdnak nevezhessük. Az ilyen égitestekről – melyek a Nap körüli keringésük során relatíve közel maradnak a Földhöz – jelenleg kevés tudás áll rendelkezésünkre, ugyanis méretükből adódóan észlelésük nehézségekbe ütközik.

A Föld-Hold rendszerben elhaladó Kamoʻoalewa kvázi-holdról készült fantáziarajz (Pixabay)

A kutatók az Arizona államban található Nagy Binokuláris Távcsövet (LBT; Large Binocular Telescope) és Lowell Felfedező Távcsövet (LDT; Lowell Discovery Telescope) felhasználva meghatározták több más tulajdonság mellett a Kamoʻoalewa spektrumát is. Az égitest spektruma vörösebb (vagyis a növekvő hullámhosszal a reflektancia (felszín visszaverő képessége) is nő) tartományban mozog, mint a tipikus S-típusú aszteroidák spektrumai. Az ilyen spektrum szilikátokból felépülő kőzetekre jellemző, azonban a Belső Naprendszer aszteroidáinak tipikus értékeinél vörösebb értékekkel. A spektrumot a tudósok számos extraterresztrikus kőzettípus színképével összevetve azt találták, hogy a legnagyobb egyezés a holdi szilikátos kőzetekkel (Apollo-14 felföldi talaj) figyelhető meg. Ez az értelmezés figyelembe veszi az űrbéli mállást (space weathering) is és megnöveli annak a lehetőségét, hogy a Kamoʻoalewa holdi kőzetanyagból épül fel.

Az eddigi vizsgálatok alapján erős a gyanú, hogy a Kamoʻoalewa a Föld-Hold rendszerből származik. Az igazság felderítéséhez azonban még alaposabb és részletesebb vizsgálatokra lesz szükség. „Ha az utolsó szöget is igazán szeretnénk beverni a koporsóba, akkor oda kell menni és meg kell látogatni, találkozni kell ezzel a kis kvázi-holddal és sok közeli megfigyelést kell tenni.” – nyilatkozta a kutatásban részt nem vevő Daniel Scheeres, a Colorado Boulder-i Egyetem (University of Colorado Boulder) bolygókutatója. „A legjobb lenne, ha mintát vennénk.”

Kína nemrég bejelentette, hogy 2025-ben indítja útjára következő űreszközét, melynek egyik célja a Kamo’oalewa aszteroidán történő mintavételezés lesz. A begyűjtött kőzetanyagot az űreszköz kapszulában juttatja vissza a Földre. A ZhengHe névre keresztelt többcélú küldetés a feladataihoz szükséges műszerek széles palettáját fogja szállítani. Ilyen eszközök a hagyományos és multispektrális kamerák, spektrométerek, radar, magnetométer és különböző részecskedetektorok. Az orosz-kínai kooperációban végrehajtott küldetés célja többek között az, hogy információt szolgáltasson a naprendszerbeli kis égitestek képződésére és fejlődésére, a kvázi-holdak eredetére, mozgásukra és ásványtani-kőzettani tulajdonságaira, különös tekintettel a vízre és más illók jelenlétére vonatkozóan.

Források:

[1] https://www.sciencenews.org/article/kamooalewa-moon-space-rock-quasisatellite
[2] https://en.wikipedia.org/wiki/469219_Kamo%CA%BBoalewa
[3] https://planetology.hu/bolygos-rovidhirek-orosz-kinai-kisbolygo-es-ustokosmisszio/
[4] Sharkey, B. N., Reddy, V., Malhotra, R., Thirouin, A., Kuhn, O., Conrad, A., … & Veillet, C. (2021). Lunar-like silicate material forms the Earth quasi-satellite (469219) 2016 HO3 Kamoʻoalewa. Communications Earth & Environment, 2(1), 231., 7 p.

Űrbányászat – jelen vagy távoli jövő?

Szerző: Szklenár Tamás

Az elmúlt évek során a különböző csillagászati megfigyelések, földi és űrtávcsövek, szondák mérései alapján nagy mértékben nőttek ismereteink a különböző égitestek belső szerkezetéről. Az űrkorszak fellendülése során, tudományos-fantasztikus filmekbe illő gondolatként jelent meg a más bolygókra, holdakra utazás mellett az űrbányászat ötlete is. Vissza-visszatérő ötlet ez, hogy esetlegesen ásványokban gazdag aszteroidákat bányásszanak, amelyek a mérések alapján lényegesen gazdagabb lelőhelyei bizonyos ásványoknak, mint saját bolygónk.

A Földön jelenleg igen nagy problémát jelent a különböző ásványok fellelhetősége, illetve azok gazdaságilag is megtérülő kitermelése. Aktuális problémaként gondoljunk csak például a különböző akkumulátorok alkotóelemeként szolgáló lítiumra és más olyan nyersanyagokra, melyeknek kitermelése sokszor már nem gazdaságos. A Naprendszerben keringő aszteroidák anyagát hasonló anyagösszetétel jellemzi, mint a Földet, hiszen ugyanabból az anyagkorongból álltak össze. Azonban míg bolygónk esetében a nehéz elemek többsége a magban, illetve annak környékén található, az aszteroidák igen kicsi gravitációja miatt elegendő lenne csak azok felszíni régióit kitermelni.

Az aszteroidákat összetételük alapján három fő csoportba sorolhatjuk, mindegyik csoport neve annak belső szerkezetére utal:

C-típusú aszteroidák: Ezek szénben gazdag égitestek („carbonaceous”), az összes ismert aszteroida 75 százalékát ez a típus alkotja, így a leggyakoribb aszteroidák, sőt az aszteroida-öv külső részein az ott található testek majd mindegyike ebbe a típusba sorolható (több, mint 80 százalékuk). Kőzetszöveteik akár igen jelentős vízkészlettel is rendelkezhetnek. Anyagösszetételük nagyon hasonló összetételt mutat, mint a Földre érkezett szenes meteoritok.

A C-típusba tartozó 253 Mathilde

M-típusú aszteroidák: Fémben gazdag égitestek („metal-rich”), amelyek összetétele igen magas vas-nikkel tartalmat mutat, így valószínűsíthetően egykori proto bolygók magjai vagy azoknak széttöredezett maradványai. Legnagyobb képviselőjük a 16 Psyche (278x232x164 km), mely felszínének fémtartalma (valószínűleg főleg vas és nikkel) meghaladja a 90 százalékot, míg a fennmaradó rész szilikátos kőzetekből áll. Sűrűsége nagyon hasonló a Földre hullott mezosziderit meteoritokéhoz (4 g/cm3), de spektruma azoktól különbözik, így nem valószínű, hogy a mezoszideritek szülőégiteste.

A 16 Psyche kisbolygó (Kép forrása: Maxar/ASU/P.Rubin/NASA/JPL-Caltech)

S-típusú aszteroidák: Az aszteroidák második legnépesebb csoportja, szilikátos ásványokban gazdagok („siliceous”), összetételüket főleg vas és magnézium szilikátok alkotják. Legnagyobb képviselőjük a 3 Juno (320x267x200 km).

Az S-típusú aszteroidák egy másik jeles képviselője, a 433 Eros

A kisbolygóövet alkotó égitestek távolsága miatt átirányult a figyelem a bolygónk pályájához közel keringő (akár azt metsző) égitestekre, melyek összefoglaló neve „NEO” (Near Earth Object – Föld közeli objektum), ezekből napjainkra több, mint 27 ezret ismerünk. Egy 2013-as kutatás 12 olyan aszteroidát választott ki ezek közül, melyek elérhetőek lennének a jelenlegi rakéta technológiákkal. A kutatócsoport által „ERO”-nak („easily recoverable objects” – könnyen visszaszerezhető objektumok) nevezett igen kicsiny égitestek, így akár egy jövőbeli projektben bolygónkhoz vontathatóak.

Ezek mellett természetesen több távolabbi égitest is felkerült a potenciálisan megtérülő űrbányászati objektumok listájára. A már említett magas vas, nikkel, kobalt és arany tartalommal bíró 16 Psyche bányászati értéke mintegy 27.7 ezer milliárd dollár, ebből a profit akár 1.8 ezer milliárd dollár is lehet. Viszont ne feledjük el azt a tényt, hogy az eddig más égitestekről a Földre visszajuttatott anyagmennyiség mindösszesen csak alig pár grammot ér el. Így az űrbányászat sci-fi filmekbe illő ötlete egyelőre az űrtechnológia távoli jövője.

Források:
„Easily Retrievable Objects among the NEO Population” – https://arxiv.org/abs/1304.5082
„Asteroid mining” – https://en.wikipedia.org/wiki/Asteroid_mining
„16 Psyche” – https://en.wikipedia.org/wiki/16_Psyche

42 kicsi aszteroida

Új felvételek kerültek napvilágra a Mars és Jupiter közötti kisbolygóövezet 42 legnagyobb aszteroidájáról – számol be a sciencealert.com. Egy csillagászokból álló nemzetközi csapat az ESO VLT (Very Large Telescope – Nagyon Nagy Távcső) nevű óriásteleszkópja segítségével vadonatúj képeket készített ezen égitestekről.

“Idáig csupán három nagy, fő kisbolygóövezet-beli égitestről voltak nagy felbontású képeink, a Ceresről, a Vestáról és a Lutetiáról, melyeket a NASA és ESA Dawn és Rosetta missziók tártak fel számunkra.” – mondta Pierre Vernazza csillagász – “Megfigyeléseink jóval több égitestről készítettek éles képeket, összesen 42-ről.”

A 42 kisbolygó (teljes felbontásban elérhető itt). Forrás: (ESO/M. Kornmesser/Vernazza et al./MISTRAL algorithm/ONERA/CNRS)

Ez az új felmérés egy sokkal átfogóbb munka, célja az egyes égitestek kollektív tulajdonságainak vizsgálata, az egyedi jellemzőik helyett. Ezekhez új, háromdimenziós adatokat is felhasználnak, melyek segítenek feltárni ezen égitestek valódi alakját, illetve tömegét. Általánosságban elmondható, hogy ezek a kisbolygók két morfológiai kategóriába sorolhatók: egyik a kerekebb, másik pedig a hosszúkás égitesteket foglalja magába. Utóbbira a kutyacsont-alakú Kleopatra kisbolygó a legjobb példa. Az új adatok azt is feltárták, hogy az aszteroida két holdja, az Alexhelios és Cleoselene a Kleopatráról kilökődött anyagból születtek.

Érdekes, hogy ezek a kategóriák nincsenek összefüggésben az átmérővel. A 940 kilométeres Ceres egy megközelítőleg gömb alakú égitest, akárcsak a 434 kilométeres, törpebolygó-jelölt Hygeia; míg az 520 kilométeres Vesta és a 274 kilométeres Sylvia már szabálytalanabb alakú. A 146 kilométeres Flora és a 144 kilométeres Adeona már szintén közelebb állnak a gömbhöz.

Az új háromdimenziós adatok határozottabb kereteket biztosítottak a tudósok számára az égitestek térfogatának kiszámításához. Ha az égitest térfogata és tömege is ismert, kiszámíthatóvá válik a sűrűsége és az összetétele. Földünk sűrűsége átlagosan 5,51 g/cm3. A legkisebb sűrűségű aszteroida sűrűsége 1,3 g/cm3 (mely minden bizonnyal egy porózus, szenes összetételű kisbolygó), míg a legsűrűbbeké, a Psyche és a Kalliope, 3,9 g/cm3 és 4,4 g/cm3 (mely kő-vas összetételt sugall).

Ezek a mérések (is) azt sugallják, hogy a kisbolygóövezet különböző összetételű, és így különböző eredetű égitestjei merőben más helyekről származnak, mint jelenlegi tartózkodási helyük. “A megfigyeléseink egy jelentős bizonyítékot nyújtanak a kisbolygók létrejöttük utáni migrációira.” – véli Josef Hanuš, a csehországi Károly Egyetem munkatársa.

Ismerős idegenek – avagy Naprendszerünk a Science Fiction univerzumában – IV. rész

Szerző: Ivanics-Rieger Klaudia

Bevezető

Számtalan lehetőségünk van arra, hogy megismerjük a Naprendszerünket. Elég csak kinyitnunk egy tudományos könyvet, átkapcsolni a tévét egy ismeretterjesztő csatornára vagy követni egy ismeretterjesztő oldalt az interneten, esetleg ilyen ismertető videókat nézni. A következő cikksorozatban azonban a Naprendszert egy új oldaláról ismerhetjük meg. A sorozat a tudományos fikció világába kalauzol el minket. Égitestről égitestre haladva ismerhetjük meg, hogy az adott objektum miként jelenik meg a sci-fikben, a könyvek lapjain csak úgy, mint a mozivásznon. Elsősorban azokra a művekre koncentráltam, amik a hazai science-fiction rajongók körében jól ismertek. Akik már látták, olvasták őket, azok számára nyilván ismerős a terep, akik még nem, azoknak remélem, sikerül kedvet csinálni. Utazásunk során belülről kifelé haladunk, a belső bolygókkal kezdjük és a Naprendszer határán fejezzük be, s közben felfedezzük ismerős égitestjeink idegen oldalát.

A Naprendszerről szóló korai szakirodalom a 17. századig visszanyúló tudományos spekulációk nyomán azt feltételezte, hogy minden bolygó saját őshonos életformának ad otthont, emellett gyakran feltételezik, hogy lakói antropomorfok. Ezeket az elképzeléseket ma bolygóromantikának hívjuk. A tudomány fejlődésével aztán a sci-fik is igyekeztek lépést tartani. Míg először csak a holdutazás foglalkoztatta őket, a 20. századtól megjelent a Mars kolonizálása és/vagy terraformálása, s az élet lehetőségeit is áthelyezték a gázóriások egyes holdjaira (mint például az Europa és az Enceladus).

Kisbolygók

Mivel az aszteroida-övezet a Mars és a Jupiter között húzódik, ahelyett, hogy tovább utaznánk a gázóriásokra, merüljünk most el a sziklarengetegben, s nézzük meg, hogy egyes darabjai miként jelennek meg a science-fiction univerzumában. A csoportosítást itt természetesen az adott égitestek szerint végeztem. Szeretném még megjegyezni, hogy a valódi aszteroida-öv sokkal tágasabb, mint azt a Star Wars: Birodalom visszavág című epizódjában láthatjuk, valójában nem kell attól tartanunk, hogy az övön áthaladva járművünket eltalálja egy (vagy több) aszteroida. Ezt sokkal hitelesebben ábrázolja a 2001: Űrodüsszeia filmadaptációja.

A kisbolygók közül az egyik legismertebb a Ceres. Hozzá ismét elővesszük Isaac Asimovot és sorozatát: A Lucky Starr és az aszteroidák kalózai című művében a Ceresen egy megfigyelőközpont található, ahonnan az aszteroidák és a kalózok is nyomon követhetők, egyes aszteroidákat pedig terraformálnak.

Hasonlót láthatunk a Futurama sorozatban is, amelyben az emberek egyedi házakban laknak egy-egy aszteroidán. A Lucky Starr és a Szaturnusz gyűrűiben megjelenik még a Vesta is, mely egy békekonferencia helyszíne.

James S. A. Corey A térség című sorozatában a Ceres az övbéliek központja, az aszteroida-övezet legnagyobb kolóniája. Forgási sebességét mesterségesen megnövelték és gyenge mesterséges gravitációt alakítottak ki rajta, amihez a rajta lakó, körülbelül 6 millió övbéli alkalmazkodik: magasabbak és vékonyabbak, mint a belső bolygók lakói. De ha már a sorozatról van szó, az adaptáció 5. évadában egy hírhedt űrkalóz, Marco Inaros veszi célba a Földet néhány aszteroidával és hadat üzen a belső bolygóknak.

Hasonlót láthatunk a Csillagközi invázió című filmben is, csak ott az idegenek indítják az aszteroidákat a Föld felé.

A másik, már inkább formátlan alakú, valóban aszteroida-szerű objektum az Eros. Orson Scott Card Végjáték (Ender’s game) című regényében (a film hagy némi kívánni valót maga után) az Eros az idegenek egyik előörse volt, akik mesterséges gravitációt hoztak létre rajta. Miután az emberek visszaszerezték, ide telepítették a parancsnoki iskolát, ahová Endert is tanulni küldik.

Ismét James S. A. Corey A térség című sorozatában az Eros jelenti az adaptáció első évadában minden fő baj forrását: a protonmolekula teljesen a hatalmába keríti, a lakosság nagy része ennek esik áldozatul. Eros végül önállósodik és a Föld felé indul, a becsapódást csak egy önfeláldozó tettel kerülik el, így az végül a Vénusznak ütközik. A sorozatban megjelenik még a Pallas, ami egy állomás az övben.

Arthur C. Clarke Randevú a Rámával című művében egy kisbolygó becsapódása Észak-Olaszországban elpusztítja Padovát, Veronát és Velencét. A katasztrófa következményeként létrejön az Űrőrség, amely végül a Ráma észlelését is elősegíti.

Az Isten pörölye című regénynek már a címéből is következtethetünk a tartalmára. A mű tulajdonképpen a Tunguzka-eseményt veszi alapul, csak itt az emberiség a jövőben még időben felfedezi a Föld felé száguldó aszteroidát. Innentől kezdve a cselekményt az aszteroida pályáról való kitérítése és egy, az égitest érkezése köré felépülő vallási csoport működése mozgatja.

Isaac Asimov Robottörténeteiben jelenik meg az aszteroidák bányászata, amely egy igen népszerű témává vált.