Széljegyzet a James Webb űrteleszkóp első színes felvételéhez

Szerző: Pál Balázs

Közép-európai nyári idő szerint a 2022. július 11-ét és 12-ét határoló éjfél tájékán vált a nagyközönség számára is publikussá a James Webb Űrteleszkóp (JWST) első színes, már éles üzemben készült felvétele.

A Webb’s First Deep Field. Fotó: NASA/ESA/CSA/STScI

A kép a Webb’s First Deep Field (WFDF) nevet kapta, mely arra utal, hogy a kép az ég egy nagyon apró szegletére fókuszálva, hosszú expozíciós idő mellett készült, így az égbolt egy nagyon keskeny, de “mély” darabját örökíti meg. A JWST elképesztő képességeit jól jellemzi, hogy míg a WFDF összesen 12,5 órányi expozíciós időt igényelt, addig a Hubble Űrteleszkóp hasonló méretű területet lefedő, de sokkal rosszabb felbontású képéhez, a Hubble Deep Field (HDF) elkészítéshez több, mint 100 órányi expozícióra volt szükség!

Az infravörös tartományban készült képet a JWST “Near-Infrared Camera” (NIRCam) névre hallgató képalkotó műszerének segítségével örökítették meg, mely középpontjában a SMACS J0723.3-7327 (vagy röviden csak SMACS 0723) elnevezésű galaxis klaszter helyezkedik el.

Sok helyen olvasható az a kijelentés – mely eredetileg a JWST hivatalos oldalának hírfolyamáról származik -, hogy “a JWST képe a SMACS 0723 galaxis klasztert mutatja, ahogyan az 4,6 milliárd évvel ezelőtt volt látható”. Ezt az adatot a különféle űrügynökségek (pl. a NASA és az ESA) és a hírportálok is egy-az-egyben átvették. Az egyetlen probléma, hogy ez a kijelentés így, ilyen formában, nem pontos és nem is precíz. Habár a hiba ebben az esetben apró, a precizitást hiányát pedig teljes mértékben a közérthetőségre való törekvésnek róhatjuk fel és így természetesen egyetlen hírügynökség sem kell megdorgálnia miatta az újságíróit, mégis fontos érdekességekkel ismerkedhetünk meg azáltal, ha beszélünk róla.

Sokféle távolságot leíró mértékegység létezik, amik közül mindig az adott helyzethez legmegfelelőbbet szokás alkalmazni. A csillagászatban pl. a távoli objektumok távolságát fényévben szoktuk (többek között) megadni. Egy “fényév” alatt azt a távolságot értjük, amit a fény egy év leforgása alatt megtesz. Ez alapján az talán egy sokak számára már ismert, de mindenképp könnyen érthető koncepció, hogy ha egy csillag tőlünk pl. 8 fényévnyi távolságra található, akkor annak a fénye pontosan 8 év alatt ér a csillag felületéről a szemünkbe.

Ezzel is egyetlen probléma van csak: ez a kijelentés sem igaz általánosan! A világunk sajnos sokkal bonyolultabb, mintsem, hogy ennyire egyszerű összefüggések és ökölszabályok azt maradéktalanul leírhassák. Már csak a fény esetén és előjönnek olyan, annak természetét alapvetően befolyásoló jelenségek, amikhez elengedhetetlen alkalmazkodnunk a korrekt fizikai leírás reményében. Csak az univerzumban történő fényterjedés esetén gondoljunk a nagytömegű objektumok által görbített téridőre, vagy az univerzum folyamatos tágulására, melyek már önmagukban döntően hatással lesznek arra. Ez pedig csak két ismert példa a sok befolyásoló tényező közül, mely megnehezíti mind egy objektum távolságának, mind pedig annak az időnek a becslését, ami alatt az objektum fénye elért hozzánk.

Annak érdekében, hogy a különféle helyzetekben az épp releváns fizikai jelenségeket is figyelembe lehessen venni a kozmológiai skálákon történő idő- és távolságmérések során, a fizikusok számtalan mérési módszerrel, valamint többféle idő- és távolság definícióval rukkoltak elő. A teljesség igénye nélkül a JWST elsőként publikált színes felvétele kapcsán csak három ilyet fogalmat érdemes megemlítenünk.

Az első és legfontosabb mennyiség a vöröseltolódás. Ez a fogalom számtalan esetben témája különféle ismeretterjesztő írásoknak, előadásoknak és műsoroknak is, hisz amennyire fontos koncepció, annyira egyszerűen és szemléletesen mutatható be annak jelentése. Ahogyan egy szirénázó mentőautó hangja egyre magasabbá válik ahogy felénk közeledik, majd hirtelen elmélyül, miután elhaladt mellettünk, úgy a fény esetében is bekövetkezik egy ezzel teljesen analóg jelenség. A felénk közeledő objektumokról a szemünkbe érkező fény “kékebbé”, míg a tőlünk távolodó objektumokról érkező fény “vörösebbé” válik. Minél erősebb ez a hatás, annál nagyobb sebességű az objektum felénk történő közeledése, vagy távolodása. Ennek a hatásnak a mértékét számszerűsíti a “vöröseltolódás” nevű mennyiség. Azt is szokás mondani, hogy minél erősebben “elvörösödött” egy objektum fénye, “annál nagyobb a vöröseltolódása”.

Az 1920-as és 1930-as évek fordulóján Edwin Hubble csillagász – a saját és Georges Lemaître pár évvel korábbi megfigyelései alapján – azt a roppant megdöbbentő megfigyelést tette, hogy minél távolabbra található tőlünk egy objektum az univerzumban, annál nagyobb annak vöröseltolódása. Az előbb említett definíció alapján ez lefordítva azt jelenti, hogy minél távolabbra található egy objektum, annál nagyobb sebességgel távolodik tőlünk! Ez volt a legelső mérési bizonyítéka annak a feltételezésnek, hogy az univerzumunk tágul.

Hubble megállapításaiból következik, hogy ha egy objektum vöröseltolódását valamilyen formában direktben meg tudjuk mérni (amire egyébként a tudomány már régóta képes), akkor abból egyértelműen megadható annak az objektumnak a távolsága. Ezt az összefüggést hívjuk ma Hubble–Lemaitre-törvénynek.

A második megemlítendő fogalom az angolul “proper distance” névvel illetett mennyiség, melynek nincsen egyetlen kifejezéssel leírható magyar fordítása sem. (Talán a “tényleges távolság” egy elfogadható fordítás lehetne, azonban erre jelenleg nincsen a magyar nyelvben konszenzus.) Ez az a mennyiség, ami a hétköznapi életben is használt “távolság” kifejezéshez a legközelebb áll. Ha valaki egy nagyon hosszú mérőszalaggal lemérné a Föld és egy távoli objektum (pl. a WFDF fókuszában álló SMACS 0723 galaxis klaszter) távolságát egy adott időpillanatban, akkor pontosan azt az értékét kapná meg, amit “proper distance” néven emlegetnek. Ahogy a múltban az univerzum tágult és a benne található dolgok egymástól folyamatosan távolodtak, úgy változtak a távoli testek egymástól vett tényleges távolságai”. Az Ősrobbanás idején ez minden test esetén 0 volt, azóta pedig ez a tágulás következtében folyamatosan nő. Sajnos a Hubble–Lemaitre-törvény ezt a változást nem veszi figyelembe, így nagyobb távolságokon az egyre pontatlanabbá és pontatlanabbá válik. A “proper distance” egy megfelelő korrekció így nagyobb távolságskálákon egy objektum távolságának leírásában.

Ez a távolságérték könnyen kiszámítható a SMACS 0723 galaxis klaszterre is. Csupán annak vöröseltolódásának mértékére és néhány általános fizikai paraméterre van szükségünk. A klaszter vöröseltolódása már régebbi mérésekből ismert: 0.390. Ebből egyértelműen kiszámítható a SMACS 0723 távolsága, amire az 5,12 milliárd fényév távolságot kapjuk. Habár kicsinek tűnik az eltérés a híroldalak által is lehozott 4,6-es értékhez képest, gondoljunk bele: ez az érték milliárd fényévben van kifejezve!

A harmadik és egyben utolsó tisztázandó fogalom több angol elnevezéssel büszkélkedhet. Kontextustól függően szokták “light-travelling distance”, “lookback distance”, vagy esetleg “lookback time” néven is emlegetni. Azonban minden verziója roppant beszédes. Ez a távolság-definíció ugyanis azt fejezi ki, hogy ma, az objektumról a szemünkbe érkező fény pontosan mennyi idővel ezelőtt indult el felénk útjára. A fentebb pedig már említett, a fény által megtett út és hozzá szükséges idő közismert összefüggése alapján megállapítható, hogy az objektumról érkező fény mekkora utat tett meg ez idő alatt. Ezért szerepelnek mind a “distance” (távolság), mint pedig a “time” (idő) szavak ezen definíció elnevezéseiben, ugyanis egyszerre képes becslést adni egy csillagászati objektum térbeli távolságára, emellett pedig megadni, hogy egy róla készült fénykép az objektum “mennyire régi arcát mutatja”.

Hasonlóan a “proper distance”-hez, a “lookback distance” is kiszámítható egy objektum vöröseltolódása alapján. Ez a SMACS 0723 esetén 4,35 milliárd fényév, vagy ha időről beszélünk és “lookback time”-ot emlegetünk, akkor ez 4,35 milliárd év. Tehát a JWST fényképén a rajta szereplő galaxis klasztert láthatjuk olyan formában, ahogyan az 4,35 milliárd évvel ezelőtt kinézett!

Összefoglalva azt mondhatjuk, hogy persze, az interneten elterjedt “4,6 milliárdos” érték egy teljesen elfogadható közelítés egy, a nagyközönségnek szóló hírfolyam esetében, ahol ez az adott hír tartalmának lényegét valójában nem befolyásolja. Azonban nem szabad elfelejteni, hogy a precizitásra minden esetben fontos törekednie egy olyan forrásnak, ami megbízhatóvá szeretne válni az emberek széles körében!

Egy marsi hidrotermás rendszer megismerése egy nakhlit meteorit által

Szerző: Rezes Dániel

Svéd, skót, ausztrál, brit, dán és francia kutatók egy olyan tanulmányt publikáltak a közelmúltban a Science Advances nevű szaklapban, melyben egy Marsról származó nakhlit meteorit mélyreható vizsgálatát végezték el. A kutatók arra igyekeztek fényt deríteni, hogy az e típusba tartozó meteoritok forráskőzetét ért vizes átalakulások térbeli és időbeli kiterjedése biztosíthatott-e élhető környezetet egyes mikroorganizmusok megtelepedéséhez.

Az NWA (Northwest Africa; Északnyugat-Afrika) 10645 marsi eredetű nakhlit meteorit olvadási kéreggel borított felszíne.
(https://www.meteorite-times.com/nwa-10645-martian-nakhlite/)

A nakhlit típusú meteoritok olyan Marsról származó magmás kőzetek, melyekben finomszemcsés alapanyagban nagyobb részben piroxén, kisebb részben pedig olivin fenokristályok (szabad szemmel jól látható méretű kristályok) találhatóak. Az eddig felfedezett nakhlitok mind ugyanabból a feltételezett vulkáni rendszerből származnak, mivel hasonlítanak egymásra kőzettani és geokémiai tulajdonságaikban, valamint a Marsból történt kilökődése mindnek ~11 millió éve következett be. A nakhlitok képződése legalább négy magmás eseményhez köthető, kristályosodási koraik 1416 és 1322 millió év között változnak. Az ide tartozó meteoritok lehetséges forrásterületei közt említhető az Északi Síkság (Northern Plains) hatalmas vulkanikus területe, a Tharsis-régió, az Elysium-Amazonis vulkanikus síkságai és a Syrtis Major területe. A nakhlitok fontosak a tudomány számára, mivel olyan olivinszemcséket tartalmaznak, melyeket még a Föld felszínére érkezés előtt, marsi körülmények között ért vizes átalakulás. Erre bizonyíték az olivinekben érként megjelenő iddingsit. Az iddingsit olyan finomszemcsés, hidratált ásványok (pl. szmektitek, vas-oxidok és -hidroxidok) gyűjtőfogalma, melyeket az olivin alacsony hőmérsékleten történő vizes átalakulása hoz létre. A nakhlitokban előforduló iddingsit marsi eredetét izotóposan (δD érték alapján) bizonyították, valamint összetétele megegyezik a marsi in-situ (helyben történt) méréseknél kapott adatokkal. A vizes átalakulás a magmás kőzeteket a Mars amazoni korszakában érte ~633±23 millió évvel ezelőtt.

Az Antarktiszon talált MIL 03346 nevű, marsi eredetű nakhlit meteorit egy polírozott szeletének és a szelet kinagyított részleteinek fényképei (A, D és F), valamint ugyanezen területek BSE (backscattered electron; visszaszórt elektron) képei (B, C és E). Az A és B jelű ábrán szaggatott körvonallal jelzett részeket erős vizes átalakulás érte a Mars amazoni korszakában. A képeken olivin, augit (piroxén) és titanomagnetit ásványok láthatóak. Egyes olivin szemcséken belül sötét vörös iddingsit erek figyelhetőek meg (Martell et al. 2022).

A nemzetközi kutatócsapat a MIL (Miller Range; Miller-vonulat) 03346 nevű, Antarktiszon talált nakhlit meteoritot vizsgálta meg neutron- és röntgen-tomográfiás módszerekkel annak érdekében, hogy kiderítsék, hogy a marsi alapkőzet részeként a meteorit mekkora részét érintette a vizes átalakulás. A térbeli kiterjedés vizsgálata azért fontos, mivel általa a hidrotermás rendszer méretére következtethetünk, mely egy bizonyos kiterjedés esetén a mikrobiális élet számára már megfelelő lehet. Számos földi hidrotermás rendszer is tartalmaz mikrobiális életet. A vizsgálatokhoz felhasznált röntgen-tomográfia megfelelő módszer a tárgyak roncsolásmentes vizsgálatára, míg a neutron-tomográfiát az ebben az esetben rendkívül fontos hidrogén-érzékenysége miatt használták fel a kutatók. A két módszer kombinálásával meghatározható, hogy a kőzeten belül az egyes fázisok (olivin-iddingsit) hol helyezkednek el és milyen térbeli viszonyban állnak egymással.

A MIL 03346 meteorit neutron- és röntgen-tomográfiás vizsgálatának eredménye. Az olivin szemcsék kék színnel, a hidratált ásványok pedig lila színnel jelennek meg a képen, míg az egyéb ásványfázisok átlátszóak. A szaggatott vonallal jelölt rész nem mutat vizes átalakulást, míg az azt körülvevő részben összefonódó repedéshálózatot találunk, mely átfedést mutat a hidratált ásványok térbeli elhelyezkedésével (Martell et al. 2022).

A vizsgálatok azt az eredményt hozták, hogy a MIL 03346 nakhlit meteoritnak csak egészen kis része alakult át a vízzel történt érintkezés során, illetve az átalakult részek között is csak kis mértékű összeköttetés van jelen. Ez arra enged következtetni, hogy az egész, eredeti kőzettestet tekintve nem valószínűsíthető egy nagy hidrotermás rendszer jelenléte. A legvalószínűbb feltételezés az, hogy az átalakulást előidéző víz kis mennyiségű felszín alatti jégből származott, mely egy becsapódás során megolvadt hozzávetőleg 630 millió évvel ezelőtt. A kis térfogatú víz és a becsapódás nyomán kialakult feltételek rövid időbeli fennállása kizárja ebben a rendszerben az élet megtelepedésének lehetőséget. Azonban fontos megjegyezni, hogy ennek az egy tanulmánynak az eredményei még nem jelentik azt, hogy az élet más helyeken vagy időben ne létezhetett volna a vörös bolygó más régióiban.

Források:
[1] http://www.sci-news.com/space/martian-meteorite-water-10807.html
[2] Martell J. et al. (2022). The scale of a martian hydrothermal system explored using combined neutron and x-ray tomography. Science Advances, 8(19), eabn3044., 7 p.

Mikor lesz a következő bolygósor?

Szerző: Mitre Zoltán

A mostani hetek legismertebb csillagászati híre a hajnali bolygósorakozó. Az emberek érdeklődését nemcsak a jelenség esztétikai része, hanem ritkasága is foglalkoztatja: számos helyen olvasni, hogy utoljára 947-ben, legközelebb 2492-ben lesz ilyen bolygósorakozó. A jelenség különlegességét vagy éppen kevésbé érdekes mivoltát bőségesen mutatják be internetes írások beleértve a szakcsillagászati posztokat is. A sok információ megismerése során az érdeklődő kicsit elbizonytalanodhat, hiszen a jelenség ritkaságáról, de annak ellenkezőjéről is tesznek említést.

Az bizonyos, hogy ezekben a hetekben a Naprendszer minden nagybolygója hajnalban a horizont felett figyelhető meg az égbolton. Ráadásul az 5 szabad szemmel látható nagybolygó (Merkúr, Vénusz, Mars, Jupiter, Szaturnusz) az égen a Naptól távolodva olyan sorrendben látszik, mint valós naprendszerbeli távolságuk sorrendje. Mivel ez egy érdekes együttállás, felmerül a kérdés: mennyire ritka jelenségnek vagyunk tanúi?

A problémakört kérdések szerint rendszerezzük. A válaszokhoz pedig i.sz. 0 – 3000 között keresünk példákat (teljesség igénye nélkül!) célirányosan e kérdések megválaszolásához írt számítógépes algoritmus valamint a Stellarium planetárium program segítségével. Példáknak olyan jelenségeket ragadunk ki, ahol a napközeli Merkúr és Vénusz, valamint a többi bolygó is elegendő távolságra van a Naptól ahhoz, hogy azt egy észlelő megfigyelhesse. A nagybolygók hajnali vagy esti égen látható sorbanállása között nem teszünk különbséget.

1) Van-e példa arra, hogy a Földről a Naprendszer többi nagybolygója (Merkúrtól-Neptunuszig) egyszerre látható az égen oly módon, hogy látszó sorrendjük a Naptól távolodva azonos a naprendszerbeli valós távolságuk sorrendjével?

  • 2849. október első felében, az esti égen.
Az égbolt látványa 2849. október 6-án este. A nagybolygók (Merkúr, Vénusz, Mars, Jupiter, Szaturnusz) a Naptól haladva nyugatról kelet felé sorrendben lesznek, viszont egy tágabb, az egész déli égbolton átívelő a bolygósorakozót láthatnak az akkori észlelők. A Merkúr megfigyelése igazi kihívás lesz. (Képek forrása: Stellarium)

2) Van-e példa arra, hogy a Földről a Naprendszer 6 nagybolygója az égen Merkúrtól Uránuszig az előbbi sorrend szerint látható? A Neptunusznak nem kell sorrend szerint elhelyezkednie, de a horizont felett tartózkodjon.

  • 808. június közepén, az esti égen
  • 985. július közepén, az esti égen
  • 2442. november közepén, a hajnali égen
  • 2894. június második felében, az esti égen
A 2894. június 15-i esti égbolt látványa (Merkúr, Vénusz, Mars, Jupiter, Szaturnusz, Uránusz). Az akkori észlelőknek a Neptunusz észlelése lesz kihívás.

3) Van-e példa még olyasmi a bolygó sorakozóra, mint a mostani? Vagyis: a szabad szemmel látható nagybolygók az előbbiek szerinti sorban állnak, a két szabad szemmel nem látható nagybolygó (Uránusz, Neptunusz) nincs sorrendben, de a horizont felett tartózkodik.

  • 947. február második felében, az esti égen
  • 1126. május első felében, az esti égen
  • 2199. július közepén, a hajnali égen
  • 2301. december második felében, a hajnali égen
A 2301. december 27-i hajnali égbolt látványa. Az itt látható bolygósorakozó (Merkúr, Vénusz, Mars, Jupiter, Uránusz, Szaturnusz) a mostanihoz hasonló hosszúságú szakaszon fog létrejönni.

4) Van-e példa arra, hogy az összes nagybolygó a horizont felett látható, viszont nem állnak a fentiek szerinti sorrendben?

  • 947. május végén az esti égen
  • 2022. december végén, az esti égen
  • 2122. év vége és 2125. nyara között a hajnali égbolton, több esetben is
  • 2492. áprilisában, a hajnali égen
A hírekben említett 2492-es bolygósorakozó (Merkúr, Vénusz, Szaturnusz, Mars, Jupiter) látványa 2492. május 6-án hajnalban. A tág ívben elhelyezkedő bolygók nem követik a jelenleg tapasztalható sorrendet.

4+1) Van-e példa arra, hogy a szabad szemmel látható nagybolygók egy kis (kb. 20 fok vagy kisebb) ívszakaszon belülre tömörülnek? Sorrendiség nem előírás, az Uránusz és Neptunusz akár a horizont alatt is lehet.

  • 1088. április közepén, az esti égen
  • 1564. június közepén, az esti égen
  • 2040. szeptember első felében, az esti égen
  • 2060. július elején a hajnali égen
  • 2297. július közepén, a hajnali égen
  • 2715. július középen, az esti égen
A legtöbbet emlegetett jövőbeli együttállás 2040. szeptember 8-án este a Holddal kiegészülve. A látható bolygók (Merkúr, Jupiter, Szaturnusz, Vénusz, Mars) nem követnek sorrendet, de a rendkívül rövid szakaszon való tömörülés látványa nem gyakori.

Ha arra kérdésre keressük a választ, hogy mikor látható a következő ahhoz hasonló jelenség, mint aminek tanúi vagyunk a napokban, akkor a fenti kategóriák figyelembevételével nem kell 2492-ig várni. Az is megállapítható, hogy 2492-ben nem egy most látott, hanem egy bolygósorrendet nem követő bolygósorakozó lesz az égen. Bolygó sorrendet nem tartó bolygósorakozóval azonban jóval előbb, már idén év végén is szembesülhetünk, 2122-2125 között pedig többször is láthatnak ilyet az akkori égboltnézők.

A legközelebbi érdekes bolygósorakozó (Vénusz, Merkúr, Szaturnusz, Jupiter, Uránusz, Mars) látványa az égen 2022. december 27-én este. Egyszerre láthatjuk az összes nagybolygót az égbolton, viszont a bolygók nem fognak sorrendben állni.

Ritka meteoritdarabka a Luna-16 által gyűjtött holdtalajban

Szerző: Rezes Dániel

A nem holdi eredetű kőzettörmelékek nagyon ritkák a különböző mintagyűjtések által a Földre szállított holdtalaj mintákban, azonban egy, a Nature Astronomy nevű szaklapban megjelent friss tanulmányban orosz, svéd, ausztrál és osztrák kutatók egy csoportja azt publikálta, hogy felfedeztek és részletesen megvizsgáltak egy ilyen szemcsét a szovjet Luna-16 küldetés által hozott talajmintában. A felfedezés fontos, mivel ezidáig csak két ilyen extralunáris (nem holdi eredetű) szemcsét azonosítottak a tudósok az Apollo és Luna küldetések által hozott több, mint 380 kg kőzetmintában. Ezek közül az egyik egy szenes kondrit meteorit darabja volt, melyet a Bench-kráternél találtak, míg a másik egy ensztatit kondrit töredéke volt a Hadley Rille nevű képződmény területéről.

Buzz Aldrin űrhajós bakancsának nyoma a holdi talajban (NASA)

A holdi regolit a Hold felszínének gyakorlatilag teljes egészét fedő képződmény, mely a Holdat érő folyamatos mikro- és makroméretű meteoritok (impaktorok) becsapódásától, valamint a Napból és más csillagokból érkező töltött részecskék bombázásától keletkező, felaprózódott kőzettörmelékből (klasztok) álló konszolidálatlan lepel. A benne található kőzettörmelék szemcsék döntő többsége kevesebb, mint 1 cm méretű. A regolit a sötét bazaltsíkságokon, vagyis mare (tenger) területeken pár méter vastagságú, míg az idősebb felföldi területeken ennek akár többszöröse is lehet vertikális kiterjedése. A regolit finomszemcsés (<1 mm) frakcióját nevezzük holdtalajnak. Elsőre azt feltételezhetnénk, hogy a Holdat ért becsapódások száma miatt a regolit és annak részeként a talaj gazdag az impaktorok anyagában, azonban felismerhető és tanulmányozható szemcsét találni benne igen nehéz.

A Luna 16 által gyűjtött holdtalajban talált, ~200 µm átmérőjű, #443 jelű szemcse. A szemcsét félig sajátalakú olivin (Ol) és alacsony Ca-tartalmú piroxén (Px), valamint sokkolt plagioklász (Pl) alkotja. Ezek mellett megfigyelhetőek még az erekben és zsebekben megjelenő Fe-Ni fémszemcsék (Fe-Ni) és a troilit (Tr), valamint kis mennyiségben kromit (Chr) és merrillit (Mer) is (Demidova et al. 2022).

A vizsgált anyagot szolgáltató Luna-16 küldetés a Szovjetunió első olyan sikeres vállalkozása volt, melyben a fő cél a Holdon történő mintavétel és a kőzetanyag hazaszállítása volt. A mintagyűjtés során több, mint 100 grammnyi holdi talajt sikerült a Földre juttatni. Az 1970-ben kivitelezett küldetés fontos mérföldkő volt a holdkutatásban, mivel ez volt a Hold első, teljesen automatizált megmintázása is.

A közönséges kondritok LL csoportjába tartozó kőmeteorit
(Meteorite Recon/Wikipedia; CC BY 3.0)

A tanulmány középpontjában álló, ~200 µm átmérőjű, #443 jelű törmelékdarabot a Luna-16 a Mare Fecunditatis (Termékenység Tengere) északi területén gyűjtötte. A benne található színes elegyrészek (olivin és piroxén) ásványkémiai tulajdonságai a holdi mintákétól eltérő összetételt jeleznek, ugyanakkor nagyon hasonlítanak az LL kondritcsoportba tartozó közönséges kondritok tulajdonságaihoz, valamint a japán Hayabusa küldetés által megmintázott Itokawa kisbolygó anyagához is. A különböző izotópos (oxigén és kén) vizsgálatok is alátámasztják a szemcsének az imént említett anyagokhoz való hasonlóságát. Ezen felül a szemcsére számolt radiometrikus koradatok is azt tükrözik, hogy a képződmény, melyből a töredék származik, a Naprendszer legidősebb kőzetanyagai közé tartozik, kora ~4548 millió év. Emellett a szemcse nem szenvedett el jelentős felfűtést kialakulása óta (<400°C). A fentebb leírt tulajdonságok mind arra a következtetésre juttatták a kutatókat, hogy a #433 jelű szemcse valóban extralunáris forrású, mégpedig egy LL típusú közönséges kondritos kiségitest darabja lehetett egykoron.

A Hayabusa űrszonda által az Itokawa kisbolygóról készített felvétel. A kép 2005-ben készült az aszteroida felszíne feletti 8 km magasságban
(JAXA/Wikipedia; CC BY 4.0)

A kutatás rávilágít arra, hogy milyen fontos és szükséges ezeknek a holdi talajokban megjelenő extralunáris anyagoknak a jövőbeli szisztematikus keresése és vizsgálata. Segítségükkel megérthető a Naprendszer történetében a becsapódások intenzitása és az impaktorok geokémiai változatossága. Az ehhez hasonló szemcsék vizsgálata hozzásegít minket a Föld-Hold rendszer becsapódástörténetének jobb megértéséhez és ahhoz, hogy ebben a folyamatban milyen lényeges szerepet játszhattak az LL kondritos anyagú kiségitestek.

Források:
[1] https://www.lpi.usra.edu/planetary_news/2022/05/03/rare-fragment-of-stony-asteroid-found-in-lunar-soil/
[2] Demidova, S. I. et al. (2022). A micrometeorite from a stony asteroid identified in Luna 16 soil. Nature Astronomy, 8 p.
[3] https://solarsystem.nasa.gov/missions/luna-16/in-depth/
[4] https://solarsystem.nasa.gov/asteroids-comets-and-meteors/asteroids/25143-itokawa/in-depth/

A Pluto hatalmas jégvulkánjai

Szerző: Rezes Dániel

A New Horizons űrszonda által visszaküldött felvételek és összetételi adatok azt mutatják, hogy a Pluto felszínének kora nagyon változatos. Ezeknek a koroknak az intervalluma a relatíve ősi, erősen kráterezett felszínektől a nagyon fiatal, kráterekkel nem vagy csak igen kis számban borított felszínekig terjed – számoltak be róla amerikai és francia kutatók a Nature Communications nevű szaklapban megjelent cikkükben.

A New Horizons űrszonda által a Pluto törpebolygóról készített nagy felbontású, kontrasztosított MVIC (Multispectral Visible Imaging Camera) kép,
mely a felszín összetételi különbségeit hivatott kiemelni.
Forrás: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

Az 1930-ban felfedezett Pluto sokáig Naprendszerünk kilencedik bolygójának számított, azonban a Kuiper Öv távoli szegleteiben felfedezett hasonló égitestek (pl. Eris) felfedezése után a jeges Pluto törpebolygó besorolást kapott a Nemzetközi Csillagászati Uniótól (IAU, International Astronomical Union). Az égitestnek öt holdja van, melyeknek nevei Charon, Nix, Hydra, Kerberos és Styx. A Hold átmérőjének kétharmadával rendelkező Plutonak valószínűleg kőzetekből álló magja van, melyet vízjégből (és esetleg folyékony vízből) álló köpeny burkol. A törpebolygó felszínét metánból és nitrogénből álló jegek boríthatják. A -232°C átlagos felszíni hőmérsékletű Pluto vékony atmoszféráját nitrogén, metán és szén-monoxid alkotja. Az égitest légköre az üstökösökhöz hasonlóan napközelségben terjeszkedik, míg naptávolban összeomlik és kifagyva hóként a felszínre hull.

A New Horizons által készített panorámafelvétel a Pluto jégből felépülő hegyeiről és síkságairól. A kép a legközelebbi távolság elérését követő 15 perc múltán készült. A Pluto felszíne felett található légköri rétegek a Nap hátsó megvilágításában figyelhetőek meg.
Forrás: NASA/JHUAPL/SwRI

A Pluto megismerésében kulcsszerepet játszó New Horizons űrszonda 2006-ban indult útjára, hogy az első műszerként segítsen megismerni a Naprendszerünk peremén található Plutot és a távoli Kuiper Öv objektumait. Ezeknek az égitesteknek az építőelemei a Naprendszer keletkezéséből visszamaradt reliktum anyagok. A New Horizons olyan alap tudáshoz juttat minket útja során, mint az égitestek felszíni tulajdonságai, geológiai jellemzőik, belső felépítésük és légkörük.

A New Horizons felvétele a Wright Mons térségéről. A kiemelkedés a Pluto két potenciális kriovulkánja közül az egyik. A Wright Mons ~4-5 km magasságú
és ~150 km átmérőjű. Forrás: (Singer et al. 2022).

A kutatás középpontjában álló jégvulkánok (kriovulkánok) hasonlítanak a Földön is megfigyelhető vulkánokhoz, azonban forró kőzetolvadékból kristályosodott kőzetek helyett folyékony ammónia és víz fagyásából keletkezett jegekből épülnek fel. A felvezető bekezdésben említett fiatal, kevéssé kráterezett felszínek közé tartozik a Sputnik Planitia jégmezőtől délnyugatra található Wright és Piccard Montes, melyet hatalmas kiemelkedések és dimbes-dombos felszínek tarkítanak. Ehhez hasonló régiók a Naprendszer más pontjaiban nem találhatóak meg. A feltételezések szerint a Pluto ezen felszínformáját kriovulkáni folyamatok alakítják. Ezeknek a folyamatoknak a típusa és méretei egyedülállóak az általunk jelenleg ismert égitestek körében. A fő topográfiai kiemelkedés a Wright Mons, mely a környező területek fölé kb. 4-5 kilométerrel magasodik és nagyjából 150 kilométer szélességben terül el, valamint a Piccard Mons, mely nagyjából 225 km szélességű és csúcsa kb. 7 km magasságú. A Wright Mons fő topográfiai kiemelkedésének térfogata ~2,4×104 km3, mely hasonló a Mauna Loa térfogatához. Utóbbi Földünk egyik legnagyobb vulkánja.

A Wright és Piccard Montes terület geomorfológiájának és összetételi tulajdonságainak vizsgálatával a szakemberek megállapították, hogy a Pluto más területeivel ellentétes csekély kráterszám létrejöttéhez számos kitörési terület több 10 km3-nyi anyagának felszínformáló hatása szükséges. Ezeket figyelhetjük meg napjainkban több km magas dómokként, melyek időnként összeolvadva még komplexebb felszínformákat hoznak létre. A kutatók azt feltételezik, hogy ezeknek a fiatal, jégből álló masszív képződményeknek a létrejöttéhez a bolygó keletkezéskor visszamaradt (reziduális) belső hőjének hatékony visszatartására, valamint a korábban gondoltnál több hő jelenlétére volt szükség annak érdekében, hogy az égitest ennyire kései szakaszában is képes legyen ilyen vízjégben gazdag anyagokat mobilizálni.

Források:
[1] http://www.sci-news.com/space/pluto-cryovolcanoes-10663.html
[2] Singer, K. N. et al. (2022). Large-scale cryovolcanic resurfacing on Pluto. Nature Communications, 13(1):1-9.
[3] https://www.nasa.gov/mission_pages/newhorizons/overview/index.html
[4] https://solarsystem.nasa.gov/planets/dwarf-planets/pluto/in-depth/
[5] https://www.nasa.gov/image-feature/pluto-s-wright-mons-in-color

Cats of NASA

Szerzők: Bardócz Mátyás Vince, Pető Bercel, Szalay Tia (Coolstarz Csillagászati Szakkör, Nógrádsáp, Negyedik osztály)

A Mars átlagos távolsága a Naptól 227 900 000 km, ez 1,52 csillagászati egységnek-nek felel meg, ami 12 fényperc. Bizonyos időközönként, mikor a Mars közelebb kerül a Naphoz, erős porviharok tombolnak a felszínén. Ez olyan bolygó, amit szabad szemmel is lehet látni. A Naprendszer legnagyobb hegyét itt láthatjuk: a marsi Olümposzt, azaz az Olympus Mons-t. Légköre 96% szén-dioxidot, 2% argont, 2% nitrogént és 1% egyéb elemet tartalmaz. (Szalay Tia, azaz Tíá)

A Marsnak két holdja van: a Phobos és a Deimos. Mindkét holdat Asaph Hall fedezte fel 1877-ben. Az ókori görög mitológia két figurájáról, Árész hadisten két fiáról nevezték el. A Phobos jelentése „rémület”, a Deimos jelentése pedig „rettegés”. A Phobos és a Deimos nem szabályos alakú. Egyes kutatók szerint a két kis hold egy valaha létezett nagyobb égitest darabjai, de ha összehasonlítjuk, nyilvánvaló különbségeket fedezünk fel. (Pető Bercel, Cheese)

A Marson folyók és tavak voltak, amik talán élőhelyet biztosítottak a apró élőlényeknek. A bolygó légköre elvékonyodott, ezért a víz elpárolgott. Az MRO vizsgálja a kialakult sivatagokat. Folyékony vízre utaló jeleket talált az elmúlt 15 évben. Új kérdés lett a kutatás tárgya: valóban éltek itt apró élőlények meddig éltek itt? (Bardócz Mátyás Vince, Cat)

Pályamű címe: Cats of NASA
Pályázók: Bardócz Mátyás Vince, Pető Bercel , Szalay Tia
Pályázat youtube linkje: https://www.youtube.com/watch?v=LHdgcsti00o

A CoolCatZ csapat eheti podcastját halljátok! A mikrofonnál ma is Tia-Tíá , Matyi-Cat és Bercó-Cheese. Mai rendkívüli adásunk keretében bejelentkezik a marsi Cats of NASA kolónia. Ne is húzzuk az időt, kapcsoljuk a bázist!

  • Halló, halló, Mars, halló, halló, Cats of NASA! Gertrúd parancsnok jelentkezz!
  • Vau, vau!!
  • Mi a szösz? Gertrúd, minden rendben?
  • Igen, csak Dogi itt rohangál a marsi mintámmal. Állj meg, teeee…! Kedves földlakók, ne hozzatok husky-kat a Marsra, mert folyton ellopják a kőzeteiteket! Amúgy is, minek kutya a CoolCatZ telepre?!
  • Rendben parancsnok, a tanácsod tolmácsoljuk!
  • De kedves Gertrúd, mutasd be, kérlek, mitől más ti kolóniátok, mint a kínaiaké vagy az araboké?
  • Az AAA-111 rakétánkkal érkezett ide több tucat macska. A macskák pozitív hatását az emberi szervezetre már a 21. században is kimutatták. Tudjuk, hogy a dorombolásuk által gerjesztett hangfrekvencia pozitív hatással van a csontnövekedésre. Itt, a vörös bolygón ez felettébb praktikus, hiszen el tudjuk vele kerülni vagy legalábbis csökkenteni a csontritkulás kialakulását.

Rakétánk üzemanyaga is kissé összetett. A megszokott folyékony mellett mi szilárd hajtóanyagokat használunk. Kissé furán hangozhat elsőre, de mivel sok a cicánk, akik sokat esznek, és aki sokat eszik, az…. Így a keletkező felesleges anyagot hasznos energiává tudjuk alakítani. Űrhajónk újrahasznosítható, ez a példány is már többször megjárta a Hold-Mars utat. Föld alatti bázisok, alagutak hálózatát építettük ki. Könnyebben ki lehet kerülni így a földrajzi akadályokat: hegyeket, völgyeket.

Speciális kutatási- és csillagászati laborral rendelkezünk. Elsődleges kísérleti célunk: állatok képességeinek speciálisabbá tétele. Azaz emberek szállítását a nem túl praktikus roverek helyett velük szeretnénk megoldani. A cicatalp nem kopik el a marsi terepen, nem úgy, mint a régimódi gumik. Minket ezek a kedves jószágok szállítanak ide-oda kényelmes űr-foteljeinkben.

A kutatótornyunk elemeit is a marsi alapanyagból szereztük:. Az ittani kőzetek felhasználásával épült fel a körülbelül 100 földi méter magas obszervatórium. Távcsövünk megalkotója Dr. Selly Obama, a holdi egyetem egyik professzora. Ennek a helynek a különlegessége, hogy semmi sem működik napelemmel. Az energiát a cicák szolgáltatják. Marsi körülményekhez alkalmazkodó mókuskerekeket építettünk, azt hajtják éjjel-nappal váltott csapatokban.

A marsjáróinkat növénytermesztő laborrá alakítottuk, miután véglegesen tönkrementek a kerekeik. Az amerikai kollégák krumplit, a kínaiak salátát, az arabok céklát termesztenek a többi telepen. Mi viszont spenótot kivéve minden egyebet. Van banán ligetünk is. És bármilyen furcsa, a macskáink is előszeretettel fogyasztják a marsi banánt, mert teljesen más íze van, mint a földinek. Sokkal ízletesebb, laktatóbb. Igen, a hús, az egy nehéz kérdés…. A holdi kolóniával kötött szerződéseink keretében kapunk havonta szállítmányt. Mi ezért a felesleges marsjáróinkat belső részeit odaadjuk. A holdi terepen azok jól működnek újratervezve.

Cicáink másik speciális képessége, hogy roppant érzékenyek a marsi vízre. Tudjuk, hogy a macskák rendelkeznek egyfajta hatodik képességgel, megéreznek nem látott dolgokat: rossz energiákat, földrengések, özönvizek közeledtét. Nem egy példányunk talált már marsi-víz lelőhelyet ott is, ahol nem is sejtettük a jelenlétét annak…

  • Lassan műsorunk végére érünk. Mi az a tudományos munka, amit még meg szeretnél említeni?
  • A marsi kristályok…! Azon kívül, hogy szépek, könnyen be tudjuk azokat gyűjteni, rendelkeznek egyfajta mostanában felfedezett fényenergiával. Ez még új kutatási terület, de roppant ígéretesnek és hasznosnak bizonyul. Alapanyagként is fel fogják használni rakétajavításhoz, újabb kutató laborok alapanyagához is.

Etessétek meg a cicákat marsi banánnal! Akinek meg nincs cicája, szívesen küldünk, bár tudjuk, hogy a kék bolygó adottságai egészen mások. DE! A mi négylábúink remekül alkalmazkodnak minden körülményhez. Cicákat minden egyes kolóniára, holdira, földire, marsira!

Források:

http://www.bacse.hu/
https://hu.m.wikipedia.org/wiki/Mars_(bolyg%C3%B3)
https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-s-mro-finds-water-flowed-on-mars-longer-than-previously-thought
www.astro.u-szeged.hu
www.meteorologiainred.com

Képek: Kocsis ERzsó

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.

Az a bizonyos kék pont – a kapcsolatfelvétel napján

Szerző: Kocsis Erzsó

Ahhoz, hogy a kapcsolatfelvétel napján újra hosszú és eredményes életet kívánhassunk egymásnak, vegyünk egy korsó romulán sört a kezünkbe! Kék italunkba bele-belehörpintve csillagidőben és kvadránsok között sugározhatunk fel-és le.

Az akkori Dryden Repülési Kutatóközpont (ma Armstrong) 1976-ban a Star Trek legénységét látta vendégül az Enterprise űrsikló bemutatóján. Elöl, balról jobbra: James Fletcher, a NASA adminisztrátora; a sorozat sztárjai, DeForest Kelley, George Takei, Nichelle Nichols, Leonard Nimoy; Gene Roddenberry, a sorozat megalkotója. Egészen hátul még Carl Sagant is felfedezhetjük! (NASA)
Nichelle Nichols (középen) a SOFIA repülőgép belsejében (NASA)
George Takei és a robotűrhajós vulkáni köszöntést mutat (NASA)
Leonard Nimoy (középen) az Enterprise űrrepülőgép megérkezése után vulkáni köszöntést mutat az űrsikló előtt, 2012-ben New Yorkban (NASA)
A Nemzetközi Űrállomás 43. küldetésének tagja, Samatha Cristaforetti 2015-ben Vulcan-üdvözléssel emlékezik Leonard Nimoy-ra (NASA)

Az NCC-1701 USS Enterprise fedélzetén James Kirk kapitány valahogy így fogalmazott: az űr a legvégső határ. Ennek végtelenjét járja az Enterprise csillaghajó, melynek feladata, különös, új világok felfedezése, új életformák, új civilizációk fölkutatása, és hogy eljusson oda, ahová még ember nem merészkedett. Csillagidő 15-13-1. Épp elhagyja a Coridian körüli pályát a csillaghajó, megrakva természetes dilítiummal. A Gene Roddenbery által létrehozott univerzumban közel gömb alakú, csillag körüli stabil pályáján keringő égitesteket mellett suhan el.

Föld, 1976. Carl reggel óta nem találja a helyét. Csak pörgeti hol a Hold, hol a Mars modellét. Progád, retrográd, progád, retrográd a forgásirány. Sehogy se jó. Ujjai egyszer holdi kráteren, egyszer marsi kráteren dobolnak. A Jupiter Europa holdjának kérge alatti óceánja, a Szaturnusz Titan holdjának tengerei, tavai sem kötik most le. Nincs most kedve a kísérleteihez sem, amikben bizonyítaná, hogy aminosavak, azaz szerves molekulák keletkeznek egyszerű kémiai elemekből sugárzás hatására.

“Szóval, nektek van egy örökkévaló lelketek, ugye…?” Dr. Zefram Cochrane először találkozik a vulkániakkal 2062. április 5-én. A többi már történelem… (space.com)
Nimoy és Sagan, amikor az Enterprise parancsnoka és a “Kozmosz” tudósa találkozik,
hogy hosszú és eredményes életet kívánjon az univerzum minden élőlényének

Adjunk egy korsó romulán sört Mr Spocknak és Sagannak…! Egy villanás, egy lesugárzás, és a két univerzum végre összeér. A csillagász-planetológus ismeretterjesztő és a Starship parancsnoka (1976-ban alias Leonard Nimoy) egy közös képen is megjelennek. Miről értekezhet e két különböző világ szén-alapú egyede? Mr Spock tanult kollegája kérésére bemutatná a 40 Eridani csillaghármasa körül keringő T’Khasi szülőbolygóját. Ez igen kopár, kietlen és forró planéta, roppant száraz és sivatagos. Ám az elszórtan elhelyezkedő nagy kiterjedésű felszíni vízfelületek felkeltik a figyelmet. Gravitációja és hőmérséklete magas. Carlt emlékezteti a naprendszerbeli Vénuszra. Sagan kutatásaiban a bolygó felől fogott rádióhullámok vizsgálatából következtetett a forró felszíni hőmérsékletére. „A megoldás két dimenziós gondolkodásra vall”– refrektál a vulkáni, mikor a földi tudós a NASA Jet Propulsion Laboratory munkájáról, és a Naprendszer bolygóihoz indított Mariner szondák tervezésében való részvételéről mesél. Mr Spock bemutatja a Vulcan ikerbolygóját, a T’Khut is. A felszínén zajló vulkánkitörések, és porviharok olyanok, mint amik a mi vörös bolygónkon zajlanának…! Vannak közös pontok, amit a földlakó elégedett bólogatással, a félig-vulkáni egy határozott szemöldökráncolással nyugtáz.

Egy pohár romulán sör (Wikipedia)

Egy újabb korsó, egy újabb villanás, egy újabb sugárzás. Vakító napsütés, és a betonra begördülő hatalmas, vadonatúj űrsikló. Rajta pedig egy név, amitől mindkét univerzum képviselőjének eláll a lélegzete, kihagy a szíve egy-két ütemnyi dobbanást. Enterprise. Bár vakító a fény, mégsem attól szalad tele könnyekkel a sok szempár. A mi csillaghajónk. Miénk itt, a Földön, miénk ott a Föderációban. Miénk a 20. században, és miénk a 23. században is.

A szerző saját Star Trek univerzuma vulkáni köszönésben részesül

És egy újabb korsó, egy újabb villanás, egy újabb sugárzás. 1990. nyarán találjuk immár igen híres ismeretterjesztő-tudósunkat. 1977. szeptember 5. óta vár egy képre. A Voyager-1 akkor indult, rajta az aranylemezekkel, amit remélhetőleg valaki egyszer tud majd dekódolni. több, mint egy évtizednyi türelmes várakozás után végre a szonda visszafordulva egy utolsó képet készített a Földről. Ez az, amire gondolva mindenkinek ez jut eszébe: „Nézzenek ismét arra a pontra. Az itt van. Az otthonunk. Azok mi vagyunk. Ott van mindenki, akit szeretnek, mindenki, akit ismernek, mindenki, akiről valaha hallottak, az összes emberi lény, aki létezett.”

Ez a kék pont lehetett az, amit legelőször megpillantott az a bizonyos idegen hajó, amikor a végtelen űrben halkan surrant a 001-es szektorban. Ezt láthatta meg legelsőnek, mikor észlelte a Phoenix szubtér mintáját. Zefram Cochrane megépítette űrhajóját, így történt meg az emberi faj első térhajtóműves repülése. 2063. április 5-én az a bizonyos kék pont egyre nagyobb és nagyobb lett a vulkáni hajó ablakában. És végül kapcsolatba léptek az emberiséggel.

Valószínű, hogy 2061-ben már számos űrszondával tudjuk majd vizsgálni az újból megjelenő Halley üstökös magját. Pontosabb adatokat gyűjthetünk róla, mint 1986-ban, – akár a japán Suisei és Sakigake, akár szovjet-orosz Vega-1, a Vega-2, akár az ESA által kifejlesztett Giotto szondák. És ha ez megtörtént, valami egészen különleges napra virradhatunk 2063. április 5-én. Bekövetkezhet a nagy találkozás a szén-alapú lények és a vulkániak között.

A Vulcan bolygó (vulkáni nyelven: T’Khasi) (Paramount Pictures – Wikipedia)

Itt, a halványkék pöttyön élve addig is hosszú és eredményes életet kívánok mindenkinek!

Források:
https://hu.wikipedia.org/wiki/Vulcan_(Star_Trek)
https://hu.wikipedia.org/wiki/Carl_Sagan
https://hu.wikipedia.org/wiki/Halv%C3%A1nyk%C3%A9k_p%C3%B6tty
https://www.nasa.gov/image-feature/star-trek-and-nasa-celebrating-the-connection
https://www.nasa.gov/feature/50-years-of-nasa-and-star-trek-connections
https://www.space.com/star-trek-first-contact-day-2021-celebrations
https://hu.wikipedia.org/wiki/Voyager%E2%80%931
https://hu.wikipedia.org/wiki/Star_Trek:_Kapcsolatfelv%C3%A9tel
https://hu.wikipedia.org/wiki/Halley-%C3%BCst%C3%B6k%C3%B6s
https://planetology.hu/skol-a-kapcsolatfelvetel-napja/

A gépi tanulás felhasználása az antarktiszi meteoritkutatásban

Szerző: Rezes Dániel

Az Antarktiszon folytatott szisztematikus meteoritkutatás már a kezdetektől fogva jelentős eredményeket hozott a tudomány számára, azonban most egy hatékony gépi tanulási algoritmus segítségével a kutatóknak lehetősége nyílhat rá, hogy még megannyi darabbal bővíthessék az extraterresztrikus környezetből származó minták számát. A Science Advances nevű szaklapban megjelent cikkükben belga és holland szerzők arról számoltak be, hogy több mint 600 olyan területet azonosítottak a kontinensen, melyek potenciális meteoritlelőhelyek lehetnek a jövőbeli expedíciók számára.

Az ANSMET (Antarctic Search for Meteorites) kutatói begyűjtenek egy meteoritot az Antarktisz jegéről. (H. Raab/Wikipedia)

A meteoritok egyedülálló jelentőséggel bírnak a Naprendszer eredetének és fejlődésének megértésében. Ezeknek a kőzeteknek a legjelentősebb gyűjtőhelye az Antarktisz, a Földön fellelt meteoritok nagyjából 62%-át itt találták. Habár ez a kontinens nem az első számú lehullási helye a meteoritoknak – mivel a korábbi becslések ezt az Egyenlítő közelében valószínűsítik – azonban az egyik legjobb helyszín a megtalálásukhoz, mivel egyrészt a fekete olvadási kéreggel rendelkező meteoritok könnyen felismerhetőek a világos árnyalatú jegen és havon, másrészt pedig a jégtakaró mozgása zónákban koncentrálhatja a különböző időben és helyszínen lehullott kőzeteket. Emellett az sem elhanyagolható szempont, hogy a sarkvidéki klíma tökéletes az extraterresztrikus kőzetek konzerválására, így megvédve őket a mállás hatásaitól.

Az antarktiszi meteoritok koncentrálódásának két lehetséges folyamatát bemutató sematikus ábra Tollenaar et al. (2022) alapján. Az alapkőzetek barna színnel jelöltek. A kék színek a jeget jelölik (minél sötétebb, annál idősebb), míg a fehér a havat. A meteoritokat a fekete pöttyök jelzik. Ezeken felül az ábrán még láthatjuk a hó akkumulációját (felhalmozódását), vörös nyilakkal a jég ablációjának (szublimációjának) helyét, a jég ablációját elősegítő szelek irányát, valamint szürke nyilakkal a jégbe ágyazott meteoritok mozgását.

A meteoritok zónákban történő felhalmozódása izgalmas folyamat során jön létre. A jégmezőn lehullott meteoritok bizonyos idő elteltével befagynak a jégbe, majd a jégtakaró lassú mozgása során azzal együtt mozognak, mígnem elérnek egy topográfiai magaslatot (pl. hegyek, fedett kiemelkedések). Ennél az akadálynál a takaró rétegei felfelé hajlanak, ami lehetővé teszi azt, hogy a kőzetek egy sávban összpontosuljanak, miközben a felszín felé törnek. Azokon a területeken (ún. kék jégmezők), ahol a hó és jég vízpárává történő halmazállapot-változása (szublimációja) gyorsabb, mint a felhalmozódásának mértéke, ezek a koncentrálódási zónák kutathatóvá válnak.

Ezidáig azonban a meteoritok felderítése részben a szerencsén múlt, mivel a műholdképek elemzése rendkívül időigényes, a lelőhelyfelderítés pedig igen költséges. Erre a problémára próbált megoldást találni a kutatócsapat. A csapat a zónákban koncentrálódó meteoritok megtalálására egy gépi tanulási algoritmust kombinált olyan adatokkal, mint a jégtakaró mozgásának sebessége, a jégvastagság, a felszíni hőmérséklet, az alapkőzet morfológiája (alakja), valamint az ismert lelőhelyek elhelyezkedése. Az elemzés 613 lehetséges helyszínt adott, melyek közül több is sarkkutató bázisok közelében helyezkedik el.

A gépi tanulás a mesterséges intelligenciának az a része, mely számítógépeket tanít be matematikai adatmodellek segítségével úgy, hogy a műveletnek nincs közvetlen felügyelete. A metódus pontossága növelhető a bevitt adatok és tapasztalatok növekedésével. A számítógép úgy képes különböző feladatokra megoldást találni, illetve előrejelzéseket készíteni, hogy szabályrendszerek segítségével az adatokban mintázatokat keres, majd ezek segítségével adatmodelleket készít. A módszer az emberi gondolkodáshoz és annak fejlődéséhez hasonlóan a legfrissebb adatok és gyakorlati tapasztalatok útján képes önállóan feladatokat végrehajtani és önmagát fejleszteni.

Az antarktiszi meteoritok lehetséges lelőhelyeit mutató ábra Tollenaar et al. (2022) alapján. A középső kép az elemzések során kapott lehetséges lelőhelyeket mutatja, míg az azt körülvevő A-G jelű ábrák a már ismert lelőhelyeket jelzik. A bal alsó sarokban a meteoritok jelenlétének valószínűsége látható.

A kutatók által végzett munka azért fontos, mert az Antarktiszon ezidáig megtalált nagyjából 45000 meteorit a számítások alapján csak kevesebb mint 15 százaléka a felszínen még begyűjtésre váró mintáknak, így még számos kőzet vár megtalálásra a kék jégmezőkön. A térkép terepi tesztelése folyamatban van, a kutatócsapat nyilvánosan elérhetővé tette azt más expedíciók számára is. Habár a módszer hatásossága még nem bizonyított, remélhetőleg a jövőben a mesterséges intelligencia széles körű felhasználást tesz majd lehetővé az ilyen jellegű kutatásokban.

Források:
[1] https://www.sciencenews.org/article/machine-learning-meteorite-antarctica
[2] https://wheretocatchafallingstar.science/
[3] Tollenaar, V., Zekollari, H., Lhermitte, S., Tax, D. M., Debaille, V., Goderis, S., Claeys, P., & Pattyn, F. (2022). Unexplored Antarctic meteorite collection sites revealed through machine learning. Science Advances, 8(4), eabj8138., 14 p.
[4] https://azure.microsoft.com/hu-hu/overview/what-is-machine-learning-platform/

Lyα, Hédervári és a JWST

Szerző: Kocsis ERzsó

Még az első pandémiás hullám sodorta íróasztalomra Hédervári Péter – „Üstököskutatás az űrkorszakban” (1983) című művét. Ma is úgy vélem, hogy az akkori kométaváró (emlékszünk a C/2020 F3 (NEOWISE) meseszép látványára?) hangulat repítette pont ezt az írást az utamba, nem pedig az “Amiről a Föld mesél” (1967), vagy éppen az “Amiről a Hold mesél” (1969) köteteit. A Magvető Kiadó által megjelentetett mű három évvel a Halley-üstökös visszatérése előtt, 1983-ban látott napvilágot. A könyv bemutatásakor csak válogattam az egyes témákban, ami egy kisebb szakmai útmutatás volt az üstökösészlelés mikéntjéhez, valamint az üstököskutatás értelmezéséhez. A könyvben alaposan feltárt „látható semmi” nem más tehát, mint egy valódi égitest, nem pedig a puszta káprázat szülötte. Bőséges bizonyítékok tárulnak fel, adatok sora mesél róluk és bolygórendszerünk törvényeiről.

Semleges hidrogén oszlopsűrűség térképek a fentebb szereplő LAE-k modellezéséhez. Az ezekből álló kiterjedt fonalas struktúrák itt láthatóak. Ezek kapcsolatban állnak a vizsgált Lyα emisszióval (1502.01349.pdf (arxiv.org) (2.oldal))

Az akkoriban elfogadott modell a szovjet-orosz űrkutatás hőskorszakának egyik „terméke”. Az 1959-ben induló Luna-2 űrszonda 35 órán át mérte a napszelet. Ezeket az eredményeket megerősítette az ugyanabban az évben felbocsátott Luna-3 is. Ezen űreszközök világító ionizált nátriumfelhőket bocsátottak ki magukból. A kísérletek során azt lehetett távcsövekkel a Földről észlelni, hogy merre “fújja” azokat a napszél. Az ionszférában lejátszódó események alapján a kutatók feltételezték a napszél létezését. Biermann német csillagász már korábban az ötvenes évek elején utalt erre. Hazánkban Detre László pedig 1952-ben az üstököscsóvákra gyakorolt hatását is vizsgálta. Ám ekkoriban a kérdés kapcsán még nagy volt a bizonytalanság a tudományos körökben is.

MUSE adatok a Lyα fényességi funkcióiról és annak teljességi görbéjét mutatja be. A kék és piros LF-ek rövid/hosszú hullámú felmérésekből (Matthee 2015; Konno 2018), és a zöld a MUSE IFU felmérésből származnak (Drake 2017; semanticscholar.org).

A szovjet űrszondákkal indulhatott el a tényleges kutatások sora. Így ma már tudjuk, hogy a napszélben elsősorban elektronok, protonok és alfa részecskék érkeznek. Hatásukra aszimmetrikussá válik a Föld mágneses tere. Ennek következtében még a Van Allen-féle sugárzási öv (melyet a magnetoszféra foglal magába) alakja is módosul. A Földnek a Nappal átellenes félgömbje felett egy ún. mágneses csóva is kialakul. Ez fokozatosan beleolvad a bolygóközi mágneses térbe. Bolygónknak globális mágneses tere van, míg az üstökösöknél ez nem figyelhető meg. Mindez későbbi vizsgálódásom szempontjából fontos elem lesz.

A porgömbmodell szerint az üstökös kómája nem más, mint „gömbszerű atmoszféra”. Ez veszi körül a magot. Anyaga gázkeverék: elektronokból és pozitív ionokból álló plazma, valamint semleges részecskék alkotják. A hidrogénkorona az üstökös magjától nagyjából egymillió kilométerre kezdődik, és akár tízmillió kilométerre végződhet.

Az óriási Lyman-alfa-blob (balra) és egy művészi ábrázolás, hogyan nézne ki közelről (Wikipedia)

Ezt a modellt vetette el 1972-ben aztán Delsalfa. Legfőbb érve a Lyman-alfa haló felfedezése volt, mivel ezt a képződményt tartja a jégmag legfontosabb bizonyítékának. A Lyman-alfa haló az üstökös magjától körülbelül egymillió kilométerre kezdődik. A hidrogénkorona körülveszi az egész kómát, majd nagyságrendileg tízmillió kilóméterre terjed ki. Biermann feltételezte, hogy ha az üstökösmagban a jég a főszereplő, akkor a fényesebb kométákat öveznie kellene egy felhőnek is. Ezt hidrogén és hidroxilgyökök alkotják, amelyekben disszociáció révén megtörténik a vízmolekulák bomlási folyamata. A térben a társaitól izolálódó hidrogénatom sugárzásának szinte teljes egészét nem a látható fényhullámok tartományában bocsátja ki, hanem az igen távoli ibolyántúliban. Pontosan abban a vonalban, amelyben a Lyman-féle sorozatban az alfa jelzést kapta. Ez 121,6 nanométeres hullámhosszon mérhető.  Ezen feltevés 1970-ben igazolódott be az Orbiting Astronomical Observatory (OAO) mesterséges holdnak a Benett-üstökös esetében végzett vizsgálataival. A kométa körül elhelyezkedő nagy kiterjedésű felhőt Code és Lillie fedezték fel. Ennek legerősebb sugárzása a Lyman-alfa vonalban érkezik.

Ha az üstökösmagot jég alkotja, akkor a hidrogéngyökökben szereplő atomok száma hozzávetőlegesen a hidrogénatomok számával lesz azonos. A Tago-Sato-Kosaka, a Kohoutek és az Encke égi vándorok vizsgálata is hasonló eredményeket hozott. Másodpercenként 1030 atom szabadul ki ezek jégmagjából, ezáltal óriási mennyiségű gáz képződik. Whipple modellje is újabb megerősítést nyert ezáltal. Delsemme 1965-től végzett kutatásait többek között megállapították, hogy a magban a közönséges jég szublimál, amikor a Naptól 450 millió kilométernél közelebb halad el. A kómán belül erős kifényesedést kell észlelnünk, amikor a Lyman-féle vonalban vizsgálódunk vízből képződött jég esetében. Egy 40000 km átmérőjű fényességmaximum észlelhető volt a Tago-Sato-Kosaka üstökös belsejében is. Ez a megfigyelés egy speciális szűrővel készült, ami a színképnek minden egyéb tartományát kizárja. Csak a rövid hullámhosszú sugárzás detektálhatja az észlelő eszköz, az, ami a Lyman-alfa vonalak mentén keletkezik a megfelelő sávban.

A világegyetem egyik legnagyobb különálló objektuma, a LAB-1 nevű Lyman-alfa-blob (Wikipedia)

Lyman-alfa emissziós vonalat kibocsátó gáz hatalmas koncentrációja detektálható a távoli világűrben, az ún. Lyman-alfa foltokban (Lyman alpha blob, LAB), messze túl galaxisunk határain. Ezek a gáz-struktúrák a világegyetem legnagyobb ismert objektumai közé tartoznak, átmérőjük meghaladhatja a 400 000 fényévet is. Mivel a Lyman-alfa emissziós vonal az ultraibolya (UV) tartományban található, bolygónk légköre pedig hatékonyan szűri ki az UV-fotonokat, ezért ezek a képződmények csak annak köszönhetően válhattak a Föld felszínéről is észlelhetővé, hogy fényük a világegyetem tágulása miatt jelentős vöröseltolódást szenved. Földünk légköre hatékonyan szűri ki az UV-fotonokat, így azon a Lyman-alfa fotonok csakis vöröseltolódással tudnak átjutni. 2000-ben Steidel és társai, majd Matsuda és kollegái keresték a LAB-okat. Mai tudásunk szerint még nem ismert, hogy ezek galaxisok sűrű halmazát jelzik-e, illetve hogyan kapcsolódnak a környező csillagvárosokhoz. Azt sem tudjuk még, hogy milyen mechanizmus hozza létre a Lyman-alfa emissziós vonalat. Ám ezen halmazok értékes nyomokat rejthetnek a galaxisok kialakulásának magyarázatához.

A Lyα fotonok valószínűleg kiterjedt Lyα emissziót eredményeznek egyes galaxisok körül. Ilyen alacsony felületi fényességű Lyα halókat (LAH) észleltek ezen képződmények Lyα képeinek egymásra vetítésével. Eredetük vizsgálatához a kutatók nagy felbontású hidrodinamikus kozmológiai galaxisképződési szimulációt készítettek. Módszerükkel különböző megfigyelési szempont alapján az egyes halok átlagos Lyα felszíni fényességprofilját is kiszámították. Megállapították, hogy a megfigyelt LAH-ok léte nem magyarázhatók kizárólag a központi emittáló galaxisból (LAE) származó és a galaxis körüli gázban lévő hidrogénatomok által nagy távolságra eljutó fotonokkal. Ehelyett inkább a külső haló régióiból származó Lyα emisszió a felelős keletkezésükért. Világegyetemünk korai szakaszának megértésében a Lyα emittáló galaxisok megértése kulcsfontosságú lehet. A kozmikus reionizáció és a galaxisképződés feltárása ezen sugárzásátviteli számítások alapján lett modellezve. Így a következő generációs teleszkópokkal, mint például a JWST (James Webb Space Telescope), az E-ELT (European Extremely Large Telescope) és a TMT(Thirty Meter Telescope), ilyen LAE-ket is észlelhetnek majd.

Karantén utáni olvasmányélmények egyike volt Hédervári Péter „Üstököskutatás az űrkorszakban” (1983) című műve.. A korabeli tanulmányokat egészítettem ki a 21. századi felfedezésekkel. A modernkori üstököskutatás vizsgálata átívelt a Lyman-féle haló tanulmányozásáig. A II. kerület újlaki városrészében élő magányos ismeretterjesztő elmélkedéseinek idején még nem tudhatta, milyen messzire juthatott ezekkel az információkkal a hálás utókor! A LAE-k észlelésével jobban megérthetjük Világegyetemünk korai szakaszát. Az észlelés pedig többek között a nemrég felbocsátott James Webb űrteleszkóp segítségével is megtörténhet. Így jutottunk el a napszél, a hidrogénkorona, és Lyα segítségével Héderváritól a JWST-ig.

Forrás:
Hédervári Péter: Üstököskutatás az űrkorszakban
https://www.britannica.com/science/comet-astronomy/The-modern-era#ref1223651
https://www.semanticscholar.org/paper/On-the-Diffuse-Lyman-alpha-Halo-Around-Lyman-alpha-Lake-Zheng/71e36abe2156200c74716887f5f926c7ec5b368c
https://www.semanticscholar.org/paper/Small-scale-Intensity-Mapping%3A-Extended-Halos-as-a-Mas-Ribas-Hennawi/a1d3e01aad794118e28ae6bcde8ad5cc10b78f3f
https://www.semanticscholar.org/paper/Resolved-Lyman-%CE%B1-properties-of-a-luminous-galaxy-in-Matthee-Sobral/f1d2077d6bf0e614251c64056929b2bf61d9bdfb
https://en.wikipedia.org/wiki/Lyman-alpha_blob
Vincze Miklós, 2022: Szóbeli közlés