iPon Cikkek

Koszos hógolyó helyett jeges porkacsa

Dátum | 2016. 11. 16.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

Egy hónappal ezelőtt ért véget az Európai Űrügynökség Rosetta űrszondájának küldetése. Az űreszköz 2004 márciusában indult útjára a Földről, és 2014 augusztusában érkezett meg célpontjához, a 67P/Csurjumov–Geraszimenko-üstököshöz. A szonda leszállóegysége, a Philae csaknem pontosan két évvel ezelőtt, 2014. november 12-én szállt le az égitestre. Az egység a felszínen kétszer megpattant, mielőtt megállapodott volna, így – ahogy a küldetésért felelős csapat tagjai tréfálkozva megállapították – az első űreszköz, amely irányított landolást hajtott végre egy üstökösön rögtön háromszor is sikeresen landolt. Bár a Philae végül nem a tervezett helyen kötött ki, így akkumulátora lemerülése után nem tudta folytatni munkáját, rövid pályafutása alatt is fontos információkat szállított az üstökösmaggal kapcsolatban. Akárcsak társa, a Rosetta, amelynek hihetetlenül sikeres missziója idén szeptember 30-án ért véget, amikor az űreszköz a Philae példáját követve leszállt, pontosabban lágyan becsapódott az üstökös felszínébe. A Rosetta üstökösnél töltött két éve alatt minden más űreszköznél közelebbről tanulmányozta a Csurjumov–Geraszimenkót, és műszereinek köszönhetően rengeteg újdonságra derült fény az üstökös eredetével, szerkezetével és aktivitásával kapcsolatban. Most, hogy a küldetés véget ért, és minden összeszedett információ visszaért a Földre, elkezdődhet az adatok mélyebb elemzése, és annak mérlegelése, hogy ezek fényében hogyan kellene megváltoztatni az üstökösökről alkotott általános képet.
Így festett az üstökös a Földről
Az elmúlt évtizedekben a bolygókutatók az üstökösöket koszos hógolyókként képzelték el, amelyek nagyrészt jégből állnak, azonban kívülről porréteg borítja őket, ami rontja fényvisszaverő képességüket. A Rosetta OSIRIS kamerája és más műszerei által összeszedett adatok alapján azonban a Csurjumov–Geraszimenko sűrűsége mindössze 470 kg/köbméternek adódik, ami kevesebb mint fele a vízjég sűrűségének. Ebből arra következtettek a kutatók, hogy az üstökösmag belseje nem lehet tömör, hanem épp ellenkezőleg: kifejezetten porózus szerkezetű. A sűrűség és a felszínen észlelt jégfoltok alacsony száma alapján továbbá úgy tűnik, hogy az üstökös belseje inkább porban, mint jégben gazdag. A Rosetta üstököse tehát sokkal inkább jeges porgolyónak (illetve porkacsának) tűnik, mint koszos hógolyónak. Korábban is voltak olyan küldetések, amelyek megközelítettek bizonyos üstökösöket, hogy megvizsgálják azok kómáját, vagyis a magot körülvevő laza légkört. Ezek az űreszközök azonban legfeljebb néhány órát töltöttek 500 kilométernél közelebb a nukleuszhoz. A Rosetta küldetésének utolsó két évében túlnyomórészt ennél közelebb volt az üstököshöz, így elsőként tudott arról információkkal szolgálni, hogy részletesen mi jellemző a kómára, és hogy annak összetétele hogyan változik a Naphoz közeledve.
És így nézett ki 8 kilométeres távolságból
Az R-Alice nevű ultraibolya spektrográf feltárta, hogy a nap ultraibolya fotonjai és más nagyenergiájú részecskéknek atomokkal való ütközése nyomán létrejövő légköri fény vagy földfény, amely éjszaka is derengővé teszi a Mars és a Föld atmoszféráját, az üstökös kómájában is megfigyelhető. Ezt a jelenséget kométák esetében még soha nem sikerült észlelni, a Rosetta méréseinek köszönhetően azonban most több mint két év adatai állnak róla rendelkezésre. A Rosetta mintavétellel és külső spektrometriai mérésekkel is vizsgálta a kóma összetételét, amely döntően az üstökös belsejéből elszökő gázokból áll, így az égitest anyagáról is sokat elárul. A ROSINA tömegspektrométernek köszönhetően kiderült például, hogy a kóma (és vele a nukleusz) molekuláris oxigént is tartalmaz, amit eddig még sosem detektáltak üstökös körül. Az oxigén mennyisége ráadásul egészen magasnak tekinthető, hiszen a ROSINA minden 100 vízmolekula mellé durván 5 oxigénmolekulát is talált abban az időszakban, amikor az üstökös még meglehetősen távol járt a Naptól.
Az R-Alice azt is vizsgálta, hogy az égbolt fényesebb csillagainak fénye hogyan változik meg, ahogy áthalad a kóma anyagán. Az általában nagyobb égitestek légköri összetételének meghatározására használt módszerrel szintén jelentős mennyiségű molekuláris oxigén jelenlétét sikerült kimutatni, amelyből a Naphoz közeledve összességében és a vízhez viszonyított arányában is egyre több lett. Az oxigén jelenléte pedig sokat elárulhat a Naprendszer égitestjeinek anyagát adó protoplanetáris korong egykori összetételéről. Azt ugyanakkor, hogy egy ennyire illékony anyag hogyan lehet 4 milliárd év elteltével még mindig jelen egy rendszeresen dinamikus változásokon átmenő üstökösmagban – pláne ilyen mennyiségben – nagyon nehéz megmagyarázni. A molekuláris oxigén jelenlétének megfejtése lehet az egyik legnagyobb kihívás, ami a következő években a Rosetta adatait elemző kutatókra vár.
A felszín 9 kilométerről
A Nap rendszeres megközelítésén túl a másik ok, ami miatt érthetetlen az oxigén jelenléte, hogy az üstökösmagot számos ütközés érte pályafutása során, amelyek alkalmával a szintén mindig elszökött az illékony anyagok egy része. Az egyértelműnek tűnik az üstökösmag formája alapján, hogy az valamilyen ütközés során vette fel mai alakját. Hogy alacsony sebességű ütközésről volt szó, amely során két égitest összetapadt, vagy a nukleusz egy katasztrofális ütközés nyomán keletkezett törmelékből állt össze, az egyelőre vita tárgyát képezi. A szakértők azt mindenesetre igen valószínűnek tartják, hogy az utolsó nagyobb, „alakformáló” ütközésre 250 millió – 1 milliárd évvel ezelőtt került sor. Mind az alacsony sebességű ütközés, mind az úgynevezett reakkréció során elméleti szinten elképzelhető, hogy az anyag csak bizonyos helyeken, az ütközési pontokon hevült fel, így a többi részen tárolódott illékony molekulák megmaradhattak az üstökösben. Elvileg tehát mindkét keletkezési mód mellett lehetséges, hogy az égitestben jelentős mennyiségű ősi illékony anyag őrződjön meg. Emellett persze az sem zárható ki, hogy a molekuláris oxigén és a többi illékony anyag új keletkezésű, vagyis nem volt jelen az üstököst létrehozó nyersanyagok között, hanem az égitest létrejötte után, például az azt elérő nagyenergiájú részecskékkel való reakciókban jött létre. Kérdések tehát még bőven akadnak a Csurjumov–Geraszimenkóval kapcsolatban, de az ezekkel együtt is kétségtelen, hogy a Rosetta csapata kulcsfontosságú információkhoz segítette hozzá az emberiséget. Bár az üstökös a Naprendszer hajnala óta jelentős változásokon ment át, még mindig hordoz olyan vonásokat és összetevőket, amelyek alapján következtetni lehet a fiatal Nap körül létrejött protoplanetáris korong milyenségére.
Kitörések a napközelség heteiben
A felszíni (és a belső) vízjég alacsony mennyisége, a légköri fény és az molekuláris oxigén jelenléte csupa olyan dolog, amely nem lett volna megállapítható, ha a Rosetta nem tölt éveket az üstökös közvetlen közelében. Bár a küldetés véget ért, a szonda által összegyűjtött adatok még hosszú évekig a legpontosabb üstökösökre vonatkozó információink lehetnek. Főként annak tudatában, hogy a Rosetta indulása óta eltelt időben még tervek sem születtek egy újabb üstököskutató küldetés végrehajtására. A kisbolygók és az üstökösök pontosan azért tartoznak a Naprendszer legkevésbé ismert objektumai közé, mert hiába vizsgálunk meg közülük jónéhányat, további több millió hasonlónak hitt égitestnek a közelébe sem kerülünk, így nem tudhatjuk, általánosságban mennyire relevánsak információink. Attól tehát még nagyon messze vagyunk, hogy átfogó képet alkothassunk a Naprendszerben keringő kisebb objektumokról. Ugyanakkor minden ilyen égitest kutatásával közelebb kerülhetünk annak a kérdésnek a megválaszolásához, hogy milyen építőelemekből jöttek létre a bolygók, és köztük otthonunk, a Föld.
Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

3. cheatergs
2016.11.18. 08:20
"...minden 100 vízmolekula mellé durván 5 oxigénmolekulát is talált..."
Rég volt nálam a kémia, de oxigénmolekula...?

Az űrügynökségek közül vmiért a NASA tűnik a legsikeresebbnek a küldetések teljesítését illetően. Az ESA-JAXA és tsaikról többnyire akkor hallani, amikor vmijük nem sikerült, mintha amatőrök lennének. Ez a rosettás mission is felemás, mivel a vártakat nem tudták hozni.
Bár lehet, ezt a média sugallja.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. Dav111 cheat...
2016.11.18. 09:52
Kémiából gyenge vagyok mint a harmat, de asszem az oxigén molekula az O2, azaz a sima oxigén amit mi belélegzünk. Valami kötéses dolog áll a háttérben. De majd megkérdezem a kémikus ismerőst.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. valikund cheat...
2016.11.25. 00:47
Igen, az oxigén atom is, de szabadgyökként nem fordul elő csak nagyon különleges helyeken. Oxigén molekula alatt O2 értendő, ami két oxigén atom kovalens kötéssel kapcsolva. A Nasa kb egy nagyságrenddel nagyobb az ESA-nál, és rohadt jók a marketingben szóval folyton róluk hallasz. Viszont a Philea az egy égbekiáltó bravúr volt töri könyvekben szerintem kb voayeger mellett fogják emlegetni. Amugy magyarok is dolgoztak rajta bőven, főleg az optikán (csak hogy kicsit mi is büszkék lehessünk).
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!