iPon Cikkek

Pandora nyomában

Dátum | 2012. 11. 18.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

Nem ritkán előfordult az elmúlt évszázadban, hogy a science-fiction mutatott utat a tudománynak. Az Avatar című, 2009-es filmben például a történetbeli idegen faj nem egy Naprendszeren kívüli bolygón él, hanem annak lakható holdján, a Pandorán. 2009-re az exobolygók felfedezése már szinte mindennapos eseménynek számított, így talán nem véletlenül érezte úgy James Cameron író-rendező, hogy hőseit valamilyen még egzotikusabb és hihetetlenebb helyszínre kell helyeznie. Azóta egy maroknyi csillagász már neki is látott az extraszoláris holdak utáni kutatásnak a több ezer megerősített és feltételezett exobolygó körül. Az első ilyen égitest felfedezésének dicsőségén kívül az is hajtja a kutatókat, hogy Cameron felvetése egyáltalán nem tekinthető alaptalannak: ha Földön kívüli életre akarunk bukkanni az univerzumban, egy idegen bolygó holdja nem tűnik rossz helynek a kutatásra.

A dolog persze nem lesz egyszerű: megtalálni valamit, ami egy több száz fényévre található csillag körül keringő égitest körül kering egyáltalán nem könnyű feladat, sőt, sokak szerint lehetetlen vállalkozás. Ez persze nem töri le különösebben az exoholdvadászok lelkesedését. Előszeretettel emlegetik fel, hogy nagyon hasonló érvek hangzottak el akkor is, amikor a csillagászok nekiálltak Naprendszeren kívüli bolygókat keresni. Meggyőződésük, hogy a kétkedőket azzal lehet a leghatékonyabban elhallgattatni, ha sikerrel járnak céljuk elérésében.

Az exoholdak utáni kutatás legszervezettebb kísérlete a Kepler űrtávcső Hunt for Exomoons (HEK) nevű projektje. Ezt David Kipping, a Harvard-Smithsonian Asztrofizikai Központ munkatársa vezeti, és a programnak megvan az az előnye, hogy már eleve begyűjtött adatokkal dolgozik. A NASA Kepler nevű távcsöve a csillagok fényességében bekövetkező változásokat figyelve, az úgynevezett fedési módszer segítségével kutat exobolygók után. Eddig 105 égitestet találtak meg így, és további 2321 bolygójelölt várja, hogy létezésüket további adatokkal megerősítsék vagy cáfolják.


Kipping és kutatócsoportjának kutatómódszere azon a tényen alapul, hogy ha precízek akarunk lenni, nem a hold kering a bolygó körül, hanem mindkét égitest a rendszer közös tömegközéppontját megkerülő mozgást végez. Ha a bolygó nagyon nagy, a hold pedig kellően pici, akkor ez a tömegközéppont a bolygó belsejébe vagy ahhoz nagyon közel esik, vagyis a hold alig fog látható hatást kifejteni a termetesebb égitestre. Ha azonban kisebb a méretkülönbség a két objektum közt, sokkal látványosabb lesz az egymásra kifejtett befolyás. Megfelelő pontosságú műszerrel azonban nagy tömegeltérés esetén is észlelhető lesz, hogy a bolygó mozgását egy körülötte keringő objektum is módosítja. A Föld‒Hold-rendszer közös tömegközéppontja nagyjából 1700 kilométer mélyen a Föld felszíne alá esik, de ha valaki kellően fejlett technológiával kívülről vizsgálná naprendszerünket, a Hold közvetlen észlelése nélkül is ki tudná mutatni annak jelenlétét.

Kipping abban reménykedik, hogy más bolygók is rendelkeznek hasonló méretű holdakkal, így jelenlétük kimutatható lehet a Kepler által detektált égitestek mozgásában tapasztalt anomáliák alapján. Ezt a technikát már korábban is használták, hogy az ismert exobolygók pályaperturbációi révén más, a központi csillaggal tőlünk nézve fedésbe nem kerülő bolygókat keressenek az adott rendszeren belül. A holdak esetében ez az effektus nagyon aprócska lesz ugyan, de kimutathatósága elvileg a Kepler érzékenységi határain belül van, mondta el Greg Laughlin, a Kaliforniai Egyetem bolygókutatója.

Az eddig azonosított exobolygók túlnyomó többsége jóval nagyobb a Földnél, tehát potenciális holdjaiknak is nagyobb méretűnek kell lennie a Naprendszerben található holdaknál ahhoz, hogy detektálhatók legyenek. Kipping számításai szerint legalább a Föld tömegének ötödével megegyező tömegről beszélünk ‒ a Jupiter, és a Naprendszer legnagyobb holdja, a Ganümédész bolygónknak csupán negyvened részét teszi ki.

Feltéve, hogy létezik ilyen méretű hold, annak statisztikai esélye, hogy egy csillaga előtt átvonuló bolygó mozgásában ennek hatását sikerül kimutatni, nagyon kicsi. Kippingék azonban úgy vélik, hogy nem reménytelen a vállalkozás, és úgy vélik, hogy januárban már prezentálni tudják első eredményeiket. Ha a HEK esetleg mégsem jár sikerrel, akkor sem kell elkeseredniük az exoholdak kutatóinak: a NASA februárban dönt arról, hogy támogatja-e a legújabb exobolygókra vadászó űreszköz, a Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) üzembe helyezését. Míg a Kepler az ég egyetlen foltjának csillagait figyeli, a TESS az egész égboltot vizsgálja majd, ráadásul az általa elsődlegesen megfigyelni tervezett csillagok sokkal közelebb vannak, mint a Kepler célpontjai, így látszólagos fényességük is nagyobb. Ez pedig mind a bolygó-, mind a holdvadászatot könnyebbé teheti.

Ha az amerikai űrügynökség a TESS programjának elindítása mellett dönt, a távcső 2016-ra pályára kerülhet. Pár évvel ezt követően pedig az Európai Űrügynökség is saját bolygókereső távcsövet szeretne fellőni: a PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations of stars) szintén közeli, fényesebb csillagokat vizsgál majd, lehetőséget adva az exoholdak keresésére is.


És persze nem feledkezhetünk meg minden idők legnagyobb távcsövének potenciális szerepéről sem: a gigantikus, elképesztő érzékenységű és költségvetésű James Webb űrtávcső a Hubble helyét veszi át a tervek szerint, így a jelenlegi helyzet alapján legkorábban 2018-ban kerülhet pályára. Az infravörös műszer segítségével elképzelhető, hogy előbb-utóbb közvetlen felvétel is készülhet egyes exoholdakról. Az arXiv gyűjteményében szeptemberben megjelent egy tanulmány, amelyben a Princeton két kutatója, Mary Anne Peters és Edwin Turner arról elmélkedik, hogy néhány hold talán elegendően fényes lehet ahhoz, hogy látható legyen a Földről, vagy bolygónk közvetlen környezetéből. Felvetésük alapját az árapályfűtésnek nevezett jelenség szolgáltatja. Ahogy a földi óceánok szintjére befolyással van a Hold tömegvonzása, úgy bolygónk árapály-ereje is feszültségeket vált ki a Hold szilárd anyagában. Az árapálysúrlódás lassítja tengely körüli forgást és hőt termel. A Jupiter Ió nevű holdjának vulkanikus aktivitása például egyértelműen annak köszönhető, hogy az Ió, a Jupiter, a Ganümédész és az Europa interakciójának eredményeként az említett holdra a földinél hatezerszer erősebb árapályerők hatnak.

A szakértők szerint az Ióhoz hasonló, de annál nagyobb exoholdak után kellene kutatni. Ha sikerülne egy olyan holdra ráakadni, amely kellően közel kering bolygójához ahhoz, hogy rajta jelentős árapályerők érvényesüljenek, de elég messze van központi csillagától, hogy az általa kibocsátott jelek ne vesszenek el annak fényében, akkor egy ilyen égitest már elegendő mértékű infravörös sugárzást bocsáthat ki ahhoz, hogy Föld körüli pályáról észlelhető legyen. Persze az sem árt, ha mindemellett nincs is túlságosan messze tőlünk.

Elég sok tehát a „ha” és a „talán” a történetben, de elméletek és spekulációk nélkül nehéz elindulni. Ha pedig ezek közül a feltételezések közül bármelyik hozzásegíti a csillagászokat egy exohold megtalálásához, máris megérte a fáradozás. Egyetlen ismert példa alapján enyhén szólva is nehéz meghatározni, hogy milyen körülmények szükségesek az élet kialakulásához. A Földből kiindulva a szakértők szerint a légkörrel rendelkező, szilárd felszínű égitestek a legesélyesebb jelöltek, és ezek közül is azok, amelyek a lakható zónában vannak, vagyis hőmérsékletük alapján létezhet folyékony víz a felszínükön. Senki sem állítja azonban, hogy feltétlenül bolygóknak kell lenniük ezen objektumoknak.

A holdak számos jelentős előnnyel rendelkeznek a bolygókkal szemben az extraszoláris élet kutatása szempontjából. Egyrészt valószínűsíthetően jóval több létezik holdakból, mint bolygókból, ismét csak a Naprendszerben uralkodó viszonyokból kiindulva. És bár az összehasonlító naprendszertan meglehetősen új tudományágnak számít, a szakértők egyre inkább afelé hajlanak, hogy fiatal korukban ezek a rendszerek nagyon kaotikus hely benyomását keltik. Gázóriások születnek és kezdik meg vándorútjukat központi csillaguk felé, szanaszét szórva, és távolabbi pályákra, vagy még messzebbre száműzve az útjukba kerülő kisebb kőzetbolygókat. Az óriásbolygók holdjai azonban nagyon szorosan kötődnek saját bolygójukhoz, így feltételezhetően kevésbé hajlamosak engedelmeskedni az ilyen irányú erőknek, így nagyobb káoszban is stabilabban tudnak létezni.


A holdakkal kapcsolatban az is felmerült, hogy talán nagyobb eséllyel lakhatók, mint a bolygók többsége. A központi csillagukhoz közel elhelyezkedő kőzetbolygók hajlamosak a kötött keringésre, vagyis keringési és tengelyforgási periódusuk egymáshoz idomul, így mindig ugyanazon az oldalukat fordítják a csillag felé. Ennek köszönhetően kialakul egy állandóan forró és napos, valamint egy állandóan hideg és sötét oldaluk, amely helyzet jelenlegi elképzeléseink szerint egyáltalán nem kedvez az élet kialakulásának. A kötött keringés kialakulásának esélye a holdaknál is magas, azonban egy hold mindig csak bolygójához képest lehet kötött keringésű, a központi csillaghoz viszonyítva soha, így valamiféle világosság-sötétség ciklus mindenképp létezik rajta, még ha ez földi szemmel nézve kissé furcsa is lesz.

A már említett árapályfűtés miatt ráadásul a holdak kiterjeszthetik az adott rendszer lakható zónáját is. Az Enceladus és az Europa például felszíni hőmérséklete alapján alkalmatlannak tűnik az életre, a szakértők szerint azonban mindkettő esetében lehetséges, hogy a mélyben olyan óceánok léteznek, amelyek a Szaturnusz, illetve a Jupiter keltette árapálysúrlódás és a radioaktív bomlási folyamatok következtében elegendően melegek lehetnek egyes élőlények létezéséhez.

Mindezen okok miatt tehát az exoholdak keresése egyáltalán nem tekinthető felesleges vállalkozásnak. Nehéz elhinni, hogy ne léteznének ilyen égitestek, és valami megtalálására kétségkívül az a legjobb módszer, hogy elkezdjük keresni azt.

Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

2. syriusftw
2012.12.02. 16:06
Star Wars 4. A lázadok bázisa nem egy gázóriás körül keringő holdon volt? Csak az újítás miatt kérdem
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. turosretes...
2013.10.19. 21:20
ha ugygondolod,hogy az a fotó,amely Greg Laughlin bolygókutato szöveg utan van,akkor az egész állitas nevetséges és paradoxon,nagy bolygo takarasban csak szórt fény ami földi élethez hasonló életet kizár.Nemrajzolt illetve nemmontirozott keringési pályát ami az elöbbi ,állitasom szintén alátámasztja.Ha ez lenne a Pandora akkor csak a mozivásznon.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!