iPon Cikkek

Sorra tárja fel titkait a Csurjumov−Geraszimenko

Dátum | 2015. 01. 29.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

Az elmúlt hónapok során jónéhány információmorzsáról értesülhettünk a 67P/Csurjumov−Geraszimenko-üstökössel kapcsolatban, végre megérkeztek azonban az Európai Űrügynökség Rosetta-küldetésének első igazi gyümölcsei: a projekt munkatársai a Science különszámában egy sor tanulmányban számolnak be arról, hogy az űrszonda 11 tudományos műszere milyen érdekességeket derített ki az üstökösmagról a közeledés során, illetve a pályára állást követő első hónapokban. Minden egyes tanulmányban más szemszögből ismerkedhetünk meg az üstökössel, amely a vártnál is különlegesebb, unalmasnak egyáltalán nem mondható objektumnak bizonyul. Amellett, hogy az égitest változatos felszíni formák tömegét vonultatja fel, az egyik legnagyobb meglepetést például az jelenti, hogy jelenleg nincs konkrét bizonyíték arra, hogy nukleusz felszíne összefüggő jeget hordozna. Az nem kérdés, hogy az égitest tetemes mennyiségű vízjeget és egyéb jeget tartalmaz, egyelőre azonban úgy tűnik, hogy az első közvetlen közelről megfigyelt „koszos hógolyó” jóval porosabb a vártnál, vagyis a jég nagy része vastag porrétegek alatt rejtőzik. A Rosetta elsődleges kamerája, a látható és az infravörös tartományban fotózó, illetve spektroszkópként is használható OSIRIS alaposan felderítette az üstökös változatos felszínét. A feltárt felszíni formák egy része egyértelműen a Nap üstökösformáló erejéről tanúskodik, központi csillagunk ugyanis minden közelség idején újra felhevíti az égitest felszínét, jelentős mennyiségű gázt és port párologtatva el arról, és ezzel átgyúrva a felszínt. Más jellegzetességek a szkaértők szerint az ősi, több mint 4,5 milliárd éves égitest keletkezéséhez köthetők, és mint ilyenek, egy olyan kor emlékeit őrzik, amely megelőzte bolygónk létezését.
A Nap önmagában nem lehet felelős minden egyes rétegért, topográfiai sajátosságért és kémiai változatosságáért, amit eddig észleltünk, mondja Nicolas Thomas, az OSIRIS-csapat egyik tagja, a Berni Egyetem kísérleti fizikusa. A rendelkezésre álló információk ismeretében nem tűnik valószínűnek, hogy az üstökösmag valaha is homogén volt, folytatja a szakértő. Egy minden szinten ennyire sokszínű környezet egyszerűen nem alakulhatott ki egyetlen energiaforrás periodikus hatására. A megfigyeltek inkább azt támasztják alá, hogy a Naprendszer korai időszakában az üstökösök képződési helyei sokkal kaotikusabbak és kémiailag változatosabbak voltak, mint valaha is gondoltuk volna. Az égitest mind kisléptékben, mind nagyban vizsgálva hihetetlenül összetettnek tűnik. Hogy a skála utóbbi végéről kezdjük, a szakértők 19 élesen elkülönülő régióra osztották fel az égitestet. Ezek némelyikét vastag porréteg fedi, másokat viharvert, sziklás talaj borít. Az egyiptomi istenségek után elkeresztelt régiók egyike, a csőrtelen kacsát formázó üstökös „szárnyán” helyet foglaló Aten például egy szinte teljesen pormentes mélyedés. Thomas szerint ez szinte biztosan a Nap tevékenységének eredményeként jött létre, vagyis valamelyik nemrégiben lezajlott napközelség során az éles hőmérsékleti változások megroppanthatták és meggyengíthették a felszínt, a mélyről feltörő gáz pedig lerobbantotta az üstökös egy darabkáját, minden port kitakarítva a mélyedésből.
A különböző régiókat vizsgálva további érdekességeket is megfigyeltek a szakértők. Az üstökösmag legaktívabb részének például a Hapi nevű rész bizonyult a már elemzett időszakban, tehát augusztus és szeptember folyamán, ami azért rendkívül meglepő, mert a modellek alapján ez a terület sokkal kevesebb fényt kap, mint a fej vagy a test egyes szabadon álló, keveset árnyékban levő részei. Ez pedig azt sugallja, hogy a Hapi-régió vagy összetételében, vagy szerkezetében jelentősen eltér a mag többi részétől, és valamiért könnyebben szabadul fel belőle a por és a víz, mint máshonnan. A Rosetta mostanáig csak az üstökös felszínének 70 százalékát fényképezte le, a déli sarkvidék ugyanis, amely nagyjából at Aten nevű régióval ellentétesen, tehát a másik „szárny” helyén található, örök sötétségben rejtőzik, és csak májustól kezdi majd megvilágítani a Nap. (A lenti ábra bal oldalán az egyes területek megvilágítottságának mértéke látható.) A déli oldal ismeretének hiánya egy kicsit megnehezíti az üstökösmag térfogatának és sűrűségének meghatározását, rendelkezésre állnak ugyanakkor a MIRO nevű mikrohullámú műszer adatai, amely ezt a régiót is alaposan feltérképezte. A kutatók szerint a jelenleg még megvilágítatlan területek valószínűleg jelentősen eltérnek az üstökös többi részéről, mivel az üstökös haladása során ezek egészen másként vannak kitéve a Nap energiájának: csak rövid ideig éri őket központi csillagunk sugárzása, akkor viszont nagyon intenzíven, ami eltérő felszíni formákat eredményezhet.
Szintén érdekes fordulatot jelent az üstökös tanulmányozásában, hogy bár a Csurjumov−Geraszimenko mostanra ismerőssé vált formája kívülről meglehetősen tömörnek tűnik, valójában meglepően „lyukacsos”. Porozitását 70−80 százalékra becsülik, ami azt jelenti, hogy a nukleusz belseje meglehetősen laza szerkezetű, és nem sokkal tömöttebb a frissen lehullott hónál. Az üstökösmag másik izgalmas és feltűnő jellegzetessége, hogy rendkívűl sötét színű. Gyakorlatilag nincsenek a felszínén árnyalatok, leszámítva az a néhány pontot, ahol fényesebb anyag hullik alá a többi résznél egy picit kevesebb vöröset tartalmazó szirtekről. Az üstökös nagy része azonban egyneműen nagyon sötét barnás-fekete, ami valószínűleg annak az eredménye, hogy a teljes felületet ugyanaz a fajta por borítja, hasonlóan a Marshoz, amelyen a folyamatos szelek eredményeként mindent egynemű por fed. A Csurjumov−Geraszimenko felszínének egyes pontjain még dűnékhez hasonló formákat is megfigyeltek a kutatók, amelyeket véleményük szerint valóban a szél formálhatott.
A dűnék
Felmerülhet a kérdés, hogy honnan származik a szél egy légkörrel nem rendelkező égitesten, és hogyan hozhat létre dűnéket közel súlytalan környezetben. A magyarázatot olyan kürtők jelenthetik, ahonnan nagy sebességgel tör elő a gáz az égitest belsejéből, átrendezve a felszíni porréteget is. A kutatók szerint, ha 300 m/s-os gázsebességgel számolnak, ez már az üstökösön is elég lehet ahhoz, hogy odébb helyezze a 100 mikorméteres porszemcséket. Ezek persze csak feltételezések, a dűnék eredetével kapcsolatban egyelőre nem jutottak konszenzusra a tudósok, akik szerint az is elképzelhető, hogy egészen más formálta ezeket az alakzatokat. Az üstökös sok olyan résszel is rendelkezik, amelyeket nem fed por. Akadnak rajta meredek lejtők és szinte függőleges sziklafalak is, a nyakat körülölelő Hathor régió 900 méter magas fala például a morfológiai vizsgálatok szerint gyakorlatilag párhuzamos a helyi gravitációs tér szerinti lefele iránnyal. Ez a terület azért is nagyon izgalmas, mert érdekes, függőleges vonalakat és kisebb teraszokat vonultat fel, amelyek belső rétegzettségre utalhatnak. A kutatók szerint sziklafal egy erősen errodálódott terület, vagyis a Hathor bepillantást enged a fej belső szerkezetébe. A függőleges repedések valószínűleg a hőingás eredményei, mivel a mag pályáján körbehaladva jelentős hőmérsékleti különbségeket tapasztal meg.
A Hapi és a Hathor
Az üstökös más pontjain is akadnak hasonló repedések, ezek közül külön figyelmet érdemel a nyak vonalában végigfutó törésvonal, amely mentén egy napon valószínűleg ketté fog törni a nukleusz. A repedés érdekessége, hogy ahogy az Anuket nevű régióból átér a Hapi lágyabb talajára, addig határozott vonala lyukak sorozatává szakadozik szét. Ennek oka feltehetően az lehet, hogy ahogy a repedés egyre szélesebbre nyílik, a Hapi laza anyaga belehullik a résbe, és részben elfedi azt. A kutatók az egyre aktívabb üstökösmagból kiáramló gázok összetételét is elemezték, és a vizsgálatok során kiderült, hogy az égitest egyes helyeken elsősorban vízgőzt, másutt főként szén-monoxidot és széndioxidot ereget a környező űrbe. Ez utóbbi anyagok hamarabb felszabadulnak a víznél, ha a Nap sütni kezdi a felszínt, az a tény azonban, hogy kitörő gázok összetétele nem mindig van összhangban a hőmérsékleti változásokkal, megerősíti azt a korábbiakban más említett megfigyelést, miszerint az égitest sokkal vegyesebb összetételt mutat a vártnál. Az üstökös jelenleg még meglehetősen nyugodt (bár az előzetesen vártnál több port veszít), de ahogy közeledik központi csillagunkhoz egyre drámaibb változások várhatók aktivitásában, a napközelség idején pedig a becslések szerint legalább százszor aktívabb lesz, mint az elmúlt hetekben volt. A következő hónapokban újabb gázkitörések várhatók, egyre több anyag hullik majd alá a szirtekről, és talán még nagyobb változások is bekövetkezhetnek. A szakértők egyetértenek abban, hogy rendkívül izgalmas lesz élőben megfigyelni, hogyan formálja át a Nap a magot.
Repedés a nyakon
Mély benyomódás a Seth-régióban
A Seth-régióban érdekes, körkörös benyomódások figyelhetők meg, amelyekhez hasonlókat már más üstökösökön (Wild 2, Tempel 1) is észleltek. Az OSIRIS felvételei alapján egyértelműnek tűnik, hogy ezek némelyikéből anyagáramok törnek elő, formálódásukkal kapcsolatban azonban egylőre csak találgatnak a kutatók. Lehetséges, hogy a kráterektől gyökeresen eltérő arányokkal rendelkező mélyedések a nukleusz létrejöttekor keletkeztek, de az is elképzelhető, hogy az égitest későbbi aktivitása következtében, vagyis anyagvesztés eredményeként alakultak ki. Az OSIRIS elég távolról ugyan, de lefényképezte az egyik ilyen mélyedés belső falát is, amelyen furcsa dudorok sorakoznak egymás mellett. A „libabőrös” faldarab egyes dudorjai nagyjából 3 méteresek, és feltehetően a mag belső szerkezetét reprezentálják, vagyis az üstökös belsejét, legalábbis ezen a részen, úgy képzelhetjük el, akár egy polisztirol gyöngyökből összeálló nikecelldarabot. Az érdekes szerkezet valószínűleg az üstökösmag képződésének nyomait őrzi, vagyis ilyen kisebb darabokból állhatott össze évmilliárdokkal ezelőtt az égitest.
Libabőrös kürtőfal
Az üstökös eredetével kapcsolatban sokat elárulhat annak kémiai összetétele is. A spektroszkópos vizsgálatok alapján összetett szerves molekulák is akadnak a felszínén, ami annyiban nem meglepetés, hogy ilyeneket már más üstösök körül is azonosítottak. A NASA Stardust nevű űrszondája 2004-ben aminosavakat talált a Wild 2 kómájában, a Rosetta első eredményei alapján azonban a Csurjumov−Geraszimenko felszínén ezeknél bonyolultabb szerves anyagok is előfordulhatnak. Olyan molekulákról van szó, amelyek nagyon nagy hidegben, erős ultraibolya fénynek és kozmikus sugárzásnak kitéve formálódnak, magyarázza Fabrizio Capaccioni, a spektroszkópos csapat vezetője. Ez pedig arra utalhat, hogy a szerves összetevők az üstökössel együtt keletkezhettek, maga az égitest pedig jóval távolabb formálódott a Naptól, mint amiről jelenlegi pályája tanúskodik, folytatja a szakértő. A megjelent tanulmányok egyike komoly magyar részvétellel íródott, és az üstöksömag magnetoszférájának kialakulási folyamatát taglalja. A Rosetta Plasma Consortium két magyar tagja, Szegő Károly és Németh Zoltán, a Magyar Tudományos Akadémia Wigner Fizikai Kutatóközpontjának kutatói kollégáikkal azt vizsgálják hogyan alakul ki az ionizált atmoszféra és a napszél találkozásánál az a határfelület, amelyen belül már az üstökös saját hatásai dominálnak. A folyamat lényege, hogy az üstökös felszínéről felszabaduló illékony anyagokat a Nap ultraibolya sugárzása és a napszél ionizálja. Az így keletkező töltött részecskékre hatással lesz a napszél elektromágneses tere, amely nagy sebességekre gyorsíthatja a molekulákat. Egy idő után az üstökös légköre annyira sűrű és ionizált lesz, hogy elektromos vezetővé válik, és elkezd ellenállni a napszélnek, vagyis a határfelületen belül egy ettől védett térrész jön létre. Ez az esemény egyelőre még nem következett be, de a szakértőket meglepte, hogy az üstökösmag épülőben levő magnetoszférája máris milyen nagy mértékben befolyásolja a napszelet. Nagyon érdekes lesz látni, hogyan épül ki a magnetoszféra a továbbiakban, hiszen ennek megfigyelése sokat elárulhat arról, hogyan jött létre a korai bolygók hasonló határfelülete, mondják a kutatók. A most publikált tanulmányok még nem tartalmazzák az üstökös felszínére leszállt és ott 57 órán keresztül adatokat gyűjtő Philae eredményeit. Az egyelőre bizonytalan, hogy anyagmintákat sikerült-e vételeznie a felszínből, bár a kutatók szerint, ha a fúrás feltehetően nem is sikerült, elképzelhető, hogy némi port begyűjtött az egyik műszer. A leszállást követően többet pattanó, végül megállapodó landolóegységet továbbra sem találják a szakértők. Decemberben a Rosetta újra megközelítette az üstökösmagot, és 18 kilométeres távolságból fotózta végig azt a régiót, ahol a Philae feltehetően tartózkodik, de a képeket átvizsgáló kutatóknak egyelőre nem sikerült azonosítaniuk az űreszközt. A szakértők szerint ugyanakkor elég jó esély van arra, hogy a meredek sziklákkal körülvett landolóegység májustól már elég energiát kap ahhoz, hogy felébredjen álmából, és felvegye a kapcsolatot a Rosettával.
Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

1. tk36
2015.01.31. 17:58
Egy-két elütés van a cikkben, de ettől függetlenül nagyon érdekes volt.

"hogy a nukleusz belseje meglehetősen laza szerkezetű, és nem sokkal tömöttebb a frissen lehullott hónál." - ez azt jelentheti - mint a cikkben is utalnak rá, hogy előbb vagy utóbb szét fog törni? Ha ez a Nap közelében történik, akkor nem lesz nagyon veszélyes ránk?
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!