Fivérem Nap, Nővérem Hold

Szerző: Bardóczné Kocsis Erzsó

A Lófej-köd, a C/2020 F3 (NEOWISE) üstökös és a Hold,
ahogy két harmadikos nebuló észleli.
Rajzolta/tervezte: Szalay Tia és Bardócz Mátyás Vince (Nógrádsáp)

A Kutatók Éjszakája keretében egyik rendezvényünk a „Fivérem Nap, Nővérem Hold” asztrofotós kiállítás volt. Rendkívüli helyzetben a képek digitalizálva lettek feltöltve Coolstarz csillagászati szakkörünk közösségi oldalára. Ebben a formában mind a mátészalkai Móricz Zsigmond Görögkatolikus Általános Iskola és Óvoda mind a nógrádsápi Fekete István Általános Iskola tanulói láthatták az égbolt csodáit. Az egyik kép ihlette meg két nógrádi kisdiák fantáziáját. A harmadikos kisdiákok munkájában hűséges földi kísérőnk valamint 2020 nyarának „sztár-jelensége” a C/2020 F3 (NEOWISE) üstökös adja hátterét a Lófej-ködnek. Már ők is tudják, hiszen a Coolstarz szakkör „utánpótlás csapatát” erősítik, hogy a téli estéken az iskolából kilépve az Orion csillagkép köszön rájuk. Bár szabad szemmel nem észlelhető, de Tia és Matyi is jól ismerik jellegzetes formáját. Edward Emerson Barnard 1919-es katalógusának 33-as sorszámot viselő objektumát 27 naptömegnyi hideg por és gáz alkotja. Komótosan, 10 km/s sebességgel délnyugat felé haladva fokozatosan lassulva kavarog 5 fényév magas oszlopa a végtelen űrben. Kis tömegű csillagkezdemények bújnak meg belsejében, míg a fiatalabb csillagok a felső peremén ragyognak. Az Égi vadász fényes öve pedig pár hétig látható égi társunk marad fagyos téli estéinken.

A Kutatók Éjszakájának asztrofotós kiállítása megtekinthető itt.

Forrás: https://www.csillagaszat.hu/a-het-kepe/a-het-csillagaszati-kepe-a-lofej-kod-az-orionban/

Becsapódási események, kráterek

Szerző: Balogh Gábor

A kráter szó a latin „crater” szóból származik, eredetije a görög „κρᾱτήρ”. Meglepő módon a szónak eredetileg nem sok köze volt a geológiához, hanem a borhoz, mert azt a keverőtálat jelentette, amiben a bort keverték. A görögök ugyanis barbár szokásnak tartották a bort tisztán inni, előszeretettel keverték vízzel, gyantával, fűszerekkel, sőt, sós tengervízzel is (1).

Görög borkeverő tál, ie. I-II század.
https://www.metmuseum.org/art/collection/search/249374

Geológiai alakzatokra a kráter szót az emberiség sokáig csak a vulkáni kráterekre használta. Galileo Galilei volt az első, aki távcsövével először nézett a Holdra 1609-ben, és pillantotta meg annak krátereit. A vulkáni kráterekhez való hasonlóságuk miatt azonban sokáig vulkanikus eredetűnek vélték azokat. Csak a XIX század legvégén kezdtek gyanakodni arra, hogy ezek lehetnek más eredetűek is (Dr. Grove Karl Gilbert, 1890) (2), valamint az első földi becsapódásos kráter (Barringer Crater) eredete csak 1960-ban lett bizonyított. E kráter körüli kutatások és viták nagymértékben hozzájárultak a kráter-keletkezés megértéséhez. De mi is volt ebben a történetben a rendkívüli?

Barringer Meteor Crater, Arizona

Az 1200 méter átmérőjű, és 170 méter mély kráter Arizonában található. Köznapi neve Meteor Crater, a geológusok inkább Barringer Craternek nevezik, de sok más néven is ismert. 50.000 éve keletkezett, a pleisztocén időszakban. Bár az erózió 10-20 méterrel lecsökkentette a kráter peremét, a száraz sivatagi klíma és a képződmény relatív fiatal kora miatt a kráter nagyon jó állapotban maradt fent napjainkig. Az indiánoknak természetesen mindig is ismert volt, a fehér telepesek azonban csak a XIX. században fedezték fel. Eleinte vulkanikus eredetűnek tartották az akkor Coon Mountainnak nevezett krátert.

1891-ben Albert E. Foote mineralógus a kráter környékén talált vasdarabokról bebizonyította, hogy ezek vasmeteoritok (3). Ugyanebben az évben, Grove Karl Gilbert viszont ennek ellenére arra a következtetésre jutott, hogy a kráter vulkanikus eredetű (4). 1903-ban egy mérnök és üzletember, Daniel M. Barringer, azt feltételezte, hogy a krátert egy hatalmas vastömeg becsapódása okozhatta. Elgondolása szerint ez a hatalmas vastömeg – akkor 100 millió tonnára becsülték) a kráter mélyen rejtőzhet, kisebb részét, kb. 30 tonnát eddig meg is találtak belőle a kráter környékén. Ekkor még természetesen nem volt ismert a tudomány előtt a kráterképződés természete, tehát, hogy a becsapódó tömeg elpárolog az ütközéskor. Barringer vállalata, a Standard Iron Company, 27 évet töltött a vastömeg felkutatásával, melynek értékét akkoriban milliárd dollár nagyságrendűnek gondolták. Barringer semmit sem talált a kráter mélyén.

Harvey H. Nininger, a híres meteorit-kutató 1942-ben publikálta azt a hipotézisét, miszerint a krátert egy aszteroida becsapódása okozta (5). Végre 1960-ban Eugene Shoemakernek sikerült bizonyítania Nininger hipotézisét, azzal, hogy coesitet találtak a kráterben, mely csak extrém nagy nyomáson és magas hőmérsékleten keletkezik kvarcból (6).

De miért nem talált Barringer vasat a kráter mélyén? Mi történt ezzel a hatalmas vastömeggel a becsapódás pillanatában? Becsapódási kráternek (asztroblémának) nevezünk minden olyan mélyedést, mely robbanással keletkezik. Fontos megérteni, hogy hogyan is zajlik egy ilyen becsapódás. A világűrben kozmikus sebességgel keringenek az égitestek, kozmikus sebességgel is ütköznek egymással. Ütközésnél pedig a sebesség a kulcsszó, hiszen a kinetikus energia, a mozgásban levő testek energiája Ek=1/2m*v2.

A becsapódáskor az űrből érkező test 12-72 km/h sebességgel ütközhet a talajjal, mozgási energiáját néhány századmásodperc alatt átadja lökéshullám formájában. A becsapódó test sebessége nagyobb, mint a közeg hangsebessége, a lökéshullámfront a becsapódó test előtt koncentrálódik. A lökéshullám a becsapódó testre is visszahat, azt is elpárologtatja. A becsapódás epicentrumában a hőmérséklet a több ezer fokot is meghaladhatja.

Természetesen nem minden kozmikus test érkezése okoz krátereket, és ez nem kizárólag, de elsősorban az űrből érkező test tömegétől függ. Egy leegyszerűsített ábra a négy lehetséges kimenetelről (a szerző saját képei):

  1. Kis tömegű részecskék a légkörbe érkezve elpárolognak (meteor-jelenség).
  2. Közepes tömegűek lefékeződnek a légkörben, szabadeséssel, meteoritként érkeznek a talajra.
  3. Nagyobb tömegnél (aszteroidák) a légkörben nem lassulnak le jelentősen, kozmikus sebességgel becsapódva megsemmisülnek, és kráter keletkezik a becsapódás helyén.
  4. Nyomás- és hőmérsékleti-feszültségek, porózus szerkezet, vagy egyéb okok miatt becsapódás előtt felrobbannak a légkörben.

Az első esetben természetesen nem ér talajt a részecske, de az űrben, a légkörünk fölött, ezekkel a részecskékkel is számolni kell, hiszen kozmikus sebességgel becsapódva már létrehozhatnak krátereket a különféle űreszközökön (8). Légkör nélküli égitesteken hasonló a helyzet.

Második: a közepes tömegű testek a légkörbe érve felizzanak, majd lefékeződnek. Az úgynevezett sötét repülési szakaszban már szabadeséssel közelítik meg a talajt. Krátert ilyenkor már nem hoznak létre, legfeljebb kisebb-nagyobb mélyedést, de sokszor azt sem. Ezeket ne tévesszük össze az igazi kráterekkel, ahol a becsapódó test megsemmisül. Ezeket a gödröket, mélyedéseket, pit, pit crater vagy penetration crater néven is említik.

A legnagyobb meteorit, a 80.000 éves Namíbiai Hoba meteorit (10), mely több mint 61 tonna tömegű. Az atmoszféra itt is jelentősen lelassította, tehát szabadeséssel csapódott be, kb. 1200 km/h sebességgel.

A namíbiai Hoba meteorit

Harmadik: nagyobb tömegnél (aszteroidák) a légkörben nem lassulnak le jelentősen, kozmikus sebességgel becsapódva krátert hoznak létre a becsapódás helyén. Ez az adott égitest légkörétől függ, hiszen ritkább légkörű égitesten, pl. a Marson, aránylag kisebb tömegű sziklák is létrehozhatnak krátereket. A becsapódási krátereknek többek között két nagyobb fajtájukat figyelhetjük meg: az egyszerű és a komplex krátereket. Az egyszerű kráterek kisebbek, egyszerű tál alakúak. A Földön 3-6 km felett már gyakran komplex kráterek jelenhetnek meg, tehát egy központi csúcs keletkezik. Ezt a központi kiemelkedést a robbanás lökéshulláma által okozott nyomás megszűnése után a rugalmasan visszapattanó aljzat hozza létre. A még nagyobb kráterek esetében sokszor a központi csúcsot már felváltja egy bonyolultabb, gyűrűkből álló szerkezet.

A 80 kilométeres Daedalus komplex kráter a Holdon. Jól láthatóak körülötte
a kisebb, egyszerű kráterek.
A 83 kilométeres Tycho kráter 2 km magas központi csúcsa

Nem beszélhetünk becsapódási eseményről úgy, hogy nem említjük a 66 millió évvel ezelőtti Chicxulub-krátert létrehozó és az úgynevezett K–Pg (kréta-paleogén) tömeges kihaláshoz kapcsolódó becsapódást. A Yucatán-félsziget északi részén levő 170-200 kilométeres krátert 1978-ban fedezték fel kőolaj után kutatva. A becsapódó kisbolygó nagyjából 10-16 kilométeres lehetett, becslések szerint 400 zettajoule (4×1023 joule) energiát szabadított fel. A száz méter magas megacunami nyomait számos helyen felfedezték, éppúgy, mint a robbanás által létrehozott üvegcseppeket, tektiteket is. 1980-ban fedezték fel a K–Pg (kréta-paleogén) geológiai korok határát jelző kőzetréteget, mely a robbanás hatására elpárolgott földi anyag és a becsapódó aszteroida leülepedett anyagának keveréke.

Valószínűsíthető, hogy mintegy 160 millió évvel ezelőtt a 298 Baptistina nevű kisbolygó szétdarabolódott, és fragmentjei más égitestekkel ütköztek. Ezek eredményei többek között a földi Chicxulub-kráter és a holdi Tycho-kráter (28). A dolog fontossága azonban az eseményhez köthető tömeges kihalás (29). A robbanás által a légkörbe juttatott hatalmas mennyiségű por leárnyékolva a napsugárzást, meggátolta a fotoszintézist. A fajok mintegy 75%-a pusztult ki, többek között minden dinoszaurusz-faj is. A tengerekben még nagyobb volt a pusztulás – a planktonok 90%-a pusztult ki, a tengeri tápláléklánc összeomlott.

A Chixulub-kráter radar-topográfiája

Noha keletkezésükben a vulkanizmus is szerepet játszott, a holdi tengerek is becsapódásos eredetűek. Ezek a hatalmas, megszilárdult láva alkotta síkságok 3,1 – 3,9 milliárd évvel ezelőtt keletkeztek, szinte kizárólag a Hold Föld felőli oldalán. Ennek az volt az oka, hogy a Föld felőli oldalon a holdkéreg vékonyabb, itt a nagyobb aszteroidák át tudták ütni azt, szemben a túlsó oldallal, ahol vastagabb volt a kéreg. Keletkezésük két lépcsőben történt: először a becsapódás hatására megolvadtak az ott lévő kőzettömegek, majd a mélyből feltörő bazaltos láva töltötte fel a hatalmas mélyedéseket (15).

Mare Crisium a Lunar Reconnaissance Orbiter felvételén

Negyedik: felrobban a légkörben, még a becsapódás előtt. Erre a legismertebb példa a híres Tunguszka-esemény. 1908. június 30–án reggel, 7 órakor Szibériában, az Alsó-Tunguszka és a Léna folyó közti területen egy hatalmas robbanás történt. A robbanást okozó 65 méteres objektum viszonylag lapos (5–22 fokos) szögben hatold be a légkörbe, majd kb. 8 kilométer magasságban felrobbant. A robbanás energiáját 10–20 megatonnásra becsülik, mintegy 2150 km2 területet tarolt le. Bár becsapódási kráter nem keletkezett, az esemény impakt eseménynek számít (19). Mivelhogy a becsapódó test a légkörben robbant, nagyobb darabjai nem maradtak, de a helyszínen talált szferulák izotóparányai a kondritokéhoz vannak közel. Későbbi kutatások valószínűsítették az objektum jeges planetezimál, üstökös (2P/Encke) eredetét (21, 22, 23).

A letarolt tajga, Leonid Kulik 1931-es felvétele

Ehhez a ponthoz tartozik tulajdonképpen minden olyan becsapódási esemény, mely az óriásbolygókon történik. A gázóriásokon (Jupiter és Szaturnusz) nincs szilárd felszín, a légkör fokozatosan megy át egyre sűrűbb és sűrűbb rétegekbe. Hasonló a helyzet a hatalmas légkörrel bíró jégóriásokon is (Uránusz, Neptunusz). A Shoemaker–Levy 9 (SL9) üstököst Eugene Shoemaker és David Levy csillagász fedezték fel 1993 márciusában. Az üstökös ekkor már a Jupiter körül keringett, számítások szerint az valamikor a 60-as, 70-es években változtatta meg pályáját. Egy évvel a felfedezés előtt, 1992-ben szakíthatta szét a Jupiter árapályereje 1-2 kilométeres darabokra. Az üstökös fragmentjei 1994. július 16. és 22. között csapódtak be a Jupiterbe, 60 km/s sebességgel. A legnagyobb becsapódások nyomai ezután még hónapokig megfigyelhetőek voltak. A legnagyobb becsapódás július 18-án következett be, amikor az üstökös „G” fragmentje csapódott be. Mintegy hatmillió megatonnás robbanást idézett elő, egy hatalmas 12 000 km-es sötét foltot hagyva a bolygó légkörében.



Források:

  1. Az ókori görögök és a bor, http://borneked.hu/borlexikon/bortudomany/bortortenelem/okor/az-okori-gorogok-es-a-bor.html
  2. Reflections on the Legacy of Grove Karl Gilbert, 1843–1918, https://eos.org/features/reflections-on-the-legacy-of-grove-karl-gilbert-1843-1918
  3. Foote, A. E. (1891). “A new locality for meteoric iron with a preliminary notice of the discovery of diamonds in the iron”. American Journal of Science. 42 (251): 413–417
  4.  Crater History: Investigating a Mystery. The Barringer Crater Company.
  5. Nininger, Harvey Harlow (1942). A Comet Strikes the Earth. El Centro, California: Desert Magazine Press
  6. Coesite, Mindat, https://www.mindat.org/min-1104.html
  7. Impact Craters, https://planetangtagalog.blogspot.com/2013/02/impact-craters_17.html
  8. Salyut 7/Kosmos 1686 Helium Tank: https://fernlea.tripod.com/tank.html
  9. Meteorites in-situ, https://www.meteorite-recon.com/home/meteorite-documentaries/meteorites-in-situ
  10. Hoba meteorite, https://geulogy.com/hoba-meteorite-iron/
  11. Moon Craters, https://www.sciencesource.com/archive/Apollo-11–Moon-Craters–1969-SS21884630.html
  12. Daedalus Crater, https://www.nasa.gov/multimedia/imagegallery/image_feature_25.html
  13. Dramatic Sunrise Over Moon’s Tycho Crater, https://www.wired.com/2011/06/tycho-crater-sunrise/
  14. Lunar Maria, https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/lunar-maria
  15. Bonnie J. Buratti, in Encyclopedia of Physical Science and Technology (Third Edition), 2003
  16. Mare formation on the Moon, https://ase.tufts.edu/cosmos/view_picture.asp?id=1070
  17. Lunar Reconnaissance Orbiter,
    https://www.nasa.gov/mission_pages/LRO/multimedia/lroimages/LROMoonImages_archive_1.html
  18. Tunguska, https://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2008/30jun_tunguska
  19. Nemiroff, R.; Bonnell, J., eds. (14 November 2007). “Tunguska: The Largest Recent Impact Event”. Astronomy Picture of the Day. NASA. Retrieved 12 September 2011
  20. Lyne, J. E.; Tauber, M. (1995). “Origin of the Tunguska Event”. Nature. 375 (6533): 638–639
  21. Cornell University (24 June 2009). Space Shuttle Science Shows How 1908 Tunguska Explosion Was Caused By A Comet
  22. Kresak, L’ (1978). “The Tunguska object – A fragment of Comet Encke”. Astronomical Institutes of Czechoslovakia. 29 (3): 129, http://adsabs.harvard.edu/full/1978BAICz..29..129K
  23. On the possible relation between the Tunguska bolide and comet Encke, https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0032063397000056
  24. LiveScience, https://www.livescience.com/tunguska-impact-explained.html
  25. New evidence of meteoritic origin of the Tunguska cosmic body, https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0032063313001116
  26. Hubble Space Telescope felvétele a “G” fragment becsapódásáról, https://www2.jpl.nasa.gov/sl9/image112.html
  27. “Chicxulub”. Earth Impact Database. Planetary and Space Science Centre University of New Brunswick Fredericton. Retrieved December 30, 2008.
  28. Claeys P, Goderis S (2007. szeptember 5.). „Solar System: Lethal billiards”. Nature 449, 30–31. o
  29. Understanding the K-T boundary, https://www.lpi.usra.edu/science/kring/Chicxulub/

Vulcan, a sosemvolt bolygó – újratöltve

Bolygótudományi portálunk, a Planetology.hu szakmai közreműködésével január 18-án hétfőn 18:00 órakor a Galileo Webcast tudományos tartalomszolgáltató csatornán folytatódott a virtuális térben a Gothard Jenő Csillagászati Egyesület (GAE) XLI. Megyei Csillagászati és Űrkutatási Hetek programsorozata. Felelős szerkesztőnk, Kovács Gergő geográfus, tudományos újságíró (Planetology.hu felelős szerkesztő, Parallaxis online szerkesztő és blogszerző), “Vulcan, a sosemvolt bolygó” címmel tartott előadást.




A Rümker-plátó vidéke az Oceanus Procellarumban, a kínai holdszonda leszállóhelye

Szerző: Tóth Imre

A kínai holdkutatás Chang’e–5 programja jelentős eredménnyel zárult: csaknem 2 kg (a földön elvégzett mérések szerint 1731 gramm) holdi kőzetmintával a fedélzetén sikeresen földet ért Kína első olyan holdszondája, ami holdi anyagmintával tért vissza a Földre. Mint ismeretes, a landolás 2020. december 16-án 17:59 világidőkor (közép-európai zónaidőben 18:59-kor, helyi időben már 17-én késő éjjel) történt a terveknek megfelelően Belső-Mongóliában, Kína északi részén.

Már régóta nem volt olyan űrmisszió, amely a Holdról kőzetmintát hozott volna a Földre. Ugyanis a Chang’e-5 sikeres küldetésével 44 év után ez az első olyan űrszonda, amely holdi talajmintát juttat el a Földre, mert ezt megelőzően 1976-ban a szovjet Luna-24 gyűjtött 170,1 gramm holdi talajmintát a Mare Crisium (Válságok tengere) területéről. A három automatikusan talajmintát gyűjtő szovjet holdszonda (Luna-16, 20 és 24) összesen mintegy 300 gramm holdi anyagmintát hozott a Földre, ami eltörpül a Chang’e-5 sikere esetén Földre visszajutó teljes mintához képest. (Ne feledjük azonban azt, hogy azóta nagyot fejlődött az űrtechnológia!). Ezzel Kína is csatlakozhat a holdi anyagmintát a Földre eljuttatni képes űrnagyhatalmak, a Szovjetunió/Oroszország és az Egyesült Államok mellé. Az 1. ábra az eddigi holdfelszíni anyagminta gyűjtési helyeket mutatja be a három szovjet/orosz, talajmintákkal visszatérő holdszonda leszállási helyével (Luna-16, 20 és 24), valamint a hat Apollo emberes holdexpedíció leszállási helyével (A11, 12, 14, 15, 16 és 17).

1. ábra
A Holdon eddig végzett talajminta gyűjtési helyek, ahonnan a begyűjtött mintákat a Földre eljuttatták: a szovjet/orosz holdszondákkal (sárga tele négyzetek), az Apollo-program emberes holdexpedíciók helyei, (kék tele négyzetek) valamint a kínai Chang«e-5 holdszonda tervezett mintagyűjtési területe (piros téglalap), ami a Rümker-plátó (Mons Rümker) vidékén van. Az első kínai holdjáró (Yutu-1 vagy „Jáde nyúl”), a Chang´e-3 (CE 3, piros tele négyzet) is jelölve van)(forrás:  USGS, NASA, Y.Q. Qian és mások 2018, JGR E, ábra: E. Otwell, ScienceNews.org, 2020. december 1.).

A Chang’e-5 leszállóhelye a Hold Oceanus Procellarum holdrajzi északkeleti pereménél fekvő Mons Rümker (Rümker-hegy, Rümker-dombok, Rümker-plátó) közelében van. Nem közvetlenül a Rümker-hegyen, mert ott a várhatóan egyenetlen, dimbes-dombos felszín nehéz terepviszonyokat jelentene, és veszélyeztetné a sima leszállást, illetve a mintagyűjtést és a visszaindulást, egyszóval az egész küldetést. Ezért a leszállóhelyet a Rümker-hegytől keletre, az Oceanus Procellarum egy viszonylag simább felszínű vidéken jelölték ki. A Chang´e-5 leszállóhelyének holdrajzi koordinátái: északi szélesség 43,1 fok, nyugati hosszúság 51,8 fok. A leszállóterület helyét mutatja a holdtérképre bejelölve a 2. ábrán (Dickinson, 2020).

2. ábra
A Chang´e-5 leszállóhelye a Rümker-plátótól a Hold felszínén észak-kelet felé az Oceanus Procellarum északi vidékén. Az Oceanus Procellarumtól keletre (a képen jobbra) a Mare Imbrium és annak pereménél a Jura-hegység jellegzetes karéja látható (forrás: USGS, Sky and Telescope online, 2020. december 3., David Dickinson).

A NASA LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) LROC NAC (kislátószögű) kamerája részletes felvételén azonosítható a Chang´e-5 leszállóegysége a Hold felszínén (4. ábra).

3. ábra
A Chang´e-5  leszállóegysége a Hold felszínén a kijelölt négyzet közepén látható fényes folt a NASA LRO Hold körüli keringő szondája kislátószögű kamerája (LROC/NAC) 2020. december 2.  14:53:55 UTC-kor készült felvételén. A négyzet alakú teljes kép egy oldalának mérete 1210 méter (LROC NAC M1361560086R, NASA/GSFC/Arizona State UniversityNASA, SESE/ASU).

A Mons Rümker Carl Ludwig Christian Rümker (1788-1862) német csillagászról kapta a nevét, aki többek között a déli égbolt csillagainak katalogizálását végezte. Mintegy 70 km kiterjedésű fiatal, 1,2 milliárd éves (Qian és mások, 2018), kompakt, elszigetelt pajzsvulkáni alakzat. Legfeljebb 1100 méter magas, de feltűnő, mintegy 30 kisebb-nagyobb vulkáni lávadóm alkotta főként extrúziós, azaz sűrű lávaanyag lassú felszínre ömlése által kialakított kiemelkedés a Viharok Óceánja sima felszínéből. A felszínre került lávaanyag mintegy 1800 köbkilométer térfogatúnak becsülhető. Mindezek alapján a Rümker közelében landolt Chang’e-5 a Hold felszínének egy viszonylag fiatalabb vidékéről gyűjt majd mintát, míg a korábbi szovjet mintavevő szondák és az Apollo emberes holdexpedíciók jóval régebbi, a Hold kialakulásának és korai történetének időszakából származó mintákat gyűjtöttek. Az Apollo-15 felvétele a Rümker-platót és vidékét mutatja (4. ábra).

4. ábra
A Rümker-hegy (Mons Rümker) a Hold körül 105 km magasságban keringő Apollo-15 parancsnoki moduljából egy Hasselblad kamerával készült felvételen. A Rümker-hegy előterében a Rümker E kráter látható (forrás: NASA Apollo-15, AS15-97-13252).

A Rümker-plátót és vidékét tartalmazó Oceanus Procellarum egy mintegy 3200 km átmérőjű nagy medence (Procellarum Basin vagy Procellarum-medence) része.  Korábban azt tartották, hogy maga a Procellarum Basin egy nagy becsapódási medence. Ezt látszottak alátámasztani a japán Kaguya/SELENE (SElenological Engineering Explorer) holdszonda spektrális térképezési megfigyelési adatai is. Ugyanis a 2007-2009. között a Hold körül keringett Kaguya méréseiből meghatározott ásványi összetételére alapozták (Nakamura és mások, 2012). A mérések alacsony kalcium tartalmú piroxén ásványokat mutattak ki, amelyek tipikusan egy nagy becsapódás során megolvadt holdi kéreg és köpeny megolvadt anyagának keveredéséből alakult ki vagy pedig a már régebben differenciálódott (fajsúly szerint elkülönült) holdi magma óceán anyagából. Egyébként a Kaguya spektrális méréseiből nemcsak az Oceanus Procellarum, hanem a Mare Imbrium, valamintt a South Pole Aitken Basin – ami egy hatalmas holdi becsapódási medence – területén is kimutatható volt az alacsony kalcium tartalmú piroxén, ami ezeknek a területek becsapódási eredetére utal.

Azonban ma már úgy tartjuk, hogy az Oceanus Procellarum nem becsapódási eredetű, hanem a régmúltban a Hold fokozatos kihűlése az égitest összehúzódását eredményezte. Erre a következtetésre a NASA Hold körül keringett GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory) részletes gravitációs térképei elemzésével derült fény (Andrews-Hanna és munkatársaim 2014). A Hold nagy felbontású, részletes gravitációs térképe a nehézségi gyorsulás helyi változásairól ad információt. A tömegvonzás kis mértékű, de kimutatható változásai a holdkéreg sűrűségének és vastagságának eltéréseit rajzolják ki. Meglepő felfedezés volt, hogy a Procellarum óriási lávamedencét nem körívekkel közelíthető perem veszi körül, hanem egyenes vonalakból álló, egymással szögekben találkozó, „szögletes”, sokszög alakzatban húzódó gravitációs anomáliák sorozata határolja, mélyen eltemetve a jelenlegi bazaltréteg alatt. A GRAIL mérései valójában egykori hasadékvölgyeket rajzolnak ki, amelyeket a régmúltban nagy tömegsűrűségű bazaltláva töltött ki, így a gravitációs térképeken ezek nagyobb tömegvonzású helyek. A 4. ábra a Hold Procellarum-medencét (Procellarum Basin) mutatja a GRAIL holdszonda gravitációs méréseiből azonosított régi hasadékvölgyek elhelyezkedését mutatja, ezen belül a Rümker-plátó és annak közelében a Changé-5 leszállóhelye az Oceanus Procellarum északkeleti részén két kisebb  hasadékvölgy között helyezkedik el (5. ábra).

5. ábra
A Procellarum Basin határait egykori hasadékvölgyek jelölik ki a GRAIL holdszonda mérései által meghatározott nagyobb tömegvonzási helyeknél, ahol a felszín alatt nagyobb sűrűségű ősi lávaanyag halmozódott fel. A Rümker-plátó és a Chang´e-5 leszállóhelye a holdkorong bal felső részén található az Oceanus Procellarum északkeleti részén (forrás: Gibney, 2014).

Hogyan keletkeztek ezek a hasadékvölgyek a Holdon? A Hold kialakulása után fokozatosan kihűlt égi kísérőnk és egyre nagyobb része szilárdult meg, bizonyos elemek felgyűltek a magmában a kéreg és a köpeny határán, olyanok, mint a kálium, foszfor, ritkaföldfémek (a Holdon ezeknek van egy összefoglaló neve: KREEP, K, Rare-Earth Elements and P), illetve az urán és tórium. A KREEP magma a Hold néhány területén halmozódott fel, elsősorban az Oceanus Proellarum alatt. Ez az anyag igen gazdag volt radioaktív izotópokban, ezek bomlása pedig eleinte a környező kéreghez képest melegebben tartotta. A radioaktív fűtőanyag elfogyásával azonban gyorsabban is hűlt le, mint a környezete, hirtelen eltüntetve akár 600 foknyi különbséget is. Ez a lehűlés deformációkat hozott létre a felszínközeli kőzetanyagban, aminek két következménye volt a területen: 1.)  a köpeny felső része, illetve a kéreg megfeszült (deformációs feszültségek léptek fel), elvékonyodott, valamint 2.) a  területet határoló széleken berepedezett (itt a kérget alkotó kőzetanyag hőtani és mechanikai tulajdonságai játszottak alapvető szerepet a deformációk, feszültségek mértékének meghatározásában, kialakításában).

A Rümker-plátó környékén végzett anyagmintagyűjtéshez nyilván hasznos információ lehet, hogy milyen kémiai és ásványi összetételű minta várhatók. Előreláthatólag nagy valószínűséggel sok egykori holdi vulkáni kőzetek alkotók lesznek a gyűjtött mintában, hiszen az Oceanus Procelárum területén sok a vulkáni dóm és mag a Rümker is egy dóm-komplexum, valamint a már említett hasadékvölgyek is sok belső lávaanyaggal vannak feltöltve. A Rümker-plátó vulkáni aktivitását és annak időbeli alakulását geomorfológiai vizsgálatok alapján álltapították meg a NASA LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) NAC (Narrrow Angle Camera) nagy felbontású kamerája által készített felvételek elemzésével (Li és mások, 2020). E szerint a Rümker-plátó kialakulása négy vulkánossági  időszakaszra osztható: 3,74, 2,70,3,53 és 3,49 milliárd évvel ezelőtt voltak ezek a periódusok (Li és mások, 2020). Érdekesség, hogy a Rümker-plátó közelében levő Chang´e-5 leszállóhelyén a felszín ezeknél jóval fiatalabb, mintegy 1,2 milliárd éves. Tehát érdekes lesz összehasonlítani az LRO és más holdszondák méréseiből, valamint földi megfigyelésekből a Rümker-plátóra és vidékére meghatározott kémiai és ásványi összetételt a Chang´e-5 holdszonda által gyűjtött minta összetételével.

A Holdon a régmúltban végbement vulkáni aktivitás, az ennek következtében  az Oceanus Procellarum adott területén képződött mare bazalt, valamint az azóta történt felszíni átalakulások határozzák meg a holdszonda által begyűjtött anyagok kémiai és ásványi összetételét. A Rümker-plátó vidéke alatt a holdkéreg és köpeny határáig terjedő rekonstruált metszetet a 6. ábra mutatja (Chisenga és mások, 2020).

6. ábra
A Rümker-hegy környezetében a holdkéreg és köpeny határa, vlamint a felszín alatti egykori magmakamra és a felszínre vezető lávacsatornák elhelyezkedése a holdrajzi északi szélesség 40,8 fok mentén a holdrajzi nyugati hosszúság 57,5 fok és 61,4 fok között felvett metszeten 0-40 km mélység között a felszín alatt (Chisenga és mások, 2020).

Mivel a Chang´e-5 leszállóhelyén a Rümker-plátó mintegy 3,5 milliárd éves korához képest jóval fiatalabb, mintegy 1,2 milliárd éves korú, ezért is fontos a gyűjtött minták laboratóriumi vizsgálata, mert a Holdnak ezen vidékén a köpeny és kéreg, valamint a felszín fejlődésére, alakulására nyomon követhető lesz, továbbá a Hold más területéről hozott és a jövőben gyűjtött mintákkal is összehasonlítható lesz.  A Chang’e-5 útja előtti vizsgálatok (földi megfigyelések, illetve korábbi holdi kőzetminták) alapján feltehetően TiO2 és FeO, valamint tórium tartalmú kőzetek és piroklasztikus lerakódások borítják az Oceanus Procellarum és más mare vidékeket. Az Oceanus Procellarum a többi mare területhez képest ebben a tekintetben kissé eltérhet, mert anomális Procellarum-KREEP Terrain (PKT) összetételt tartalmaz (Qian és mások, 2020). Tehát éppen a terület fiatal kora miatt és feltehetően ilyenből hozott mintát a Chang´e-5. Várjuk a legújabb holdi anyagminta vizsgálatának eredményeit.



Források:

Andrews-Hanna, J.C., Besserer, J., Head, J.W. III. és mások 2014, Nature 514, Issue 7514, 68-71.

Chisenga, Ch., Yan, J., Zhao, J. és mások 2020. JGR E, No. 1, JE005978, 25pp.

Dickinson, D. 2020. China’s Chang’e 5 Collects Samples, Departs from the Moon (Sky and Telescope online, 2020. december 3.) https://skyandtelescope.org/astronomy-news/chinas-change-5-collects-samples-departs-from-the-moon/

Gibney, E. 2014 October 1. Nature News.

Nakamura, R. és mások 2012. Nature Geoscience 5, 775-778.

China is about to collect the first moon rocks since the 1970s (ScienceNews, 2020. december 1.) https://skyandtelescope.org/astronomy-news/chinas-change-5-collects-samples-departs-from-the-moon

Li, B., Zhang, J., Yue, Z. és mások 2020. Geomorphology 358. article id. 107114, 13pp.

LRO/LROC (NASA/GSFC, SESE/ASU, Arizona State University) Posts, No. 1172. lroc.sese.asu.edu/posts/1172

Qian, Y.Q., Xiao, L., Zhao, S.Y. és mások 2018. JGR E, No. 6, 1407-1430.

Qian, Y.Q, Xiao, L., Head, J.W. III. és mások 2020. DPS 52, No. 6 e-id 2020n6i302p01.



További információ, kapcsolódó internetes oldalak:

Barátságért holdkőzet? http://www.urvilag.hu/kina_a_vilagurhben/20210104_baratsagert_holdkozet

Bolygós rövidhírek: holdi por a Földön http://www.planetology.hu/bolygosh-rovidhirek-holdi-por-a-foldon/

Chang´e-5: teljes siker! http://www.planetology.hu/change-5-teljes-siker/

Sikeresen visszatért a kínai holdszonda: 44 év után ismét kőzetminták érkeztek égi kísérőnkről https://www.csillagaszat.hu/hirek/sikeresen-visszatert-a-kinai-holdszonda-44-ev-utan-ismet-kozetmintak-erkeztek-egi-kiseronkrol/

Kőzetmintáért indult a legújabb kínai holdszonda és vasárnap már pályára is állt a Hold körül https://www.csillagaszat.hu/hirek/kozetmintaert-indult-a-legujabb-kinai-holdszonda-es-vasarnap-mar-palyara-is-allt-a-hold-korul/

GYORSHÍR: A Hold körül a Csang’e-5 http://www.urvilag.hu/kina_a_vilagurben/20201128_gyorshir_a_hold_korul_a_csang%E2%80%99e5

Bolygós rövidhírek: Folytatódott a Ryugu kisbolygó mintáinak elemzése

Szerző: Rezsabek Nándor

A Ryugu kisbolygóról hazahozott minta. Fotó: JAXA

A JAXA, a Japán Űrügynökség tájékoztatása szerint a Hayabusa-2 űrszonda által a (162173) Ryugu kisbolygóról begyűjtött, utóbb a Földre sikeresen visszahozott kőzet- és talajminta további eltérő szemcseméretű, az elemzések során most feltárt frakciót is tartalmaz. A laboratóriumi vizsgálatok, majd az ezekből következő kutatási eredmények újabb információkkal szolgálhatnak a Naprendszer eredetére vonatkozóan.

A Nagy Testvér titkai – online előadás a Galileo Webcaston

Szerző: Gothard Jenő Csillagászati Egyesület

Bolygótudományi portálunk, a Planetology.hu szakmai közreműködésével január 11-én hétfőn 18:00 órakor a Galileo Webcast tudományos tartalomszolgáltató csatornán folytatódik a virtuális térben a Gothard Jenő Csillagászati Egyesület (GAE) XLI. Megyei Csillagászati és Űrkutatási Hetek programsorozata. Horváth István, a GAE egyesületi titkára “A nagy testvér titkai – a Jupiter és holdjainak megismerése az ókortól a napjainkig” címmel tart előadást

Bolygós rövidhírek: két fontos missziót hosszabbítottak meg

Szerző: Kovács Gergő

A NASA két fontos bolygókutató missziót folytatásában állapodott meg: a Jupitert vizsgáló Juno és a Mars geológiáját kutató InSight küldetés kapott hosszabbítást.

A Juno 2025 szeptemberéig, az InSight 2022 decemberéig kapott “haladékot”.
Forrás: NASA/JPL-Caltech

A Juno, mely a Jupiter magnetoszféráját, belső szerkezetét vizsgálja és, amely felfedte, hogy a bolygó légköre messze komplexebb, mint ahogy azt eddig a tudósok feltételezték, most 2025 szeptemberéig (vagy a szonda élettartamának végéig, bármelyik is jöjjön előbb) kapott plusz időt, mellyel lehetősége lesz nemcsak a bolygó további tanulmányozására, de a Jupiter gyűrűje, illetve a belső három Galilei-hold, az Io, Europa és Ganymedes tanulmányozására is, utóbbiak esetében közeli átrepülésekkel a holdak “felett”.

Az InSight, mely a Mars belső szerkezetét, tektonikáját, a bolygó kérgének és köpenyének jellemzőit hivatott feltárni, 2022 decemberéig kapott haladékot. A hosszabbítás fő célja egy hosszú-távú jó minőségű “marsrengés-adatsor” összeállítása, melyhez az űrszonda időjárásjelző állomásának adatait is felhasználják.

Forrás: NASA/JPL

Ma indul a XLI. Megyei Csillagászati és Űrkutatási Hetek programsorozat!

Szerző: Gothard Jenő Csillagászati Egyesület

Január 4-én hétfőtől startol 5 héten át a XLI. Megyei Csillagászati és Űrkutatási Hetek programsorozat. Rendhagyó módon, ezúttal online előadások formájában, minden hétfőn este. Az előadások a Planetology.hu közreműködése mellett a Galileo Webcast segítségével mindenki számára elérhetőek lesznek az interneten!Az érdeklődőknek az adott előadás idején a www.galileowebcast.hu címre kell lépni, a főoldalon máris nézhető a videóközvetítés.Az alábbiakban olvasható az előadások időrendje. Szeretettel várunk minden érdeklődőt a programsorozat előadásaira!

A Ceres „220 éves”

Szerző: Csaba György Gábor

Előzmények

Évezredek óta folyik a világ szerkezetének, mozgásainak kutatása. Ezalatt sokat változott már a „világ” fogalma is. Kezdetben talán csak magát a Földet jelentette, majd az égitesteket is beleértették. A kutatás hajtóereje nem puszta kíváncsiság volt, hanem gyakorlati szempontok is. Egyrészt szükség volt naptárra az időbeli tájékozódáshoz a mezőgazdaságban (és a közigazgatásban), de a naptárkészítés még ma sem könnyű feladat. Viszont felismerték, hogy a Nap járása irányítja a napszakok és az évszakok váltakozását, s az égi mozgások szabályosságait figyelve az ég mintegy naptárként használható. Hasonlóképpen segítik az égitestek a térbeli irányok kijelölését is, ami szintén szükséges és hasznos dolog. Másrészt az égitesteket istenként tisztelték, járásukban a földi események előjeleit keresték, ezért megfigyeléseiket gondosan följegyezték – évezredekkel később élt csillagász utódaik nagy örömére. Már időszámításunk kezdete előtt több ezer évvel Fölfedezték a szabad szemmel látható bolygókat is.

Az egyiptomiak, bár az egész világot meglehetősen kicsinynek gondolták, már tudták, hogy a Hold van legközelebb a Földhöz, és helyesen állapították meg a bolygók, valamint a Nap távolságának sorrendjét. Talán a Föld gömb alakját is ismerték.

A görög Eratoszthenész (kb. i. e. 190-125) meglehetősen jó közelítéssel meghatározta Földünk nagyságát; később Hipparkhosz (kb. i. e. 190-125) a holdfogyatkozások megfigyelése alapján geometriai úton sikeresen meghatározta a Hold méretét és a Földtől mért távolságát. A többi égitest távolságára azonban csak igen pontatlan becslések léteztek; Arisztarkhosz (kb. i. e. 310-230) úgy mérte, hogy a Nap mintegy 19-szer van messzebb, mint a Hold – valójában kb. 400-szor -, de kortársai még ezt az erősen alulbecsült értéket is túl nagynak vélték.

Hosszú idő telt el, míg a csillagászok, fejlettebb eszközök birtokában, jobb adatokat kaptak. Kialakult a Naprendszer pontosabb képe; nyilvánvalóvá vált az is, hogy a csillagok igen messze vannak: ahogy Kopernikusz (1473-1543) fogalmazta, annyira, hogy távolságukhoz képest a Föld-Nap távolság elhanyagolható.

Johannes Kepler (1571 – 1630)

Kepler (1571 – 1630) nagyon alaposan vizsgálta a bolygók mozgását, sőt arra is kíváncsi volt, miért épp olyanok e mozgások, amilyenek. A választ még nem tudta megadni, bár igen közel jutott hozzá; ez csak Newtonnak (1643-1727) sikerült. Kepler a „Mysterium cosmographicum” című, 1596-ban megjelent művében azt a furcsa gondolatot fejtette ki, hogy a Naprendszer szerkezetét az öt szabályos test magyarázza. Egy nagy gömbbe, mely a Szaturnusz pályáját ábrázolja, szerkesszünk kockát, abba ismét azt belülről érintő gömböt a Jupiternek. Ebbe tetraédert, amibe a Mars pályát tartalmazó gömb illik, abba dodekaédert, benne a Föld pályájával. Abban ikozaéder, benne a Vénusz gömbje; végül oktaéder és a Merkúr. Mivel csak öt szabályos test létezik, Kepler úgy gondolta, ezzel nemcsak a bolygópályák méreteit, illetve arányait magyarázta meg jól, hanem azt is, miért épp hat bolygó van. Merthogy persze még nem ismerte a Naprendszer többi tagját.

A Kepler által tervezett Naprendszer-modell

De nem ragaszkodott túl következetesen ehhez a – később maga által is elismerten rossz és erőszakolt – modellhez. Észrevette ugyanis bolygórendszerünk bizonyos aránytalanságát: a Mars és a Jupiter közt túl nagy a távolság! A Naprendszer Kepler szemében „nem volt szép” – korrekcióra szorult. Ezért feltételezte, hogy van ott még egy ismeretlen bolygó; ahogy ő fogalmazta: „Inter Iovem et Martem interposui planetam”. Vagyis mégsem csak hat nagybolygó létezhet…? Talán itt jelent meg először a Mars és a Jupiter közt keringő égitest(ek) létezésének gyanúja.

A Harmonices mundi címlapja

További munkája során kimutatott rengeteg valóságos összefüggést a bolygópályák és keringési idők között. Ezek egy újabb kötetet töltenek meg, a Harmonices Mundi-t (1619). Később Newton lelte meg e könyv képlet-rengetegében azt a szabályt, amit ma Kepler III. torvényeként ismerünk, és amit Newton le is vezetett mechanikája és a gravitációs törvény alapján. De ez már másik történet.


A Titius-Bode szabály és az „égi rendőrség”

Volt-e valaki a következő 100-150 évben, aki Kepler ötletére felfigyelt volna, nem tudjuk. De később egy porosz tudósnak, bizonyos Titius (1729-1796) professzornak mégis föltűnt a dolog. (Tudósunk eredeti neve Johann Daniel Tietz volt, amit a kor szokása szerint Titiusra latinítva használt. Nemcsak humanista divatból; inkább azért, mert mint a legtöbb német név, a Tietz is a tudományok nyelvén, latinul nemigen lenne ragozható.) A tudós 1761-től Wittenbergben a matematika és a fizika professzora volt; ő építette városában az első villámhárítót. (Ezt 1752-ben találta föl B. Franklin, tehát professzorunk meglehetősen „naprakészen” követte a tudomány haladását.) Egyetemi munkája mellett Titius segítette az első rendszeresen megjelenő wittenbergi újság szerkesztését és kiadását is, melynek megjelent 11 évfolyama ma szinte kincsesbánya a kutatók számára. Angol, francia és latin nyelvből fordításokat készített, amivel némi hírnevet is szerzett.

1766-ban egy fordításába (Charles Bonnet Contemplation de la Nature című könyvébe) belevette néhány saját ötletét is. Ezek egyike az volt, hogy a bolygók Naptól mért közepes távolságai nem véletlenszerűen következnek egymásra, hanem – ahogy Kepler is sejtette – meghatározott matematikai törvényszerűség szerint.

Tekintsük azt a sorozatot, amely 0-val kezdődik, következő eleme 3, majd a többi mind az előző elem kétszerese! Így a 0, 3, 6, 12, 24, 48, 96 stb. sorozathoz jutunk. Adjunk mindegyikhez 4-et, és az eredményt osszuk 10-zel! Képlettel fölírva:

a = 0,4 + 0,3 · 2n, ahol n = -∞, 0, 1, 2…

Így az a = 0.4, 0.7, 1, 1.6, 2.8, 5.2, 10 stb. számsort kapjuk, vagyis nagyjából a bolygók naptávolságát, ha a Föld-Nap távolságot vesszük egységnek. (A Föld-Nap távolság, azaz 150 millió km egy távolság – mértékegység, neve „csillagászati egység”.) A Merkúr valóban 0.4 CsE-re, a Vénusz 0.72 CsE-re, a Föld 1 CsE-re, a Mars 1.52 CsE-re, a Jupiter 5.2 CsE-re, és a Szaturnusz, az akkor ismert legkülső bolygó 9.54 CsE-re van a Naptól. De mint látható, a Titius-számok közül a 2.8-hoz nem tartozik planéta.

Johann Elert Bode (1747-1826) német csillagász 1772-ben elolvasta Titius fordítását, megtalálta benne a sorozatot, a szabályosság megtetszett neki és újra közölte, azzal a megjegyzéssel, hogy — amint maga Titius is vélte — talán a 2.8 CsE-nél is van bolygó, amelyet még nem ismerünk.

1781-ben William Herschel (1738-1822) fölfedezte az Uránuszt, amelynek naptávolsága 19.2 CsE. Ez a Titius-Bode szabály alapján 19.6 CsE volna, ami elég jó egyezés, így az új bolygó megerősíteni látszott a szabályt.

A Zách Xavér Ferenc (Franz Xaver von Zach; teljes nevén Zách Xavér Ferenc János) pesti szülőházán elhelyezett emléktábla a Városház utca és a Gerlóczy utca sarkán

A magyar Zách Xavér Ferenc báró (1754-1832), aki szabadkőműves is volt, egész életében a külföldet járta, és igen népszerű volt tudományos és előkelő körökben (jól ismerte többek között Herschelt; a Royal Society is tagjai sorába iktatta), II. Ernő szász-gothai herceg udvarában felvetette egy új, korszerű csillagvizsgáló létesítésének tervét. Az obszervatórium 1789-re el is készült a Seeberg tetején. Zách indította meg az első tudományos folyóiratokat (az 1797-től 1799-ig havonta megjelent „Allgemeine Geographischen Ephemeriden”-t, és a szintén havonta, 1800 és 1814 közt megjelenő „Monatliche Correspondenz”-et, mely az első csillagászati szaklap volt a világon). Ő szervezte az első nemzetközi tudományos konferenciát a seebergi csillagdában 1798-ban; ő volt az első, akinek eszébe jutott, hogy bizonyos tudományos munkákat célszerű lenne több kutató közös munkájával elvégezni.

Ötletének egy konkrét megvalósítása végett hívott össze hat csillagászt a lilienthali magáncsillagdába, melynek tulajdonosa és igazgatója Johann Hieronymus Schröter (1745-1816) volt. A többi meghívott Heinrich Wilhelm Olbers (1758-1840), Karl Ludwig Harding 1765-1834), Johann Gildemeister (1753-1837) és Ferdinand Adolf von Ende (1760-1817) volt. Zách azt javasolta nekik, hogy kezdjenek közösen kutatni a feltételezett ismeretlen bolygó után. Elnevezték magukat „égi rendőrség”-nek, és nekiláttak a kutatás megtervezésének. Tudták, hogy szinte reménytelen mennyiségű munkát kell elvégezniük, ráadásul csillagászati fényképezés még nem létezvén, mindezt szabad szemmel. Felosztották az Állatövet 24 zónára, és egyet-egyet kisorsoltak egymás közt. Úgy gondolták, a többinek az észlelésére levélben más csillagászokat kérnek föl. Ez meg is történt. Maguk is – már amelyikük – megkezdték a munkát.

Siker!

A sikert mégsem ők érték el.

Giuseppe Piazzi (1746 – 1826) olasz theatinus szerzetes (és szintén szabadkőműves!) csillagász, a palermói csillagvizsgáló alapítója és igazgatója ekkoriban azzal foglalkozott, hogy új és kitűnő műszereivel egy nagy csillagkatalógus adatait ellenőrizze. Természetesen ez is nagy munka; megfeszített figyelmet és komoly fáradságot igényelt, bár sokat könnyített rajta a tiszta itáliai égbolt és a jó műszerek.

Giuseppe Piazzi (1746 –1826)

Segítette észleléseit Niccolò Cacciatore (magyarul „Vadász Miklós”, latinosan Nicolaus Venator) nevű lelkes asszisztense is, akit csupán egy érdekesség kedvéért említünk itt. Ő ugyanis szerette volna nevét megörökíteni, és erre meglehetősen ötletes módot talált. Kiválasztott egy nem túl fényes, de jellegzetes, könnyen megtalálható csillagképet a nyári égbolton, a Delfint (Delphinus). Saját nevét megfordította (Nicolaus – Sualocin, Venator – Rotanev), és a Delphinus két legfényesebb csillagát e nevekkel látta el: az α Del lett a Sualocin, a β Del a Rotanev. Ma is így nevezik őket, de az ismeretterjesztő munkákban, ahol a csillagnevek jelentését, illetve eredetét közlik, rendszerint az áll: nevük „ismeretlen eredetű”, illetve „ismeretlen jelentésű”.

Piazzi megfigyelési adatai a Ceresről a Monatliche Correspondenz 1801 szeptemberi számában

Piazzi, aki nem tudott az „égi rendőrség”-ről, asszisztensével 1801. január 1.-jének estéjén is az említett katalógus ellenőrzésével foglalatoskodott. A Bika (Taurus) csillagkép egy részletét vizsgálva észrevett egy halvány fénypontot a távcső látómezejében, mely nem szerepelt a katalógusban. A következő éjszakákon is megkereste, és megállapította, hogy elmozdul a csillagok hátterén: estéről estére mintegy 4 ívperccel észak-nyugatabbra kerül. Követte, míg lehetett, összesen 41 éjszakán. Ezután részint műszere szerkezeti sajátosságai miatt, részint betegsége, részint pedig a kedvezőtlen időjárás következtében észlelés-sorozata megszakadt. Egyelőre nem is tudta folytatni, mert az égitest már túl korán nyugodott, s megfigyelése lehetetlenné vált az alkonyi fényben.

Piazzi megírta felfedezését a párizsi obszervatórium igazgatójának, majd további néhány éjszakai munka után más csillagászoknak – többek között Bode-nak – is azzal, hogy üstököst talált. De titokban sejtette, hogy objektuma mégsem üstökös, mert nem mutatta az üstökösök szokásos tulajdonságait: nem volt csóvája, sem kómája, és mozgásának jellege is más volt, mint az üstökösöké általában.

Áprilisban Zách is tudomást szerzett a felfedezésről, és akárcsak Bode, mindjárt megsejtette, hogy a keresett bolygóról van szó. Piazzi a Ceres nevet javasolta neki.

A bolygócska azonban egyelőre elveszett. Hónapok múlva előbújt ugyan a hajnali égen, de addigra természetesen továbbhaladt a pályáján, s nem lehetett tudni, merre keressék. Helyét Olbers is, Zách is sikertelenül próbálta kiszámítani. Ekkor egy fiatal német matematikus, (a később a világ talán legnagyobb matematikusává lett) Karl Friedrich Gauss (1777-1855) vette kezébe a dolgot. Kidolgozott egy módszert a bolygók pályaszámítására, mellyel bármely bolygó pályaelemei meghatározhatók, ha róla legalább három különböző időpontban mért pozíció-adatok állnak rendelkezésre. Természetesen minél több és időben minél távolabbi adatunk van, annál pontosabb eredményeket kapunk. A rendelkezésre álló adatok alapján Gauss kiszámolta az égitest várható helyét, s ott Zách és Olbers újra meg is találta azt. Közepes naptávolsága 2,77 CsE-nek adódott, tehát lényegében megfelelt a Titius-Bode szabálynak.

E „szabályról” különben még ma is sok vita folyik. Egyesek véletlennek tartják, hiszen a Neptunusz naptávolságát már hibásan adja meg (30 CsE helyett 38,8 CsE). De nem lehetetlen, hogy a nagybolygók kölcsönös gravitációs hatása hosszabb idő alatt bármely bolygórendszerben létrehoz valami hasonló – esetleg más képlettel kifejezhető – összefüggést. Például Naprendszerünk óriásbolygóinak holdrendszerében is kimutathatók efféle, de konkrét alakjukban a Titius-Bode szabálytól teljesen eltérő szabályszerűségek.

Az „égi rendőrség” tehát elégedett lehetett: meglett a renitens égitest. Csakhogy a Ceres túl halvány, vagyis túl kicsi. Remélni lehetett, hogy a Ceres felfedezése még nem a végleges eredmény. Csakugyan, Olbers 1802-ben talált egy másik, hasonló pályájú és méretű bolygócskát, melyet Pallas-nak keresztelt el. Harding 1804-ben Lilienthalban meglelte a harmadik apróságot, amely a Juno nevet kapta; 1807-ben pedig Olbers a Vestát találta meg. További felfedezés egyelőre nem volt; úgy látszott, a feladatot megoldották.

A Ceres a 2007. szeptember 27-én indított Dawn űrszonda felvételén (kb. 46.000 km távolságból). Az Occator nevű becsapódási kráterben látható fényes foltok anyaga valószínűleg a törpebolygó mélyéről felszivárgó és a felszínen elpárolgó vízből kikristályosodott só

Mint tudjuk azonban, a történet korántsem ért véget. 1845-ben egy szorgalmas amatőrcsillagász, Karl Ludwig Hencke (1793-1866) felfedezte az 5. kisbolygót, az Astreá-t. Azóta egyre újabb kisbolygókat találnak, immár több százezerre rúg a számuk. (A Ceres-t ma már nem kisbolygónak, hanem törpebolygónak nevezzük.) Sok kisbolygót űrszondák látogattak meg, közeli felvételeket készítettek róluk, sőt anyagmintákat hoztak róluk. Egyre több érdekességet tudunk meg Naprendszerünk e különös parányairól. Az „égi rendőrség” munkája ma is folytatódik…


Az MTA oldalán megjelent cikk másodközlése.