(Mit) üzen a Voyager?

„És ez mi akar lenni?”

– rajzoló bölcsiseknek ezerszer feltett kérdés.

Negyvenkét éve indítottuk útjára kozmikus palackpostaként a két Voyager űrszondán elhelyezett aranyozott lemezeket. Az összeállítók szándéka szerint ezek „minden kellőképpen fejlett technikai civilizáció számára” megfejthető és értelmezhető adatokat hordoznak a Földről, annak élővilágáról és az emberiségről. A szondák olyan pályára álltak, mely garantálja, hogy maguktól sohasem térnek vissza bolygórendszerünk vidékére.

Jól tudjuk, meglehetősen indokolatlan volna abban bíznunk, hogy célzott keresés nélkül valaki (bárki) valaha belefut egy 30 centiméter átmérőjű aranylemezbe egy 150 000 fényév átmérőjű galaxisban. Ez közelíti a „nulla valószínűségű, bár nem lehetetlen esemény” matematikai absztrakcióját. A felfedezés esélyein csak egy árnyalatnyit javít, hogy Carl Sagan csillagász szerint a lemezek egymilliárd évig lejátszhatóak lesznek még[1]. Ennyi idő alatt a Voyagerek nagyjából 50 000 fényévnyire juthatnak el.

Az esélytelenek nyugalmával játsszunk el mégis a gondolattal, hogy a nagyon távoli jövőben ráakad egy intelligens lény valamelyik Voyagerre. Még ha ez a valaki saját leszármazottunk lenne is, bizonyos, hogy a lelet számára ősi és „idegen” lesz: minden történelmi tapasztalatunkkal ellentétes volna azzal áltatni magunkat, hogy sokezer éves időskálán bármiféle hagyomány fennmaradhat a Voyagerekről vagy akár az őket létrehozó társadalomról.

A megtaláló elsőként talán azt fogja megvizsgálni, hogy a szerkezet képes-e önreprodukcióra. A gondolat őrültségnek tűnhet, de nem az: Neumann János elképzelése szerint lehetséges olyan replikátor-szerkezeteket konstruálni, melyek a számukra elérhető nyersanyagokból másolatokat építenek magukról, vagyis osztódnak. Az 1980-as évek óta komoly irodalma létezik annak az ötletnek, hogy így szaporodó, majd különböző bolygórendszerek felé szétágazva továbbutazó „Neumann-szondák” a galaxis feltérképezésének (meghódításának, belakásának) leghatékonyabb, leggyorsabb módját jelentenék[2]. A megtalálónak mint racionális lénynek az kell legyen az egyik első gondolata, hogy a Voyager is ilyen szerkezet. Véletlenül találkozni egyetlen magányos űrszondával ugyanis statisztikailag szinte kizárható, de egy évmilliók óta szaporodó, exponenciális ütemben növekvő szondapopuláció egyik tagjába belebotlani egyáltalán nem az. A Voyager azonban híján van az osztódás képességének, s ezt a megtaláló gyorsan észre is veszi majd. Viszont azt a forgatókönyvet, hogy az eszköz egy ilyen replikátor valamely elhagyott alrendszere („testrésze”) nem zárhatja ki, sőt logikusan következtethetne erre mint legvalószínűbb lehetőségre.

A következő lépésben a lelet anyagát fogja megvizsgálni. Kielemzi, hogy milyen vegyelütekből, izotópokból épül fel és mennyire viseltes a felülete, melyet folyamatosan rombolnak a különböző sugárzások és a rettenetesen ritka (de a sokmillió év alatt jelentős hatású) kozmikus porszemcsékkel való ütközések. Mindebből nagyságrendi becslést kaphat majd a szonda készülésének idejére. Észre fogja venni, hogy az eszköznek nincsen saját hajtóműve, vagyis szabadon zuhant hosszú útja során. Így az űrszonda sebességét és helyzetét ismerve visszaszámolhatja a pályáját az imént meghatározott kezdőpontig és némi szerencsével kikövetkeztetheti azt is, hogy a galaxis melyik vidékéről indulhatott (a „szerencse” azért kell, mert ilyen időléptékben a pálya kaotikussá is válhat).

Tovább vizsgálódva megállapíthatja az egyes részegységek funkcióját. Könnyen meg fogja érteni, hogy a rádióantenna, a termonukleáris áramforrás vagy a kamera mire való. De az eszköz mint kulturális termék rendeltetése ettől még rejtve marad előtte. Nem tudhatjuk, mennyire szükségszerű és mennyire egyedi magatartásforma, hogy kihelyezett elektronikus érzékszerveket küldünk az űrbe pusztán alapkutatási célból (és nem valamilyen közvetlen gazdasági, ipari, katonai, vallási ok miatt). Könnyen lehet, hogy az értelmes lények effajta kíváncsisága nem univerzális, hiszen az emberiségre is csak kevéssé jellemző. Analógia: ha egy ismeretlen roncsdarabot látunk az óceánon hánykolódni, majdnem biztosak lehetünk abban, hogy az egy kereskedelmi vagy hadászati célú eszköz maradványa és nem egy kutatóhajóé. Ráadásul az a tény is teljesen valószínűtlennek hat majd a térben és időben is távoli megtaláló szemszögéből, hogy a Voyager célja a felbocsátó földlakók saját bolygórendszerének felderítése volt. Elsodródott balatoni kutatóhajó a nyílt óceánon.

Jusson eszünkbe az is, hogy ősi emberi alkotások rendeltetése körül mennyi vita zajlik mindmáig. Technikailag érteni véljük például, hogy az angliai Amesbury közelében álló Stonehenge évezredekkel ezelőtt csillagászati obszervatóriumként működött, ez a sziklatömbök helyzetéből az 1960-as évekre világosan kiderült[3]. De az építmény tényleges kulturális kontextusa, célja, a kőkorszaki társadalom életében betöltött szerepe alighanem örökre rejtve marad. Ilyen távlatból tekintve a Voyager űrszonda is éppen ennyire talányos civilizációs produktumnak tűnhet fel, miközben technikai szinten megragadható némi mérnöki intuícióval. Leszámítva a lelet két kisebb elemét.

Képek forrása: NASA, Wikimedia Creative Commons

Az egyik egy kicsi 40 centiméteres polietilén-tereftalát szövetdarabka, melyet a szonda hő- és sugárzásvédő burkolata alá varrtak a készítők (ld. bal oldali képünk). Mi tudjuk, hogy a felületre felvitt festékanyagok a szondát létrehozó embercsoport törzsi jelképét rajzolják ki, de ennek megfejtését és a szokás (babona) megértését még a végtelenül intelligens földönkívüli megtalálótól sem várhatjuk el. A másik talányos darab pedig természetesen maga az aranylemez lesz. Ezt Carl Sagan és kollégái üzenetnek szánták és legjobb tudásuk szerint igyekeztek a lemez tokjára gravírozott rajzos útmutatókkal a megtaláló tudtára adni, hogy hol adták föl az üzenetet és miképpen kell elolvasni.

Nincsen közös nyelvünk a hipotetikus befogadóval és „közös élményanyagunk” is a matematikai és fizikai törvényekre korlátozódhat csupán (amennyiben ezeket univerzálisnak tekinthetjük). Ráadásul elképzelésünk sincs, hogy más intelligens lények hogyan, milyen csatornákon keresztül, milyen időbeli- és térbeli léptékben érzékelik a világot, s hogy hasonlóképpen absztrahálnak-e fogalmakat a megfigyeléseiből, mint mi. Mire vélnék például a használati utasítás jobb fölső képünkön látható részletét? Ez szerintünk az űrszonda stilizált ábrázolása volna a Naprendszer minimalista megjelenítésével, illetve a bolygók keringési síkját elhagyó repülési pálya szemléltetésével. A rajzolás célja általánosságban a környezet információtartalmának valamiféle „tömörítése”, s eredménye épp annyira jellemzi az emberi agyműködést, mint a valóságot. Így könnyen lehet, hogy a megtaláló ugyanazt az űrszondát teljesen másképpen érzékeli, és sohasem gondolna arra, hogy a kis szimbólum magára az eszközre utal. Az sem tudható, hogy az ő téridő-képzete vajon mit tud kezdeni azzal, hogy valamiféle bejárt útvonalat (pályát) egy folytonos vonallal jelölünk. Ezekben a kérdésekben nem látunk távolabb magunknál. Az pedig szinte biztosra vehető, hogy a pályarajzolat végén levő nyílhegy, mely irányt hivatott jelölni, teljesen értelmezhetetlen lesz számára[4]. Nekünk ősi örökségünk a nyíl szimbolika (középső kis képünkön például egy 5000 éves nyílhegyet látunk a mai Franciaország területéről), de nagyon valószínűtlen, hogy a galaxisban bárki más értené.

Felfedezőjének a Voyager-lemez hasonlóan rejtélyes lehet, mint az andoki civilizációk évezredeken át használt csomóírása, a quipu. Jobb alsó képünk egy inka quipu-leletet mutat, melyen minden zsinórnak és azokon minden csomónak jelentése van. Az európai hódítók sokáig csupán dekorációnak vélték e „könyveket”, föl sem merült bennük, hogy információt hordoznak. Később aztán bizonyítást nyert, hogy számok jelölésére, adattárolásra használták őket. De csak a közelmúltban vetődött föl gazdag leletanyag átvizsgálását követően, hogy a quipu talán valódi írás, mely binárisan kódolt nyelvi információt is hordozhat[5].

Vajon eljuthat egy ilyen merész gondolatig a megtaláló egyetlen Voyager-lemez alapján?

Szerző: Vincze Miklós

Források:

[1] Carl Sagan: Milliárdok és milliárdok, Akkord, Budapest, 2000

[2] “Extraterrestrial Beings Do Not Exist”, Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society, vol. 21, number 267 (1981)

[3] Fred Hoyle: Stonehenge-től ​a modern kozmológiáig, Magvető, Budapest, 1978

[4] Ernst Gombrich ‘The Visual Image’, 1972 in: Scientific American, pp. 46–60;

[5] Gary Urton: Signs of the Inka Khipu: Binary Coding in the Andean Knotted-String Records. Austin, TX: University of Texas Press, 2003

A Vesta kisbolygó planetológiája

A (4) Vesta kisbolygó a Ceres után a második legnagyobb a kisbolygóövben, viszont ugyanakkor a legfényesebb. 1807-ben fedezte fel Heinrich Wilhelm Olbers, nevét a római mitológia istennőjéről kapta. Mérete 578×560×458 km, tömege mintegy 2,6*10^20 kg, tehát a kisbolygóöv anyagának 9%-t alkotja.

A Vesta kisbolygó planetológiailag tulajdonképpen törpebolygó, az ide való besorolását csak azért nem kapta meg, mert a déli sarkon egy hatalmas becsapódás lerobbantotta anyagának egy részét, és emiatt alakja nem gömbölyű. Ez a döntés talán változni fog, hiszen a törpebolygók definíciójának része a gömb alak, de ez természetesen az objektum kialakulására és fejlődésére kell, hogy utaljon, nem pedig későbbi sorsára. Jelenlegi elnevezése proto-planéta.

A (4) Vesta kisbolygó alakja, kiegészítve egy gömbre. Forrás: Solar System Exploration, NASA, https://solarsystem.nasa.gov/resources/1738/full-view-of-vesta/ alapján a szerző grafikája.

Az előzőleg említett hatalmas becsapódás hozta létre a Rheasilvia nevű krátert, melynek átmérője Vesta átmérőjének mintegy 90 százaléka. Kráterünk részben egy korábbi becsapódás krátere, a Veneneia helyén jött létre. A Rheasilvia kráter központi csúcsa 22 km magasra emelkedik környezete fölé, ezzel Naprendszerünk legmagasabb csúcsa, leelőzve kissé még a marsi Olympus Mons-ot is. A robbanás számos rétegen áthatolva, egészen a köpeny olivin-övezetéig tárta fel a kisbolygó rétegeit. A becsapódás több, globális következménnyel járt – így jött létre például a Vesta egyenlítői régiójában lévő érdekes koncentrikus alakzat, a kb. 22 km széles és 465 km hosszú Divalia Fossa.

Rheasilvia kráter magassági modellje. Forrás: NASA’s Jet Propulsion Laboratory, https://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA15667
Divalia Fossa (baloldalon, Vesta déli pólusa a jobb oldalon.) Forrás: Universe Today, https://www.universetoday.com/97628/vestas-deep-grooves-could-be-stretch-marks-from-impact/

A becsapódás Vesta anyagának egy részét lerobbantotta a kisbolygóról, és ez a törmelék – Vesta anyagának mintegy egy százaléka, Nap körüli pályára állva új kisbolygó-családot hozott létre, a Vesta-családot. A mintegy 15.000 kisebb aszteroidából álló család tagjai egyrészt a fényes, V-típusú Vesztoidok, melyek közül a legnagyobb 7,5 kilométer átmérőjű, valamint a J-típusú kisbolygók, melyek a mélyebb diogenites rétegekből származnak. Nagyrészüknek vagy hasonló pályája van, mint a Vestának, vagy hasonló excentricitása és inklinációja, de pályájának fél nagytengelye 2,18 csillagászati egység.

A Vesztoidoknak két populációja van, egy kétmilliárd éves család, mely a Veneneia kráter születéséhez, és egy közel milliárd éves csoport, mely a Rheasilvia kráterhez köthető. Az a törmelék, ami 3:1 Jupiter-rezonanciába került, elhagyván a Kirkwood-rést, Földünket keresztező pályára állt. Az úgynevezett HED meteoritok eme Vesta kisbolygóból kiszakadt parányi aszteroidák további ütközéseiből származnak, az őket ért kozmikus sugárzás szerint 6 millió és 73 millió év közötti időt tölthettek az űrben, mielőtt Földünkre érkeztek. Maga a HED rövidítés a howardit az eukrit és a diogenit akondritok neveinek rövidítése – három fajta kőzet, mely a Vesta kisbolygóról származik.

A Vesta kisbolygó differenciált aszteroida, tehát a kondritos törmelékből összeálló égitest bizonyos tömeget elérve, a jelenlevő alumínium 26-os izotópjának radioaktív lebomlása miatt felmelegedett, és átolvadt. Ez nagyjából négy-öt millió év után közvetkezett be. Elkülönült a kéreg, a köpeny és a fémes mag. Ezek után az olvadt köpeny anyaga kristályosodni kezdett, majd megjelent a kéreg is. Vulkáni tevékenység is elkezdődött, bazaltos lávát produkálva.

A Vesta belső szerkezete. Forrás: Phys.org, https://phys.org/news/2014-07-asteroid-vesta-reshape-theories-planet.html alapján a szerző grafikája.

A Vesta felszínét regolit borítja, az a nagyon finom por, ami a légkör nélküli bolygókra, kisbolygókra jellemző, és amelyet a folyamatos becsapódások, hőmérsékleti változások nyomán fellépő aprózódás hoz létre. E regolitréteg alatt helyezkedik el a már kőzetesedett regolit, anyaga howardit és breccsás eukrit, majd a bazaltos rétegek, melynek anyaga eukrit.  A köpenyt elérve érkezünk el az eukrit-kumulát kőzetekhez, majd ez alatt a diogenitekhez.

A howarditok

A howarditok, ezek a regolit breccsák, főként eukritos, kisebb mértékben diogenites törmelékből állnak, valamint a becsapódó idegen testből származó törmelék kondritos, szenes kondritos darabjaiból és ezek olvadt részeiből. A howarditoknak természetesen nincs földi analógiájuk.

Howardit (NWA 4934). Forrás: MeteoritesAustralia, http://www.meteorites.com.au/

Az eukritok

Bazaltos akondritok kalcium-gazdag földpátból és piroxénből állnak. A kumulátos szövetű eukritok magmakamrában keletkeztek, mélyen a Vesta kérgében. Az eukritok földi analógiája a plagioklász-pigeonit-bazalt vagy diabáz.

Földi plagioklász-diabáz. Forrás: Sandatlas, https://www.sandatlas.org/diabase/
Eukrit (NWA 3147) Forrás: MeteoritesAustralia, http://www.meteorites.com.au/

A diogenitek

Az ortopiroxén-diogenitek mélységi magmás kőzetek, tehát nagy mélységben, a kéreg alsó rétegeiben, lassan kristályosodtak ki, anyaguk főleg magnézium-gazdag ortopiroxén. Az olivin-diogenitek még mélyebbről, a köpeny közeléből származnak, anyaguk főleg olivin. Az ortopiroxén-diogenitek földi megfelelője az ortopiroxenit, az olivin-diogeniteké pedig a dunit. A híres marsi meteorit, az ALH84001, szintén ortopiroxenit.

Földi ortopiroxenit. Forrás: Western University, Canada https://instruct.uwo.ca/earth-sci/200a-001/200lab2.htm
Ortopiroxén-diogenit. (Tatahouine) Forrás: MeteoritesAustralia, http://www.meteorites.com.au/
Földi dunit, Forrás: James St. John Geology, http://www.jsjgeology.net/Dun-Mountain-dunite.htm
Olivin-diogenit (NWA 2286) Forrás: MeteoritesAustralia, http://www.meteorites.com.au/

Szerző: Balogh Gábor

 

Források:

Asteroid Vesta to reshape theories of planet formation:
https://phys.org/news/2014-07-asteroid-vesta-reshape-theories-planet.html

Binzel, R. P.; Xu, S. (1993). “Chips off of asteroid 4 Vesta: Evidence for the parent body of basaltic achondrite meteorites”.
http://science.sciencemag.org/content/260/5105/186

Bus, Schelte J.; and Binzel, Richard P.; Phase II of the Small Main-Belt Asteroid Spectroscopic Survey
https://web.archive.org/web/20060105211946/http://smass.mit.edu/Bus.Taxonomy

Drake, Michael J. (2001). “The eucrite/Vesta story”. Meteoritics and Planetary Science.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/j.1945-5100.2001.tb01892.x

Consolmagno, Drake: Composition and evolution of the eucrite parent body: evidence from rare earth elements,
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0016703777900722

Eugster, O.; Michel, Th. (1995). “Common asteroid break-up events of eucrites, diogenites, and howardites, and cosmic-ray production rates for noble gases in achondrites”.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/001670379400327I?via%3Dihub

Jaumann, R.; et al. (2012). “Vesta’s Shape and Morphology”
http://science.sciencemag.org/content/336/6082/687

Konrad Probsthain: Size and Shape of a Celestial Body-Definition of a Planet, https://www.researchgate.net/publication/326624298_Size_and_Shape_of_a_Celestial_Body-Definition_of_a_Planet

MeteoritesAustralia, http://www.meteorites.com.au/

Meteorite Classification, http://www.meteorite.fr/en/classification/HED-group.htm

NASA’s Jet Propulsion Laboratory,
https://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA15667

Russell, C. T.; et al. (2012). “Dawn at Vesta: Testing the Protoplanetary Paradigm”
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22582253

Solar System Exploration, NASA,
https://solarsystem.nasa.gov/resources/1738/full-view-of-vesta/

Takeda, H. (1997). “Mineralogical records of early planetary processes on the HED parent body with reference to Vesta”.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/j.1945-5100.1997.tb01574.x

Universe Today,
https://www.universetoday.com/97628/vestas-deep-grooves-could-be-stretch-marks-from-impact/

Elérte a csillagközi teret a Voyager-2

Az amerikai Voyager-2 űrszonda egy hónapja átlépte a heliopauzát, azaz a napszél által létrehozott óriási buborékot, és kilépett a csillagközi térbe, jelentette be a NASA ma délután. Bár testvére, a Voyager-1 már évekkel ezelőtt, 2012-ben átlépte ezt a határvonalat, annak a műszerei már nem érzékelték pontosan az átlépés idejét.  A Voyager-2 esetében azonban még működik ez a napszél töltött részecskéit érzékelő műszer, mely november 5-én ezen részecskék számának ugrásszerű csökkenését detektálta.

Fontos azonban leszögezni, hogy a Naprendszerből még nem léptek ki: mindkét szonda csak a Napból kiáramló részecskék alkotta buborékot, a helioszférát lépte át. A Naprendszer határát (mely 1,5 fényévre van a Naptól) csak körülbelül 30 ezer év múlva lépik át.

A Voyager-2 az egyetlen űrszonda, mely meglátogatta az Uránuszt és a Neptunuszt, továbbá társához hasonlóan egy aranyozott hanglemezt visz magával, melyen helyet foglalt többek között 55 nyelven (köztük magyarul) elhangzó köszöntés, bináris kódolással pedig 116 db kép is, utóbbiak dekódolva itt tekinthetőek meg.

A Voyager-1 jelenleg 145-, a Voyager-2 pedig 120 Csillagászati Egységnyire van Napunktól.

Forrás: 1 2 3

Szerző: Kovács Gergő

A naprendszerek keletkezéséről a Magyar Földrajzi Múzeumban

Augusztus 27-én 19:00 órai kezdettel “Kézzelfogható világűr – a naprendszerek keletkezése” címmel Dénes Lajos tart előadást Érden.

A Budai út 4. szám alatti Magyar Földrajzi Múzeumban a hazai meteoritikai közélet ismert szereplője az Érdi Csillagászati Klub összejövetelének vendége lesz.

A szervezők minden érdeklődőt szeretettel várnak! A belépés díjtalan! 

(A múzeum bejárati ajtaja (a Budai út 4. felől) csak a program előtt fél órával, 18:30 és 19:00 között lesz nyitva. A később érkezők a bejáratra kiírt ügyeletes mobilszámot felhívva tudnak majd bejutni.)

Szerző: Planetology.hu

Sztrókay Kálmán: A naprendszer eredete

Sztrókay Kálmán: A naprendszer eredete

„A naprendszer keletkezésének problémája már attól az időtől kezdve foglalkoztatta az astronómusokat, a mikor Kepler lángelméje felismerte a bolygók valódi mozgásának törvényeit s ezzel világossá vált, hogy a Nap és a bolygók között kezdettől fogva szoros kapcsolatnak kellett lennie. A bolygók és a holdak mozgásánál a legfeltűnőbb az, hogy valamennyi csaknem köralakú pályákban mozog s ez a különös egyöntetűség – a melynek okán már Newton, Euler, Lagrange is sokat gondolkodtak – volt Laplace kiindulási pontja is, mikor ő a naprendszer keletkezéséről szóló hipotézisét megcsinálta, melyet most már mindenki ismer s a melyet az iskolákban is mint igazságot tanítanak. Laplace szerint a naprendszer valaha egy hatalmas kiterjedésű köd volt, a mely középpontja, a mai Nap körül forgott s forgása mindig nagyobb és nagyobb sebességgel történt, a minek következtében a ködgömb egyenlítője mentén előbb egy–egy gyűrű fejlődött le s a gyűrűk később összetömörültek: bolygókká váltak, a melyek most már ugyanazon a helyen keringtek tovább, a melyen mint gyűrűk leváltak. Ez a hipotézis megmagyarázza a bolygók közel köralakú pályáit, azok belsejének magas hőfokát s leginkább ez volt az oka annak, hogy ellentmondás nélkül terjedt el annyira. Az újabb időben azonban a tudós világ nehezen fogad el egy–egy hipotézist s alaposan megvizsgálja, hogy nem talál-e bennük ellentmondást. Szinte azt lehetne mondani, hogy a modern természettudományok nem annyira hipotézisek felállításával, mint inkább azok megdöntésével foglalkoznak, a mi alapjában véve sokkal több haszonnal is jár. A Laplaceelmélet is elérte sorsát s a legutóbbi időkben – habár egyelőre még kevesen tudnak róla végleg megdöntöttnek, helytelennek bizonyult s helyet adott egy újabbnak, a spirális- köd hipotézisének, a mely az eddigi tudásunk alapján még minden tekintetben megállja helyét.

Rezsabek Nándor: Tudomány, technika, irodalom – Sztrókay Kálmán emlékezete c. könyvének borítója. A borító az ELTE Gothard Asztrofizikai Obszervatórium archívumából és ifj. Sztrókay Kálmán jóvoltából Sztrókay Kálmán hagyatékából származó illusztrációk, valamint Rezsabek Nándor felvételének felhasználásával készült.

A Laplace-féle hipotézisnek most adta meg See I. I. a kegyelemdöfést az Astronomische Nachrichten legutóbbi számában, a hol beszámol röviden a csillagrendszerek keletkezésének kérdése körül végzett vizsgálatairól, melyek a Researches on the Stellar Evolution czímű nagy munkájának második kötetét fogják betölteni. Az ő vizsgálatai elsősorban arra irányultak, hogy a bolygók és holdak különös körpályáinak okát találja meg s éppen eme körpályákból következteti, hogy a Laplace-féle hipotézis – a mely tulajdonképpen ugyanebből a tényből indul ki – ellentmondásban van a fizikai alaptörvényekkel. Abból ugyanis, hogy a naprendszer mozgási energiájának mindig ugyanakkorának kellett lennie, kiszámította, hogy mekkora volt a Nap forgási ideje akkor, mikor még az egyes bolygók mostani pályájáig ért, vagyis, mikor a bolygók leszakadtak róla. Világos, hogy ennek a forgási időnek akkorának kell lennie, mint a mekkora az illető bolygó mostani, ismert keringési ideje.

Ez azonban egyáltalán nem így van. A számítások olyan nagy forgási időt adnak, hogy azok egyáltalában nem hozhatók kapcsolatba a bolygók megfigyelt keringési idejével, így például, a mikor a Nap anyaga a föld pályájáig ért, akkor a Nap 3192 év alatt végzett egy körforgást, a Neptun esetében pedig 2.888.533 év alatt, holott a Neptunnak mostani keringési ideje csak 165 év. A Laplace-féle elmélet tehát ellentmondásban van a fizika alapelveivel és így a bolygók nem keletkezhettek úgy, a mint Laplace mondta, azaz nem szakadhattak le a folyton kihűlő, összehúzódó és gyorsuló mozgással forgó Nap testéből s így egy más hipotézishez kell fordulnunk, ha a naprendszer keletkezéséről akarunk magunknak képet alkotni. Ha a Laplace-féle felfogást elvetjük, akkor csak egy lehetőség van, a mely szerint a bolygók rendszere keletkezhetett. Azt biztosan állíthatjuk, hogy ködből keletkezett, sőt csaknem megfigyelési tény is ez, mert hiszen millió ködfoltot látunk a csillagos égboltozaton, a melynek csillag, vagy legalább is sűrűsödés van a közepében s a melyek mindnyájan egy–egy példái a születő csillagrendszereknek. A ködfoltok legelterjedtebb alakja a spirális köd, a mely úgy keletkezik, hogy két áramlat találkozik s a találkozás után a fizika törvényeivel megmagyarázható hatások alatt forogni kezd. A forgó ködtömeg természetesen lassanként hűlni és sűrűsödni kezd a középpontjában s így jön létre a czentrális test, mint a mi rendszerünkben a Nap. Ha pedig egy idegen, mondjuk szilárd test kerül a ködbe, akkor a gravitáczió törvénye szerint ellipszis alakú pályában fog mozogni benne s az ellipszis méreteit a test kezdő sebessége fogja meghatározni. A ködben való mozgás alatt a test folyton nagyobbodik, mivel annak anyaga köréje gyülemlik s így keletkezik idők folyamán a bolygó. Abban nincsen semmi valószínűtlenség, hogy idegen, a kezdetbeli köd anyagához hozzá nem tartozó testek közbeléptét tételezzük fel, mert a világegyetemben mindenesetre sok kozmikus anyag vándorol idestova, a miről – mivel nem világítanak – nem szerezhetünk tudomást. Ilyenek például az üstökösök, a melyek tulajdonképpen nem tartoznak a szorosan vett naprendszerhez, hanem a távol világűrből jönnek s mint tudjuk, apró testecskék conglomerátumai. A ködben keringő testek további mozgását vizsgálva, elsősorban a bolygók mostani köralakú pályáinak okát kell megtalálnunk, mert hiszen semmi okunk sincs azt feltételezni, hogy az összes pályák már kezdettől fogva ilyenek voltak. Ennek semmi valószínűsége nincs és kell lennie egy közös oknak, a mely a kezdetben többé-kevésbé elnyúlt ellipszis pályákat csaknem teljes körökké gömbölyítette be.

Könnyű megtalálni ezt az okot abban, hogy a bolygók kezdettől fogva a ködben, tehát egy ellentálló közegben mozogtak, mert, mint az elméleti vizsgálatok mutatják, ha egy test valamely ellentálló közegben a nehézkedési erő hatása alatt ellipszisben mozog, akkor a folytonos ellentállás következtében az ellipszis nagytengelye és excentrumossága folyton kisebbedik, azaz pályája mindinkább közeledik a köralak felé. Így érthető, hogy naprendszerünk minden egyes tagja olyan egyöntetűen közeledik a körpályában való mozgás felé s eme új hipotézisünk segítségével ellentmondások nélkül sikerül képet alkotnunk a mi kis világegyetemünk eredetéről. Ha pedig végigtekintünk a bolygók és azok holdjainak során, még sok olyan tüneményre is akadunk, a mely a fentebb elmondottakkal szép összhangzásban van, de a melyet a Laplace-féle hipotézis sehogysem tudna megmagyarázni. Ilyen például a Mars belső holdjának, a Phoebosnak mozgása, a mely égi test a Mars forgási idejének egyharmadrésze alatt végez egy keringést és így mindig nyugaton kel fel. Azután a Saturnus belső gyűrűjének szintén igen gyors mozgása, a melyek azt bizonyítják, hogy azok sohasem képezték a főbolygó egy részét, sohasem szakadtak le róla.

A Naprendszer létrejötte egy fantáziarajzon. Forrás: NASA/JPL

Végeredményben tehát teljesen napirendre térhetünk a Laplace-féle hipotézis felett s helyet engedünk a spirálisköd elméletének, a mely mint láttuk minden tekintetben megfelel mai természettudományi ismereteinknek. Sőt azt is reméljük, hogy némileg beigazolást is nyerhet és pedig az által, hogy segélyével előre megállapíthatunk egy olyan tényt, a melyet eddig nem ismertünk. A Neptunon túl levő bolygókra gondolunk. Bajos dolog ugyanis azt hinni, hogy a naprendszer a Neptunnal végződjék, mert hiszen e bolygó is még erősen köralakú pályában mozog, a mi arra vall, hogy valamikor nagyon sűrű közegben mozgott, tehát az eredeti spirális-köd az ő pályáján még messze túl terjedt. See azt állítja ezek alapján, hogy a Neptunnal távolabb is kell lennie biztosan egy s valószínűbben két, sőt esetleg három ismeretlen bolygónak. Számításokat is végezett, hogy az első bolygó pályaelemeit meghatározza s meg is jelöli az égboltozat ama helyét, ahol körülbelül jelenleg tartózkodik. E bolygónak a Naptól való távolsága, a földpálya sugarát véve egységnek, 43 lenne (a Neptuné 30), a következő két ismeretlené pedig 56 és 72. Hogy valóban sikerül-e majd csak az egyiket is felfedezni, az nagy kérdés, mert bizonyos, hogy ezek a bolygók láthatatlanok s csakis a fényképezés segélyével lesznek megtalálhatók.

Ha azonban sikerülni fog az idők folyamán a felfedezésük, akkor ez épp olyan fényesen fogja igazolni a spirális-köd hipotézisának helyességét, a mint annak idején a gravitáció igazságát mutatta meg Leverrier és Adams, a kik szintén számítás útján határozták meg az akkor még ismeretlen Neptunnak helyét és pályaelemeit.”

 

A Vasárnapi Ujság 1909/28. számában megjelent írás másodközlése. A Sztrókay család hozzájárulásával. A cikket eredeti helyesírással közöljük.

Naprendszerünk kezdeti planetológiája

Szerző: Balogh Gábor

A planetológia tulajdonképpen a földtudományok és a csillagászat – melyek maguk is több tudományágból állnak – közös területe. A földtan eszközeivel kutathatjuk a Naprendszer szilárd égitesteit, azoknak kőzeteit, az égitestek bolygóalakító folyamatait. A planetológia azonban már az első égitestek kialakulása előtt színre léphet, hiszen az első szilárd részecskék, a majdani bolygók építőkövei már a Naprendszer kialakulásának kezdeteinél létrejöttek. Sokat foglalkoztatta a kutatókat Naprendszerünk néhány érdekes tulajdonsága, melyekhez hasonlót nem látunk más naprendszereknél. Napunk egyedülálló csillag, mely aránylag ritka Galaxisunkban. A legtöbb csillag kettős, hármas, vagy még több napból álló rendszerben jön létre – a mi Napunk, ez a közepes méretű csillag, pedig egyedül van. Lehetséges lehetett vajon a Naprendszerünket kialakító kisméretű ősköd magától történő összeomlása, mely elvezetett Napunk és bolygórendszere létrejöttéhez?

Az ősi, kondritos meteoritokban található ősi részecskék adják meg a magyarázatot, hogy más folyamatoknak is be kellett következniük ahhoz, hogy ez az ősköd összeomolhasson. Ezek a részecskék a kondritos meteoritok anyagának csak 0,1%-át teszik ki, méretüket tekintve a mikrométer méretű szilícium-karbidtól a nanométer méretű gyémánt-szemcsékig terjednek. Ami érdekes bennük, az, hogy a Naprendszer létrejötte előtti időből származnak.

Naprendszer létrejötte előtti részecskék. (1)

A történet pedig, amire ezek a különleges részecskék tanítanak minket, az egyenesen lenyűgöző. Annak az inaktív, kisméretű csillagközi felhőnek, melyből később kialakult Naprendszerünk, közvetlen közelében két olyan esemény is lezajlott, mely nélkül nem alakult volna ki Napunk bolygórendszere. Az első eseményt egy úgynevezett AGB vörös óriás csillag közelsége tette lehetővé. Ezek a vörös óriások már oxigént és szenet is előállítanak, majd pulzálva kilövellik ezeket, és rengeteg olyan anyaggal gazdagítják környezetüket, mely anyagok fontos szerepet játszanak majd Naprendszerünkben.

Szupernóva születése egy csillagközi köd közelében (2)

A második esemény egy jóval drámaibb szupernóva volt. E hatalmas tömegű csillag robbanása során hatalmas anyagmennyiségeket lök ki, mely anyag nehéz elemekben, fémekben volt gazdag.  A kidobott anyag egyre távolodik, miközben egyre ritkább lesz. A robbanás lökéshulláma azonban közeli ködöket préselhet össze – és pontosan ez történt Naprendszerünket majdan alkotó csillagközi köddel is.

A csillagközi köd protoplanetáris koronggá omlik össze (3)

A szilárd anyag első részecskéi lassan egyre nagyobb és nagyobb részecskékké, porszerű anyaggá álltak össze. A fiatal, kialakuló Nap kitörései gyakran forró gázt lövelltek ki, melyek felolvasztották ezeket a részecskéket, melyek a súlytalanságban természetesen gömb alakúvá olvadtak, a kihűlés után is megtartva ezt az alakot. Ezekből a gömböcskékből, a kondrumokból alakultak ki később a bolygóalkotó planetezimálok, a „kisbolygók” és „üstökösök”.

Meteoritból kipreparált kondrumok (4)

A kondrumok később kövekké, sziklákká álltak össze. Egy meteorit szelete (5)

A jelenlevő gáz nagy részéből kialakult központi csillagunk, Nap, a korongban lévő gáz, fémek és jegek fennmaradó anyagából (naprendszerünk hozzávetőleges összetétele 98% gáz, 1,5% jegek, 0,5% fémek) pedig a bolygók. Természetesen, a különféle anyagok máshogy viselkednek. A Nap közelében a jegek (vízjég, ammónia és metánjég) természetesen nem stabilok, ezek csak a Naptól messze létezhettek, a kőbolygókat alkotó fémek és szilikátok viszont eltűrték a Nap közelségét.

Ezért is létezik Naprendszerünkben egy láthatatlan, mégis fontos határvonal, az úgynevezett jéghatár. E vonalon belül az űrben a jég elpárolog, nem stabil, tehát itt főleg fémek és szilikátok (valamint az ezekből létrejövő bolygók) léteznek, a határon kívül pedig a jég stabil lehet.

Jéghatár a Jupiter közelében húzódik (NASA felvételei alapján, a szerző által készített montázs)

A bolygóképződés során sok „nyersanyag” maradt, melyek különféle okok miatt nem álltak össze bolygókká. Ezek a planetezimálok – a jéghatár miatt – nagyjából két típusra oszthatók: „kisbolygókra”, melyek fémekből és szilikátokból állnak, és „üstökösökre”, melyek főleg jegekből és szénben gazdag porból állnak. A kisbolygók a Naphoz közelebb, az üstökösök a Naptól távolabb helyezkednek el. Természetesen, nincsen éles vonal a kétféle planetezimál között: vannak jeges kisbolygók és nagyon poros, köves üstökösök.

A fémekben és szilikátokban az impakt kinetikus energia, a szilikát-víz reakciók exoterm energiája, valamint a kisebb mértékben természetesen létező radioaktív bomlás hőt szabadít fel. A kisebb planetezimálokban kevesebbet, a nagyobb bolygókban többet. A kisbolygókban fejlődő hő nem tudja azokat felolvasztani, anyaguk a mélyben csak átforrósodik, de nem olvad meg. Az üstökösökben fejlődő hő még ennél is kisebb, hiszen anyaguk nagy része jég. Ez a hő csak arra elég, hogy a jeget felolvassza, bár ez is elég izgalmas gondolatokat szül: gondoljunk csak bele, hogy a szénben és szerves anyagokban gazdag langyos „sár” milyen izgalmas kémiai reakciókat szülhet.

Regionális metamorfózis a kisbolygókban, vizes átalakulás az üstökösökben (Ida aszteroida, NASA / JPL / USGS, 9P/Tempel üstökös, NASA képei alapján a szerző által készített montázs)

Nagyságrendileg, ha egy (kisbolygónál nagyobb) törpebolygó elég nagy (mintegy 500 km), akkor ez a belsejében fejlődő hő már megolvaszthatja annak anyagát, és a különféle anyagok már súly szerint el tudnak különülni.

A törpebolygók kialakulásuk után már átolvadtak (8)

A Föld (és más törpebolygók, bolygók) esetében felépítésük már szferikus lesz, tehát a nehezebb fémek (vas, nikkel) a magba süllyednek, a köpeny tartalmazza a peridotit-szerű nehezebb szilikátokat, és a kéreg pedig a legkönnyebb szilikátokat.

A Föld felépítése (9)

Naprendszerünk bolygóinak fejlődése természetesen kissé különbözött, de alapvetően mindegyik hasonló felépítéssel rendelkezik.

 

Források:

Presolar grains from meteorites: Remnants from the early times of the solar system
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0009281905000115

Potassium heated Earth’s core
https://www.nature.com/news/2003/030508/full/news030505-5.html

Chondrules and the origin of meteorites
https://nau.edu/cefns/labs/meteorite/about/chondrules-and-the-origin-of-meteorites/

Chondrules – Annual Review of Earth and Planetary Sciences
https://www.annualreviews.org/doi/pdf/10.1146/annurev.earth.25.1.61

The Supernova Triggered Formation and Enrichment of Our Solar System
https://arxiv.org/pdf/1111.0012.pdf

Evidence from stable isotopes and 10Be for solar system formation triggered by a low-mass supernova
https://www.nature.com/articles/ncomms13639

Planetesimal formation starts at the snow line
https://arxiv.org/abs/1710.00009