Lakható bolygók nyomában Óceánok a Vénusztól a Gliese 581 c-ig  


A bolygókutatást az élet keresése hajtja, nem a geológusok. A közvélemény nem pályaelemekről, formakincsről és légköri összetevőkről akar hallani, hanem kicsi zöld emberkékről, de legalábbis aranyos vagy elborzasztó állatokról, legrosszabb esetben vad dzsungelekről.

Azok az égitestek, amelyeknek a létezését már kimutattuk, de sok egyebet még nem tudunk róluk, megtelnek az élet lehetőségével. 1960-ban a Mars és a Vénusz is ígéretes célpontnak bizonyult: mindkét égitesten komolyan elképzelhető volt az élet. De amikor jobban megismertük a lehetőségek égitestjeit, kiderült, hogy az optimista képek hamisnak bizonyultak.

A Vénusszal kezdődött. 1960-ban alapvetően kétféle Vénusz-kép volt forgalomban: az egyiket Svante August Arrhenius alapozta meg 1918-as leírásában. Eszerint a Vénusz kb. 50 fokos átlaghőmérsékletű, fülledt, szélcsendes világ, mely kihívásoktól mentes környezetben egyhangú, de mindent elborító mocsári növényzet fedi a felszínt. Arrhenius - mint kiderült, helyesen - arra is elméleti úton következtetett, hogy a bolygó felszíne egységes hőmérsékletű és nagyrészt szélmentes. Azt is említi, hogy a mocsarak azokhoz hasonlítanak, melyekből a Földön a szénmezők kialakultak (és a Vénuszon is hasonló folyamatot feltételez). A karbon szénmezőkből a sci-fi írók fantáziájában mezozoikumi dzsungelek lettek, a hozzájuk tartozó dínókkal. Más sci-fik végtelen óceánokat vagy fejlett civilizációt is hozzáadtak ehhez a képhez, melyet az olvasók nem is kérdőjeleztek meg.

A másik Vénusz-kép 1922-ből ered, amikor Charles Edward St. John és Seth B. Nicholson friss spektroszkópiai mérései cáfolták, hogy vízgőz vagy oxigén lenne a Vénusz légkörében. Az adatokat ők is továbbgondolták: szerintük a Vénusz száraz, homok borította világ, porviharokkal, és a légkör alsó részében szálló porral. De ez a nézet nem terjedt el, mint ahogy Fred Holyle 1955-ös víziója a vénuszi olajóceánokról sem. Frank Whipple és Donald Menzel szénsavtól pezsgő vízű globális óceánvilága is megmaradt elméletnek.

A nagy reményekkel indított Mariner-II űrszonda 1962-ben elszállva a bolygó mellett lehűtötte a kedélyeket: a felszín túl forró: több mint 400 fokos hőmérsékletű. A Vénusz elveszett, és az amerikaiak a bolygót átengedték a szovjeteknek.

De még ott volt a Mars. Az első űrszondás küldetésig Lowell csatornaépítő marslakóitól G. A. Tyihov extremofil növényeiig sokféle elképzelés élt a marsi életről, de abban szinte mindenki egyetértett, hogy valamiféle életnek és nedvességnek kell lennie a Marson. A kutatók reményekkel telve várták az első űrszonda adatait. A NASA indítás előtti fantáziarajzán a szonda a Marsnál már élesen tudja kivenni a bolygót behálózó - csatornarendszert... 1965-ben a Mariner-IV fényképei és mérései kiábrándítottak tudóst és érdeklődőt egyaránt: a mérések szerint a légkör jóval ritkább, mint várták, a bolygónak nincs mágneses tere, mely védhette volna az ott lakó lényeket; és a képeken holdszerű világ tárult fel, milliárd évesnek kinéző kráterekkel, ami arra utalt, hogy nemcsak hogy ma nincs élet a Marson, de soha nem is volt. A Mars is elveszett. A NASA ezután a Holdutazásra koncentrált, de még itt is, mindezek után is hitte, hogy lehetséges az élet máshol, hiszen a visszatérő űrhajósokat megérkezésükkor három hétre karanténbe zárták, félvén az idegen mikroorganizmusoktól.
 

Négy változat a Marsra: száraz sivatag (1970); ősi vízfolyásokkal ((1980); időnként tavakkal (1990); ősi északi óceánnal (2000). (Teemu Mäkinen rajza, Finn Meteorológiai Intézet )

A későbbi űrszondás küldetések eredményei aztán új reményeket ébresztettek, de immár visszafogottabb igényekkel. A megfigyelt hálózatos és áradásos csatornák a Marson arra utaltak, hogy valaha volt víz a bolygón. A több évtizedes vizsgálatok mind több bizonyítékát tárták fel a korai Mars maitól eltérő éghajlatának, a víz jelenlétének: a víz (folyékony és jég, felszíni és felszín alatti) lassan - időnként a tudományos közleményekkel(-ben) a fél Marsot elárasztva - visszaszivárgott a Marsról alkotott képünkbe, és a Mars-kutatás új lendületet nyert, hiszen ahol víz van, élet is van. Vagy ha nincs, volt, és ezt is érdemes kimutatni. Ma már egy foszszíliával is boldogok lennénk, de egyelőre továbbra sincs miről beszámolni.

És visszatért az élet és a víz (!) a Vénuszra is. Bár a Vénusz kutatása jóval szerényebb figyelmet kap, ,,ikerbolygónk" kutatói szerint akár a Marsnál is esélyesebb lehetett az életre. A Venyerák megfigyeléseiből a ,,pokoli Vénusz" ikonikus képe bontakozott ki: szinte lávaolvasztó forróság, vulkánok, kénsavfelhők. A geológiai formakincsből azonban az derül ki, hogy a Vénusz nem mindig volt ilyen: a felszín egységesen kb. 6-700 millió éves -, hogy mi volt előtte, arra csak következtetni lehet. És ha erről van szó, ismét feltámad a kutatói remény és fantázia.

Az érvelés szerint a Föld és a Vénusz valószínűleg hasonló mennyiségű vízkészlettel kezdte életét: tehát ott is voltak óceánok. Ahol van víz, élet is van. A földi élet, a korai extremofilek kutatása arra utal, hogy az élet nyomban megjelent, amint megjelenhetett. Tehát a Vénuszon ,,szinte bizonyos", hogy volt élet. A kérdés, hogy mikor szabadult el az üvegházhatás, forrtak fel az óceánjai. Aszámítások bizonytalanok, a kutatók pár millió évtől akár 2 milliárdig is elmennek. Márpedig ha két milliárd évig léteztek a Vénusz óceánjai, akkor ott... de ez már ismét a fantázia birodalma. Annyi bizonyos, hogy a víz mára eltűnt, és a mai elméletek szerint epi- zodikusan működő vulkanizmus kilométer mély láva alá temette a múlt Vénuszának nyomait. Vagy mégsem? Mindenesetre ahogy az élet lassan visszatért a Marsra, a Vénusz óceánjai is újra megjelentek, ami újabb okot adhat az űrszondás küldetésekre a Vénuszhoz, illetve a Marshoz és az elméletek szerint szintén (felszín alatti) óceánt hordozó Europa Jupiter-hold felé is. Azaz: nem adjuk fel.

A geológiai megfigyelések olyan új reményeket ébresztenek, melyekre korábban nem számítottunk. Míg az előzetes biológiai várakozások mindjárt olyan életformákat várnának, amik a Földön is csak jó 2 milliárd év alatt fejlődtek ki, a geológiai várakozások általában mérsékeltek és homályosak: a csatornákkal átszőtt Mars esetében globális alföld, a Vénusznál szintén sík mocsárvilág vagy sivatag - egyedül a Holdon vártak a (vulkáni eredetűnek hitt) krátersáncok árnyékainak megfigyelése alapján éles, csipkézett hegyeket. A várakozásokkal ellentétben a Holdon járva kiderült: a holdi hegyek lankásak, és lekerekítettek, a többi bolygótest viszont teli van olyan formákkal, amikre nem is számítottak: húsz km magasságú vulkánok, gigantikus kanyonrendszerek, mély szakadékok, irdatlan lávafolyások, káoszterületek és olyan formák, melyeknek még neve sem volt korábban: koronák, tesszerák, vénuszi arachnoidok és marsi fekete pókok, kullancsok és novák, fakulák, lentikulák, palimpszesztek és tigriskarmolások (a kutatók igen fantáziadúsak, ha új geológiai szakszavakról van szó - legalább általuk élet költözik az idegen világok felszínére). Ageológusok valódi új világokat kaptak, a biológusok egyelőre csak a ,,tárgy nélküli tudományt", az asztrobiológiát. A Naprendszer lakhatósági zónájában a miénken kívül csak két bolygó van; ha az egyik vonalon nem találunk életet rajtuk, keressük a más módon. Vagy máshol.

Mert már benne élünk a bolygókutatás második nagy korszakában. A tudománytörténet pedig ismétli magát, mint már annyiszor. De most a távcsövek, spektrométerek már más Naprendszerek felé fordulnak. Egyelőre a geológusoknak nincs mit kutatni, az első stáb a csillagászoké: megtalálni az új égitestet és meghatározni pályaelemeit és tömegét. Még nem tartunk ott, hogy megtaláljuk a ,,távoli Földeket", de egyre kisebb tömegű bolygókat sikerül megfigyelni. És itt mintha visszaugranánk 1918-ba, Arrhenius Vénusz-leírásához.

Arrhenius következtetéseit meglehetősen csekély biztos ismeret birtokában vonta le: a Vénusz tömege, mérete, naptávolsága és ragyogó látványa volt ismert, a légkör összetétele rendkívül bizonytalan mérések alapján volt vízgőzben igen gazdagnak elfogadott, és minden egyéb puszta elméleti következtetés a ,,számítások alapján 47 fokos" hőmérsékletet is beleértve. De a nagyszámú bizonytalansági tényező sem akadályozta meg a többséget abban, hogy higgyen a vénuszi mocsarak létében.

2007. április 25-én az ESO (Európai Déli Obszervatórium) hurráoptimista sajtóközleményében bejelentette, hogy munkatársai felfedezték az első bolygót (Gliese 581 c) egy vörös törpecsillag lakhatósági zónájában. Az ,,M törpék" körül újabban úgy vélik, hogy lehetséges az élet, bár lakhatósági zónája (lakhatósági zónán kívül már sokat ismertek) nagyon keskeny, és mivel a csillag halvány, nagyon közel van hozzá, ezért valószínű, hogy a bolygó kötött keringésű lesz és a potenciális élőlényeknek ki kell állnia a közeli csillag kitöréseit is.

Az ESO közleménye tényként közli a bolygó földinél 50%-al nagyobb sugarát, az 5-szörös földtömeget, majd a felfedezőtől (Stéphane Udry) a következő idézetet: ,,E szuper-Föld középhőmérsékletét 0-40 fokra becsültük és a víz így folyékony lenne." Az eredeti ,,We have estimated" ,,...a mérések szerint"-é alakult át az MTI vágyakozó újságírói keze alatt. A modellek előrejelzése szerint a bolygó vagy kőzetbolygó - mint a Föld -, vagy óceán borítja...

Lábjegyzet közli, hogy a megadott tömeg csak becslés, lehet nagyobb tömegű is, de valószínűleg azért közel jár a valósághoz. A közleménybe linkelt szakcikkből már kiderül, hogy a hivatkozott "hőmérséklet" nem valódi felszíni, hanem az üvegházhatás nélkül számított egyensúlyi hőmérséklet. Ezt a sajtóközlemény "elfelejti" megemlíteni. A szakcikk csak a lehetséges felhők fényvisszaverő, azaz hűtő hatásával számol, a felhők létéből következő légkör melegítő üvegházhatásával nem. Hogy ez mekkora lehet? A Föld (ill. Vénusz) távolságában az effektív feketetest- hőmérséklet 5 C (55), a felhőzet (albedó: 0,35 [kb. 0,6-0,7]) ezt kb. 25 (kb. 95) C-fokkal ,,hűti" (ebből számítható ki az egyensúlyi hőmérséklet: -18 [kb. -40] C), de ezt az üvegházhatás még 35 (kb. 490) C-fokkal fűti.

Ha megnézzük, hogy az új égitest egyensúlyi hőmérséklete a becsléshez használt albedóértékek alapján 0+-40 fok lehet, és ehhez hozzáadjuk a lehetséges üvegházhatást, nagyon forró világot is kaphatunk. Ha van felszíne egyáltalán. A bolygósugár, a bolygósűrűsége, összetétele ismeretlen.

Hogy megnézzük, hogyan viszonyul egy tudományos becslés a valósághoz, elég végiglapozni a Plútó méretének és tömegének (és ezzel összefüggésben sűrűségének) adatait felfedezésétől napjainkig.

Clyde Tombaugh leírja, hogy első számításai szerint a Plútó 16 ezer km átmérőjű, vasból van és légköre van (de még így is túl kicsi volt a korabeli elvárásokhoz képest). 75 év alatt a Plútó szakirodalmunkban kb. 2400 km-es átmérőjűre, 2,05 g/cm3 sűrűségűre fogyott. Természetesen ma is minden internetes oldal és könyv pontos adatokat ad meg, a komolyabbak hivatkozással, de a szakcikkekből ismert hibaszázalék intézményével ritkán szokták untatni az olvasót.

A rendelkezésre álló gyér adatok alapján mondták el a kutatók a Gliese 581 c-ről az ESO sajtóközleményében azt, amit látni szeretnének felfedezett bolygójukon, nem említve, hogy milyen mértékű spekulációról van szó, és hányféle egyéb következtetést is lehet levonni az adatokból. Az ESO sajtóközleményében foglaltakat alapul véve pedig már ilyen címek jelentek meg a sajtóban: "Major Discovery: New Planet Could Harbor Water and Life", "Folyékony víz lehet a most felfedezett exobolygón", "Az első Földhöz hasonló, lakható exobolygó". A cikkek címeiből kiolvasható következtetés tehát hasonló, mint amilyen a szintén gyér adatok alapján elméleti modellekben felépített Vénusz korai leírása. Más kutatók is felhívták erre a sajtó figyelmét. Így született meg a New York Times írása (jún. 12.): "A Planet Is Too Hot for Life, but Another May Be Just Right": Szerencsére exobolygóból - van másik! Nem változtunk.

És a bolygók sem változtak. Mégis, szemünkben a bolygók állandóan változó képet mutatnak.
 

HARGITAI HENRIK



Természet Világa, 138. évfolyam, 10. szám, 2007. október
http://www.termeszetvilaga.hu/ 
http://www.chemonet.hu/TermVil/