SIK ANDRÁS
Top 10 az ûrbõl
Harmadik rész

Elõzõ számunkban a Marssal, a Merkúrral és a Holddalkapcsolatos eredményeket mutattuk be. Ezúttal az Eros kisbolygóra és az Europa holdra kirándulunk.
 
 

Eros: a „Szerelem” felfedte titkait

Egyéves küldetése után méltó nyughelyére került a NEAR–Shoemaker-ûrszonda: elhagyva aszteroida körüli pályáját, az emberiség történetében elsõként leszállt (vagy inkább becsapódott) az Eros nevû földsúroló kisbolygó felszínére (felszínébe). Figyelembe véve, hogy az ûrszonda eredményei milyen nagy mértékben gazdagították a Naprendszer apró égitestjeire vonatkozó ismereteinket, valamint hogy az eszköz a meglehetõsen kemény landolást követõen is mûködõképes maradt, a küldetés rendkívül sikeresnek nevezhetõ.

A bolygónktól több, mint 240 millió km-es távolságban, 2000. február 14-én megkezdett és egy évig tartó kisbolygó körüli keringés során megismertük az 1898-ban felfedezett Eros amerikai mogyoróra emlékeztetõ alakját; 33x13x13 km-es méretét; 5 óra 17 perces forgásidejét; kráterekkel és sziklatömbökkel sûrûn borított, légkör nélküli, 4,5-5 milliárd évesre becsült felszínét, illetve annak ásványi összetételét és jellegzetes alakzatait, réteges szerkezetét és azt a barázdarendszert, amelynek részletei a felszín számos területén megtalálhatók. S mindezt annál részletesebben láthattuk, minél alacsonyabb pályán keringett az ûrszonda az égitest körül – a küldetés végén már 0,5 m/pixelesnél is jobb felbontással.

A kutatók a földihez hasonló, forgástengelyhez rögzített fokhálózatot szerkesztettek a kisbolygó felszínére, s egy-egy domináns felszíni forma alapján lehatárolták féltekéit. A nyugati féltekén található az égitest legnagyobb krátere, az 5,3 km átmérõjû és közelítõleg 1 km mély Psyche. A keleti félteke különlegessége az a Himerosnak nevezett, nyeregszerû bemélyedéses forma, amelynek legnagyobb mérete közel 10 km, mélysége pedig 1,5 km körüli, s tulajdonképpen ez okozza a kisbolygó „mogyoróalakját”. Alacsony krátersûrûsége miatt úgy tûnik, hogy kialakulása jóval a kisbolygó létrejötte után zajlott le, valószínûleg valamilyen csuszamlási folyamat formájában.

Van azonban egy ennél is nagyobb kiterjedésû formacsoport az Eroson, amelyet Rahe Dorsumnak neveztek el. Ez egy barázdahálózat, amely szinte körbefutja az egész kisbolygót, mindig ugyanannak a képzeletbeli síknak a vonalában jelenve meg a felszínen. Kialakulásának magyarázata az Erost kutatók egyik legizgalmasabb feladata. Ma még az is vitatott, hogy összenyomódásos vagy tágulási folyamatok eredményeként jött létre, bár a központi hasadék hiánya inkább az elõbbire utal. További fontos sajátosság, hogy a barázdák számos felszíni formát átmetszenek, amely egyértelmûen bizonyítja a barázdák fiatalabb korát. A Rahe Dorsum mellett további barázdák is vannak a felszínen, ám ezek egyes kráterekhez kapcsolódnak és egymástól szinte független hálózatokba rendezõdnek, vagyis minden bizonnyal a krátereket kialakító becsapódási események következtében jöttek létre (hasonlóan a Mars Phobos nevû holdján tapasztalt repedéshálózathoz).

Mai ismereteink szerint a kisbolygók belsõ állapota és porozitása többféle lehet, így beszélhetünk „töredezett, de egységes”, „erõsen töredezett”, valamint „törmelékaggregátum” szerkezetrõl. A szilárd testnek tekinthetõ egységes szerkezetbõl nagy ütközések hatására alakulhat ki az erõs összetöredezettség, amelynek során az égitest egyes darabjai kisebb-nagyobb mértékben elmozdultak s a porozitás értéke megnövekedett. Az aggregátum szerkezet akkor jön létre, ha egy ütközés darabjaira töri szét a kisbolygót, amelyeket a továbbiakban már csak a gravitáció tart közel egymáshoz (természetesen ebben az állapotban a legmagasabb a porozitás értéke). Az Eros 21-30% közöttire becsült porozitása alapján az erõsen töredezett kategóriába sorolható be, amely egyezik a becsült múltbeli becsapódási gyakorisággal, illetve a formakincs azon elemeinek jelenlétével, amelyek kialakulásához elengedhetetlen a mélyebb rétegek viszonylagos stabilitása.

A kisbolygót regolit, finomszemcsés törmelék borítja, amelynek összetétele meglepõen egységes a teljes felszínen. Egyesek azt gondolják, hogy az Eros (nem maximálisan „szilárd” belsõ szerkezete miatt) története során sok rázkódást élt át, amelyek hatására a könnyen mobilizálható regolit jól áthalmozódhatott és elkeveredhetett. Az intenzív regolitmozgással magyarázzák a kis kráterek szembetûnõ hiányát is, feltételezve, hogy a regolit betemette a legtöbb ilyen formát.

Igen rejtélyes a sziklatömbök nagy felszíni mennyisége is. Elképzelhetõ, hogy ezek felszínbe csapódott testek, vagy a becsapódások során kirobbant, majd a felszínre visszahullott törmelékek. Ám ekkor a megfigyeltnél sokkal több szikla körül lenne valamilyen árokszerû, becsapódásra utaló forma, illetve elhelyezkedésük jobban illeszkedne a feltételezett „forráskráterek” eloszlásához. Egy másik, sajátos magyarázat szintén a belsõ szerkezettel van összefüggésben. Nem lehetetlen, hogy az égitestet érõ rázkódások hatására a regolitszemcsék belehullanak a mélyebb helyzetû, töredezett rétegek apró hasadékaiba, a méretesebb darabok pedig a felszínen maradnak. Sõt, hasonlóan egy eltérõ méretû szemcsékbõl álló keverék folyamatos rázásához, mialatt a kis szemcsék lefelé haladnak, a nagyobbak relatív értelemben felfelé mozognak s idõvel a keverék tetejére kerülnek. Így akár az is elképzelhetõ, hogy a sziklatömbök a kisbolygó mélyébõl érkeznek a felszínre, aprózódásuk során újratermelik a regolitot, s a cirkuláció kezdõdik elölrõl.

Az Eros tehát nem valami egyszerû kõdarab, amely már évmilliárdok óta kering a Nap körül, hanem izgalmas és geológiailag változatos égitest, amelytõl a kutatók fontos válaszokat várnak számos, ma még csak formálódó kérdésre.

(Absztrakt: #1708, #1721, #1947, #2134)
 
 

Europa: mit is talált Galilei?

A már többször kikapcsolni tervezett de még szinte tökéletesen mûködõ Galileo ûrszonda talán legfontosabb eredménye a fagyott vízjégfelszín alatti folyékony óceán felfedezése volt a Jupiter legkisebb Galilei-holdján, az Europán. Egy tényezõ tehát biztosan rendelkezésre áll (vagy állt) ahhoz, hogy ott is megtörténjen a rejtélyes átmenet élettelen és élõ között. A szakemberek további két tényezõt tartanak még elengedhetetlennek ehhez: a biogén elemek és különféle szerves vegyületek, valamint valamilyen energiaforrás jelenlétét.

1. ábra. Az Europa, a Jupiter legkisebb Galilei-holdja

A kémiai feltételeket az Europán talán azon hidrotermális hasadékok teremthetik meg, amelyeken keresztül a feltételezett szilikát anyagú holdbelsõ nyomelemei belekerülhetnek az óceán vizébe (ezek egy típusát nevezzük bolygónkon mélytengeri füstölgõknek).

A harmadik tényezõt, az energiaforrást illetõen nem mondhatunk ugyan biztosat, de kétségtelen, hogy a fotoszintézis nem mûködõképes a jégkéreg alatt. Így lehetséges, hogy az „europai” életformák kemoszintetizálnak, vagyis energiájukat a napfénytõl függetlenül, a gazdagon rendelkezésre álló elemekre és vegyületekre alapozott kémiai úton állítják elõ, hasonlóan a földi mélytengeri füstölgõk életközösségeihez.

Egy másik elképzelés szerint mégis zajlik fotoszintézis az Europán, de csak a jégkéreg felsõ részében lévõ folyékony víztestekben, vagyis az élet globális elterjedéséhez a Holdon arra van szükség, hogy ezek a víztestek kapcsolatban álljanak az óceánnal.

2. ábra. Az Europa feltételezett belsõ szerkezete


További lehetõség, hogy a felszínt bombázó elektromosan töltött részecskék hatására olyan egyszerû szerves vegyületek és oxidánsok (pl. H2O2, vagyis hidrogén-peroxid) jönnek létre, amelyek folyékony közegbe jutva alkalmas kiindulási anyagai és energiaforrásai lehetnek egy sajátos ökoszisztémának. Ennek azonban ugyancsak kulcskérdése a felszíni és felszín alatti régiók közötti kapcsolat lehetõsége.

Izgalmas, hogy az árapályfeszültségek következményének tartott repedésképzõdést, vagy a kaotikus régiók keletkezését éppen olyan elméletekkel magyarázzuk, amelyek révén lehetõség van a felszíni és felszín alatti zóna közötti kommunikációra. Így nem elképzelhetetlen, hogy a jégkéreg felszíne, ahol az említett szerves vegyületek és oxidánsok jelen lehetnek, évmilliós idõskálán vizsgálva kapcsolatba kerül a felszín alatti óceánnal, megteremtve abban az élet kialakulásának harmadik feltételét is.

Úgy tûnik tehát, hogy az óceán és a lehetséges élet megismeréséhez szó szerint a jégkérgen át vezet az út. Így nem meglepõ, hogy a kutatás következõ lépése az Europa Orbiter ûrszonda lesz, amely legfontosabb tudományos kérdései a következõk: Ma is folyékony-e még az óceán?, Milyen idõs és mennyire vastag a jégkéreg?, Egységes-e szerkezete?, illetve Milyen módon juthat anyag a felszín alól a felszínre, avagy fordítva? A válaszokat remélhetõleg még ebben az évtizedben megismerhetjük, mivel az ûrszonda indítását 2008-ra tervezik.

(Absztrakt: #2140)

3. ábra. "Kaotikus régió" az Europa felszínén
 
 

Biológiailag elszigetelt bolygórendszerek

Az élet égitestek közötti, kozmikus vándorlásával kapcsolatos nagyszámú hipotézist a pánspermia-elmélet foglalja össze, amely egyesek számára kielégítõ választ ad az élet földi kialakulásával kapcsolatos kérdésekre. Többen azonban úgy vélik, hogy ezek a teóriák épphogy egy lépéssel távolabb visznek az élet kialakulására vonatkozó titok megfejtésétõl, mivel e jelentõs esemény helyszínét eltávolítják a Földtõl anélkül, hogy bármilyen választ is adnának a hogyanjára.

Ma már szinte elfogadott tény, hogy egy alkalmas becsapódási esemény hatására kõzettörmelék juthat ki a bolygóközi térbe egy szilárd felszínû égitestrõl. Modellekkel és számításokkal az is bizonyítható, hogy ezen törmelék egy része kidobódhat a Naprendszerbõl, leginkább a Jupiter vagy a Szaturnusz közelében történõ gravitációs lendítések, gyorsítás és pályamódosítás eredményeként. Figyelembe véve a Naprendszert elhagyó meteoritok térbeli sûrûségét, a közeli csillagok eloszlását, továbbá gravitációs vonzóhatásukat, az a „biztató” eredmény adódik, hogy minden 100 millió évben eljut egy meteor Naprendszerünkbõl egy másik csillag rendszerébe. (Persze a finomabb modellezéshez azt is figyelembe kell venni, hogy nem minden csillag körül keringenek bolygók, hogy nem minden bolygó alkalmas hely az odaérkezõ élet számára, továbbá hogy az univerzum tágul, így korábban a csillagok közelebb voltak egymáshoz, ám ezektõl jelen esetben nyugodtan eltekinthetünk.) Két dologgal azonban még mindig nem számoltunk: egyrészt meddig maradhat életképes az ûrben akármilyen életforma egy kõzetdarab belsejében, másrészt pedig, hogy egyáltalán mekkora eséllyel tartalmazzák a csillagközi útra induló meteoritok az élet csíráit?

Természetesen a fenti számokat a megfordított esetre vonatkozóan, a Föld kívülrõl történõ megtermékenyítésének lehetõségét vizsgálva is irányadónak vehetjük. Belegondolva abba, hogy bizonyítékaink szerint az élet mintegy 3,8 milliárd évvel ezelõtt jelent meg a Földön, marad 800 millió év bolygónk kialakulásától számítva az élet kozmikus importja számára, amely elvileg nyolc esélyt jelent, de az elõbb említett további tényezõk ezt az értéket jelentéktelenné csökkentik.

Nos, mindezek figyelembevételével arra a következtetésre juthatunk, hogy a bolygórendszerek biológiailag minden bizonnyal izoláltak egymástól, illetve hogy a földi élet mindenképpen valahol saját Naprendszerünkben keletkezett.

(Absztrakt: #2022)


Természet Világa, 133. évfolyam, 3. szám, 2002. március
http://www.chemonet.hu/TermVil/
http://www.kfki.hu/chemonet/TermVil/


Vissza a tartalomjegyzékhez