Előfizetés a lapra

Összehasonlító planetológia a Föld bolygóért

A hét kutatója, Bay Zoltán-díj, bolygó, csillagászat, interjú, Naprendszer, planetológia

2016/08/24

A hazai űrkutatás területén elérhető legnagyobb szakmai elismerés a Bay Zoltán-díj, melyet az űrhajózás napján, április 12-én ad át az űrkutatást felügyelő miniszter. Idén Illés Erzsébet csillagász vehette át a kitüntetést közel hat évtizednyi munkásságáért. Az MTA CSFK Konkoly Obszervatórium nyugalmazott tudományos főmunkatársa szput­nyik­meg­fi­gye­lé­se­k­kel kezdte a pályáját, jelenleg főként összehasonlító bolygókutatással foglalkozik, ami rendkívül széleskörű háttérismeretet igényel.

TRUPKA ZOLTÁN FELVÉTELE

– A felsőlégkör kutatásával kezdte a pályáját, mint űrkutató. Hogy lett ebből planetológia?

– Ahhoz, hogy megértsük a felsőlégkör sűrűségváltozásait, figyelembe kell venni, hogy milyen hatások érik az alatta lévő rétegekből, tehát a Földet egészben kell látni. Másrészt azt is figyelembe kell venni, hogy milyen hatások érik a Földet a Napból, vagyis a Nap-Föld fizikai kapcsolatokat. A Napból jövő hatások eljutnak a többi bolygóhoz is, vagyis megnézhetjük, hogy mi történik a légkörükben. Ott is azok a jelenségek lépnek fel, amiket a Föld esetében találtunk, vagy mások dominánsak? És ezzel már el is érkeztünk az összehasonlító planetológiához.

– Az emberi kíváncsiságon túl miért érdekes más égitesteket vizsgálni? Lehet ebből valamit tanulni a Földről is?

– Természetesen, nagyon sok mindent lehet tanulni. Más bolygókon mások a hőmérsékleti határok, mások a környezeti viszonyok, más anyagokból áll a légkör, és nem mindenütt van mágneses tér. Emiatt másként reagálnak a Napból jövő hatásokra. Más égitesteken talált domináns jelenségek ötletet adhatnak arra, mit kellene még a földi légkörmodellekbe beépíteni. Például testvérbolygónk, a Vénusz, nagyon forró, jóformán teljesen elvesztette a vízkészletét. Miért? Milyen módon? A Földet ez a veszély nem fenyegeti? Sokat tanulhatunk a Marstól is. A porviharokból azt, mennyire változtatja meg egy bolygólégkör hőháztartását a levegőbe felemelt por. Mivel a Mars pályaexcentricitása nagy, ezért a pályamenti sebessége napközelben gyorsabb, ekkor van a déli félteke nyara, ami nagyon rövid ideig tart, és viszonylag meleg. Az északi nyár meg elnyújtott, és sokkal hűvösebb, mert ekkor naptávolban jár a bolygó, és lassabban.

 A Föld esetében a pálya excentricitása nagyon kicsi, nem is gondolták, hogy ez különösebben befolyásolja a felsőlégkör sűrűségét. A felsőlégkörrel kapcsolatos legutóbbi kutatásaim azonban kimutatták, hogy amikor napközelben van a Föld, nagyobb a felsőlégkör sűrűsége, mint ahogy ezt a modellek jósolják.

 Érdekes az is, hogy a Földön található fagymintás talajhoz hasonló alakzatokat láthattunk a Neptunusz holdján, a Tritonon. A Föld esetében a víz áramlása, olvadása és megfagyása hozza létre ezeket a formákat. De ott sokkal hidegebb van, a vízjég a kemény sziklákat alkotja, az illó anyag ott a metán és a nitrogén, ezek jege borítja a felszínt. Vajon ezek a különleges jegek hogyan hozhatnak létre hasonló felszíni mintázatot?

 Egy másik érdekes példa a Szaturnusz holdja, a Titán, ahol – akárcsak a Földön – főleg nitrogénből áll a légkör. Ott a metán játsza azt a szerepet, amit nálunk a víz. Vagyis mindhárom fázisban jelen van, elpárolog, felhőket alkot, esőt képez, megfagy. A metán azonban – ellentétben a vízzel – olyan magasra jut a Titán légkörében, hogy a napsugárzás bontani tudja, és ezzel létrejön egy nagyon érdekes kapcsolat a felsőlégkör és a talaj között. A Titán felsőlégkörében ugyanis a metil-gyökökből létrejövő, hosszú szénláncú vegyületek rózsaszín hóként hul­la­nak lefelé, és ez az egész felszínt 3-4 km vastagon boríthatja. Ami mozgatható, azt a szél elfújja, és dűnéket épít. Érdekes ezeket a földi, szilikátszemcsékből álló dűnesorokkal összehasonlítani. 

– A felterjesztés indoklásában szerepelt egy új üstökösmodell kidolgozása is. A Rosetta-szonda eredményeit figyelve mostanában ez különösen izgalmas terület.

– Az egységes összetételű, koszos hólabdaszerűnek elképzelt üs­tö­kös­mo­dellhez képest egy különböző keménységű darabokból összeállt üstökösmagmodell ötletét publikáltam. A gondolatot a Shoemaker-Levy-9 üstökös szétdarabolódása vetette fel bennem. Ezt az üstököst ugyanis a Jupiter árapályereje sok darabra szakította szét, amelyek mindegyike, mint külön „üstököske” működött, amíg 1994-ben be nem csapódtak a Jupiterbe. A darabok a szétesés után egymástól kissé eltávolodtak, és a Hubble-űrtávcső felvételén úgy jelentek meg, mint egy gyöngysor. A sorból azonban néhány halványabb kilógott, amit azzal magyaráztam, hogy ezek aktívabbak voltak, mint a társaik, és a kiáramló gázok hajtóereje jobban megváltoztatta a pályájukat. Amikor a kis üstököskék egymás után becsapódtak és a nagy légellenállástól felizzva szétrobbantak, anyaguk szétporladva nagy sötét foltokat hagyott maga után.

 A Shoemaker-Levy-9 üstökös darabjai a Hubble-felvételén

Észrevettem, hogy éppen azok a darabok hagytak maguk után kevésbé sötét foltot, amelyek messzebb voltak a „gyöngysortól”. Ennek az oka az lehetett, hogy sokkal nagyobb magasságban robbantak szét, vagyis nem voltak elég kompaktak, nem voltak elég kemények ahhoz, hogy mélyebbre jussanak le, ahol sokkal nagyobb lett volna a robbanás ereje. Ez számomra azt jelezte, hogy az üstökösök különböző keménységű, kisebb darabokból (szubmagokból) állhatnak, amelyeknek különböző előélete lehetett. Például a Naprendszer különböző részén keletkezhettek, így más lehet az anyaguk, különböző mennyiségű és erősségű ütközést szenvedhettek el, mielőtt a Jupiter légkörének részévé váltak.

 Az üstökösöket korábban megközelítő szondák adatai arra utaltak, hogy az üstökösmagok nagy része ilyen „nem-monolit”, hanem több darabból, „szubmagból” álló képződmény lehet. A Halley-üstökösnél vették észre először, milyen pici felülete aktív. Könnyen lehet, hogy azok a területek lesznek először aktívak egy üstökösmagnál, ahol a felszínnél egy nagyon laza szerkezetű szubmag helyezkedik el. A Rosetta-szonda mérései alapján egyértelművé vált, hogy a Csur­ju­mov-Geraszimenko üs­tö­kös­mag­ban valóban két különböző előéletű szubmag tapadt össze.

– Több évtizedes adatgyűjtés, elemzés eredményeként jelent meg nemrégiben az Encyclopedia of Planetary Landforms című háromkötetes nagy összefoglaló mű, melynek Ön is szerzője.

– Az összehasonlító planetológiát valóban a folyamatos adatgyűjtés, elemzés, összehasonlítás jellemzi. Hét címszó fűződik a nevemhez, de inkább fiatal kollégáimra vagyok büszke. Hargitai Henrikre és Kereszturi Ákosra, a könyv szerkesztőire, és arra, hogy sok magyar kutatót vontak be a munkába. A Springer kiadónál megjelent könyv címét magyarra így fordítanám: Bolygótestek Formakincsének Enciklopédiája. Tehát nemcsak a Földről, a Föld formakincseiről beszélünk, hanem a Naprendszer összes kérges bolygótestjének formavilágáról.

 A planetológiai enciklopédia első kötete

A körülbelül 800 címszó, 1862 kép bemutatja, hogy azok a formakincsek, amik a Földön vannak (például gerincek, vulkánok, kanyonok, barlangok), máshol is előfordulnak-e, s ha igen, felsorolja, mely bolygótesteken. Ha viszont máshol olyan formakincseket találtak (például koronák, tesszerák), amilyeneket a Földön korábban nem ismertünk, azoknak is megadja a nemzetközileg elfogadott neveit és definicióit, valamint, hogy mely bolygótesten találták meg először, és mely bolygótesteken fordul még elő.

 Óriási vállalkozás volt ezt az anyagot összegyűjteni, és a többszáz planetológusnak szétküldeni lektorálásra. Azt jelölték a szerkesztők szerzőnek, aki a legtöbbet adta hozzá az adott címszóhoz. Így adódott a 268 szerző. Minden földtudománnyal foglalkozó kutató, planetológiát tanuló, oktató vagy ismeretterjesztő számára nagyon hasznos, összefoglaló mű ez a könyv.

 TRUPKA ZOLTÁN

2016/26