Lehetnek a világűrben az Avatarból megismert Pandorák?

A Föld kialakulásával párhuzamosan a lakhatósági határon belül is létrejöhettek exoholdak.

Molnár László
2013. 09. 18. 18:38
VéleményhírlevélJobban mondva - heti véleményhírlevél - ahol a hét kiemelt témáihoz fűzött személyes gondolatok összeérnek, részletek itt.

A René Heller (McMaster University, Kanada) és Jorge Zuluaga (Institute of Physics of the University of Antioquia, Kolumbia) által írt szakcikk az első tanulmány, mely exoholdak mágneses környezetével és annak a holdak lakhatóságára gyakorolt hatásaival foglalkozik. Sajnálatos módon az eredmények nem kifejezetten biztatóak. A bolygó- és holdkeletkezési modellek alapján várhatóan még a legnagyobb holdak is kisebbek a Földnél, és így nem képesek önállóan kellően kiterjedt mágneses mezőt fenntartani. Így az egyetlen módja, hogy védjék magukat a csillagukból és a kozmoszból érkező nagyenergiás sugárzás ellen, hogy az anyabolygójuk magnetoszféráján belül keringenek. Ugyanakkor amit nyernek a réven, elveszthetik a vámon: ha túl közel keringenek a bolygóhoz, olyan mértékű árapályfűtés ébredhet bennük, mely lakhatatlanná teszi a felszínüket.

Lakható holdak kapcsán az első kép, ami felötlik bennünk, feltehetően az Avatar film világaként megismert Pandora képe lesz. De úgy tűnik, a valóságban a buja, zöldellő holdak jóval ritkábbak lehetnek, mint eddig gondoltuk. Hiába kering ugyanis a bolygó a csillaga körül annak lakhatósági zónájában: a holdak lakhatóságát más tényezők is befolyásolják, zordabbá téve a körülményeket.

Heller és Zuluaga a cikkükben a lakhatósági zónába eső exobolygók magnetoszférájának mérete és a bolygók körüli lakhatósági határ kapcsolatát vizsgálták. A lakhatósági határ azt a legkisebb távolságot jelzi a bolygótól, ahol egy hold éghajlata még épp elkerülné, hogy megszaladjon az üvegházhatás, és nem alakulnának ki rajta a Vénusz bolygó éghajlatához hasonló, pokoli felszíni viszonyok. A szerzők egy Mars méretű és tömegű holddal számoltak, mert ennél nagyobbak csak igen kis valószínűséggel alakulhatnak ki, kisebbeket viszont még nagyon nehéz lesz detektálni a közeljövőben.


A vizsgálat alapköve a lakhatósági zónába eső óriásbolygó magnetoszférák kiterjedésének kiszámítása. A magnetoszférák tulajdonképp plazmával és mágneses térrel töltött buborékok, melyet az áramló csillagszél és a bolygó által generált mágneses mező erővonalainak összeütközése formál. Ezek a buborékok választják el a bolygó közvetlen mágneses környezetét az igen eltérő bolygóközi tértől. A magnetoszférák hatalmasak lehetnek: a Jupiteré például a bolygó ötvenszereséig nyúlik a Nap irányában, azzal ellentétesen pedig szinte a Szaturnusz pályájáig követhető, mint elnyúlt, láthatatlan plazmacsóva. Hosszúsága ellenére mégsem ez, hanem a nappali oldalra eső fél mérete határozza meg, milyen távolságig képes a bolygó a holdjait árnyékolni.

De hogy lehet exobolygók magnetoszféráját modellezni? Az utóbbi években ez vált Zuluaga professzor szakterületévé. Az Antioquiai Egyetemen működő kutatócsoport behatóan elemezte a naprendszerbeli égitestek mágneses mezeinek tulajdonságait, és számításaik segítségével igyekeztek visszaadni a mérési eredményeket. Sikerült is nagyságrendileg visszakapniuk a mágneses tér főbb jellemvonásait (a mágneses dipólus momentumot), a Ganymedes holdtól egészen a Jupiterig terjedő mérettartományban. Ezek alapján a modelljük elfogadható pontossággal, egy kettes szorzónyi bizonytalansággal képes az exobolygók mágneses terének méretét is előrejelezni.

 

A kérdés másik fele, az exoholdak René Heller szakterülete. Egy korábbi tanulmányában megmutatta, hogy holdak nem keringhetnek akármilyen közel a bolygójukhoz: a bolygóról visszaverődő fény és az árapályfűtés egy adott távolságon belül lakhatatlanná teszi az égitestet. A lakhatósági határ kétféleképp is definiálható. A belső, optimistább, a megszaladó üvegházhatásra alapoz, és a légkör hőelnyelési képességétől függ. A külsőbb, pesszimistább, az árapályfűtést veszi figyelembe: a határ az Io holdnak megfelelő fűtésnél található, ahol már minden valószínűség szerint annyira erős a felszíni vulkanizmus és a tektonikus aktivitás, hogy az lényegében alkalmatlanná teszi az életre a holdat.

 

A magnetoszféra méretét és a lakhatósági határt összehasonlítva igen érdekes eredményeket kaptak. A bolygók kialakulását követő kb. egymilliárd évben, tehát mikor az élet kialakulása zajlott a Földön, csak olyan holdakat árnyékol le a mágneses mező, melyek már a lakhatósági határon belül vannak. Vagyis egy hold vagy lakható éghajlatú lesz, vagy pedig árnyékolja a bolygója magnetoszférája, de a kettő együtt nem működik. Egymilliárd év után aztán bizonyos konfigurációk működhetnek: egy Jupiter-tömegű vagy még nagyobb bolygó körül keringő holdnak például már védelmet nyújthat a bolygója. De az összetétel is befolyásolja az eredményeket: míg a nagyrészt hidrogénből álló, Szaturnusz méretű égitesteknél alig van esélye a holdaknak, a nehezebb elemekben dús Neptunusz hatékonyabb védelmezőnek tűnik. Annyi biztos egyelőre, hogy Pandora vagy nagyon ritka égitest, vagy pedig nem célszerű rajta iránytűvel navigálni.

Ne maradjon le a Magyar Nemzet legjobb írásairól, olvassa őket minden nap!

Google News
A legfrissebb hírekért kövess minket az Magyar Nemzet Google News oldalán is!

Portfóliónk minőségi tartalmat jelent minden olvasó számára. Egyedülálló elérést, országos lefedettséget és változatos megjelenési lehetőséget biztosít. Folyamatosan keressük az új irányokat és fejlődési lehetőségeket. Ez jövőnk záloga.