Lehet, hogy nem csak a Földön van élet a közelben?

Vulkánkitörés az Io felszínén, háttérben a Jupiterrel

Naprendszerünk óriása kapcsán egy könyvsorozat is kevés lenne ahhoz, hogy bemutassuk a Jupiter minden csillagászati és planetológiai, kutatás-, sőt kultúrtörténeti vonatkozását. Ahogyan az égitest trójai kisbolygóinak irányába elindított Lucy-űrszonda is adott szegmensek vizsgálatával foglalkozik majd, így teszünk mi is, és három tudományos érdekességet mutatunk be a különleges gázóriás, a Jupiter háza tájáról.

Alámerülve az Europa jéghold titokzatos jégóceánjába

Az esetleges naprendszerbeli élet lehetősége a Mars mellett leginkább a Jupiter négy, Galileo Galilei által felfedezett holdja közül a legkisebb, az Europa esetében merül fel. A 3121 km átmérőjű égitestet szokás „kozmikus billiárdgolyóként" is emlegetni. Ez arra utal, hogy felszínének vastag jégtakarója simára varázsolja külső felszínét. Az űrszondás fényképfelvételek megállapították, hogy ezt a sima felszínt a vastag jégpáncél rianásai hálózzák be.

Az Europa a Galilei-űrszonda felvételén. A hold felszínét vastag jégpáncél borítja Forrás: NASA/JPL/DLR

Ezt földi analógiával ahhoz lehetne hasonlítani, mint amikor télvíz idején egy megfagyott pocsolya jegére lépve repedések sora keletkezik, majd a víz felszivárog a jég felszínére. A biológiai spekuláció szempontjából a több kilométer vastagságú jég alatti világ játssza a főszerepet.

Itt ugyanis egy közel 100 kilométer mélységű sós vizű óceán rejtőzik.

Az árapályerők és az égitest belső hőtermelése révén ennek hőmérséklete – a felszíni , dermesztő -160 Celsius fokkal ellentétben – a hipotetikusan feltételezett organizmusok számára megfelelő mértékű lehet. Bizonyos hipotézisek ugyanis nemcsak egészen primitív, de a földi ősóceánéval rokon, fejlettebb organizmusokat is lehetségesnek tartanak az Europa vizében.

A Clipper űrszonda az Europa felett (művészi illusztráció) Forrás: NASA/JPL-Caltech

Érdemes ugyancsak földi analógiaként említést tenni az Antarktisz jégpáncéljával fedett Vosztok-tóról. Orosz kutatók sikeresen fúrtak le felszínéig, elérve tekintélyes víztömegét, és megállapították, hogy az extrém körülmények ellenére a jégpáncél alatti tó biológiailag aktív.

A NASA által közreadott, 1997 tavaszán készített radarfelvétel a Vosztok-tó feletti jégrétegről az Antarktisz keleti részén Forrás: MTI/NASA

A Jupiter Europája kapcsán a további kutatások közül perdöntő lehet az in situ megvalósítható penetrátor–tengeralattjáró-kombináció. Ez egy szállító űrszondáról leválva átfúrná magát a jégpáncélon, majd elérve az óceán határát, tengeralattjáró módjára hajtaná végre különféle planetológia és élettani vizsgálatait.

Kozmikus szomszédságunk természettudományos alapokon nyugvó elméleti vizsgálatai, az eddigi földi távcsöves, valamint űrszondás kutatások egyelőre még nem tártak fel biológiai aktivitást a Naprendszerben. Sem ennek múltbéli fosszilis nyomait, sem jelenleg létező, bármilyen primitív formáját. Mindez azonban nem azt jelenti, hogy egyes erre vonatkozó tudományos elméleteknek nincs alapja, sőt azt sem, hogy legalább alacsonyabb formában nem létezhet élet a Naprendszer egyes vidékein.

Az Europa felszínének művészi ábrázolása Forrás: Afp

Megtalálásukat a további kutatások, a technikai fejlődés nyújtotta modern űreszközök léte egyaránt elősegítheti. Természetesen minderre évtizedes időskálán van esély,

a siker azonban ennek ellenére sem biztos, hiszen a földönkívüli élet léte igencsak kérdéses,

közvetlen kozmikus szomszédságunkban. A vizsgálatok viszont mindenféleképpen hasznosak, hiszen a Naprendszerre vonatkozó más tudományos eredmények bővülését is elősegíthetik.

Galilei forradalmi felfedezést tett a Jupiter megfigyelésével Forrás: Wikimedia Commons/NASA/JPL/USGS

Ennél a pontnál az a kérdés is felmerül, hogy mennyiben vizsgálható a Jupiter-hold vize földi létformákkal való megfertőződés veszélye nélkül? Jelen pillanatban úgy fest, hogy ezek a kérdések igazán komolyan csak később kerülnek napirendre az űrmissziók tervezésénél. A jövőbeni Europa-repülés kapcsán viszont elkerülhetetlenné válik a témában jártas szakemberek bevonása. Mindehhez egy nemzetközi környezetvédelmi–űrjogi szabályozás is alapot ad.

Az Europa hold metszetének rajza. Bal oldalt vékonyabb, jobb oldalt vastagabb jégtakaróval ábrázolják az égitestet. Az óceáni aljzaton hidrotermális kürtők láthatók Forrás: NASA/JPL/Michael Carroll

Az ENSZ Közgyűlésének 1976. december 10-i XXXI. ülésszakán elfogadott egyezmény (ami az 1978. évi 29. számú törvényerejű rendeletként a magyar jogba is bekerült) ugyanis definiálja, hogy „a „környezetmódosító eljárások" meghatározás minden olyan eljárásra vonatkozik, amely – a természeti folyamatokba való tudatos beavatkozás révén – megváltoztatja a Föld vagy a világűr dinamikáját, összetételét vagy szerkezetét, beleértve a Föld élővilágát, szilárd kérgét, vízkörét és légkörét".

Egy Australopithecus találkozása a trójaiakkal

Az október hónap planetológiai szenzációját jelentő amerikai Lucy-űrmisszió a „12 év, 8 kisbolygó, 1 űrszonda" szlogennel hirdeti magát. A küldetés valójában hét kisbolygót látogat meg, ami igazából hat... De, hogyan is jön ki ez? A nyolc, valójában csak az Eurybates-t kísérő feltételezett apró holddal "jön ki", de a hétre megvan a kézenfekvő magyarázat:

az 1906-ban felfedezett 617-es Patroclus valójában egy iker-kisbolygó,

de a testvére, a Menoetius nevét a regisztrátumok számozása nem örökíti meg. A Jupiter ún. trójai kisbolygóit 12 évnyi űrodüsszeia során vizsgáló szonda az (52246) Donaldjohanson „személyében" egy 4 km-es főövbeli kisbolygót is felkeres.

A Lucy-űrszonda vizsgálni fogja a trójai aszteroidákat is Forrás: NASA

A 1981-ben meglelt apró objektum a Lucy-t felfedező antropológus után kapta a nevét. De ki is volt Lucy? A küldetés és az űrszonda elnevezése az 1974-ben Etiópiában napvilágra került Australopithecus afarensis emberszabású főemlősfajhoz tartozó nőstény egyedre utal. A pliocén korban, 3,2 millió éve élt faj átmenetet képzett az emberszabású majmok és az emberfélék között. Az Australopithecus a fákon élt, de a földön már felegyenesedve, két lábon járt.

A valódi "Lucy", egy Australopithecus afarensis tudományos rekonstrukciója Forrás: AFP/Dave Einsel

Magyarázattal tartozunk még a trójai kisbolygókra nézve is: azokat a kisbolygó-halmazokat nevezik a csoport tagjainak, amelyek a bolygók L₄ és L₅ jelzetű librációs Lagrange-pontjai környékén „bandáznak". A Lagrange-pontok közelében egy kis test a hozzá viszonyítva sokkal nagyobb tömegű két másik objektum együttes tömegvonzásának hatására – azokhoz képest – kozmikus időskálán hosszú ideig nyugalomban marad.

Elnevezésük onnan ered, hogy a Jupiter „egyik oldalán" csoportosuló kisbolygókat Trója görög ostromlóiról, a másik, ugyancsak 60 fokra elhelyezkedő térfélén lévőket pedig a város trójai védőiről nevezték el. A csillagászati szakirodalomban azonban egységesen a trójai megnevezést alkalmazzák rájuk.

Egy analóg példa: a Mars trójai kisbolygóinak többsége a planéta úgynevezett L₅ Lagrange-pontjánál csoportosul, ami azonos eredetre utal Forrás: Apostolos Christou

A misszió tehát (az említett főövbeli aszteroida kivételévek) kifejezetten a Jupiter trójai kisbolygóit kutatja. A vizsgált objektumok eltérő fizikai összetételű aszteroida-típusokat képviselnek, rendre a következőképp: C (szenes kondritokkal egyező színképűek), D (üstökösmag-szerűek), P (melyek átmenetet képeznek a C és D között).

A Jupiter trójai kisbolygói a gázóriással egyező pályán keringenek,

és a Nemzetközi Csillagászati Unió Kisbolygó Központjának adatbázisa szerint a számuk jelenleg 814. Jelentős arányban térnek el jellegükben a főövbeli aszteroidáktól, és felülreprezentáltak köztük az üstökösmag-szerűek.

A Naprendszer gázóriása, a Jupiter a Juno felvételén Forrás: NASA

Igazi „házasságszédelgőként", a Naprendszer óriásának létezik még egy kisbolygó-családja. A Hilda-csoport névadója a (153) Hilda, amit Johann Palisa csillagász 1875-ben az Osztrák-Magyar Monarchia időszakában fedezett fel, tehát ez egy kicsit a miénk is. A csoport a két másik társával ellentétben korántsem stabil L3–as Lagrange-pontban kering. Ennek ellenére ez egy jelentős csoportnak számít, hiszen a Kisbolygó Központ adatai alapján 5157 aszteroida alkotja.

A Szaturnusz egyik leglátványosabb képe, amelyet a Cassini űrszonda 42 felvételéből állítottak össze.Szaturnusznak egyetlen L⁴ illetve L⁵-pontban keringő aszteroidája sincs Forrás: NASA/JPL-CALTECH/SPACE SCIENCE INSTITUTE

Ha a Merkúrnak nincs is, a belső bolygók közül a Vénusznak és a Marsnak, valamint a külsők esetében az Uránusznak és Neptunusznak ugyancsak megvannak a maga trójai kísérői. Viszont Szaturnusznak egyetlen L^₄ illetve L^₅-pontban keringő aszteroidája sincs. Ellenben a Tethys és a Dione holdaknak és anyabolygójuknak külön bejáratú trójai rendszere létezik.

Amit csak kevesen tudnak: a Föld is rendelkezik trójai csoporttal

A Földnek két L₄–L₅ Lagrange-pontban keringő trójai kisbolygója ismeretes: a 2010-ben meglelt 300 m-es 2010 TK7, továbbá a 2020-ban felfedezett 250–550 m közötti 2020XL5. Nap–Föld–űrszonda kontextusban a Hubble-utód James Webb-űrteleszkópot az L2 Lagrange-pontban állítják pályára ez év decemberében.

A James Webb űrtávcső tükre Forrás: NASA

Érdekesség, hogy a Nap–Föld-rendszer L₄ vagy L₅ Lagrange-pontjából érkezett az a Theia ősbolygó, amely a Földdel ütközve felelős a Hold megszületéséért. A Föld–Hold-rendszer tekintetében tudománytörténeti jelentőségű az 1950-es évektől látni vélt – igencsak véleményes – Kordylewski-féle porholdak esete. Meglepő fordulattal az ELTE kutatócsoportjának vizsgálata 2018-ban megerősítette létüket.

A Nagy Vörös Folttól és az Io hold tűzhányókürtőitől a Margit körútig

A gázóriás arányaira jól jellemző, hogy amíg központi csillagunk, a Nap 1000 Jupitert nyelne el, addig a Jupiter 1300 Földet tudna bekebelezni. A planéta 350 éve ismert hatalmas kiterjedésű kavargó anticiklonja, a Nagy Vörös Folt leginkább a Földhöz hasonlítható: jelenlegi mérete annak durván másfélszerese.

A vihar forgási ideje hat napos, környezeténél hidegebb képződmény, a légkör magasabb rétegében helyezkedik el,

ahova felfele ható áramlás szállít az atmoszféra alsóbb traktusaiból anyagot. Első feljegyzése 1664-ből származik, de vélhetően jóval régebben keletkezett, és minden méret- illetve színváltozása ellenére az égitest viszonylag stabil képződményének tekinthető. Jupiter extrákkal, mondhatnánk.

A Nagy Vörös Folt egy hatalmas kiterjedésű és évszázadok óta létező légköri vihar a Jupiter atmoszférájában Forrás: NASA/JPL-Caltech

Az Europa kapcsán már megemlítettük, hogy az 1610-ben felfedezett Galilei-holdak egy-egy külön kis világot képviselnek. Izgalmas mindegyik, egyedi planetológiai viszonyokkal. A jéghold mellett az Io 3660 km-ével nagyobb a mi Holdunknál, a Callisto 4820 km-es, a Ganymedes pedig 5268 km-ével a nemcsak a Naprendszer legnagyobb holdja, de a Merkúr bolygónál is tekintélyesebb méretű égitest. A Jupiter kiterjedt holdrendszerében jelentőségüket tömegarányuk is szemlélteti.

A Föld és a Nagy Vörös Folt méretét összehasonlító grafika Forrás: Reddit

A négy nagy hold viszi ugyanis a prímet, és teszi ki a holdrendszer közel 100%-át. Sorrendben a következőképp: Ganymedes (37,696%), Callisto (27,370%), Io (22,721%), Europa (12,210%). Megdöbbentő látni, hogy a „maradék" 75 kisméretű hold mindössze a gázóriás teljes „holdtömegének" 0,003%-án osztozik.

Vulkánkitörés az Io felszínén, háttérben a Jupiterrel Forrás: leemage/©Ron Miller/Novapix/Leemage/Ron Miller

Ha az Europa a víz, az Io a tűz! A Jupiter árapályerejének következtében aktív vulkanizmusa a Naprendszerben egyedül rokon a földiével. Anyabolygónk mellett az Io tűzhányói ugyancsak kénes–szilikátos működést produkálnak.

Más típusú vulkanikus jellegű tevékenység ugyanakkor előfordul kozmikus környezetünk egyéb égitestjein is.

Gondoljuk csak a Szaturnusz 504 km átmérőjű Enceladus nevű holdjára, melynek felszíne alatt az Europáéhoz hasonlóan tenger hullámzik, és az égitest déli poláris régiójában ennek vize tör a magasba gejzírek formájában.

Az Io hold valós színű képe Forrás: NASA/JPL-Caltech

A folyamatos vulkáni működés jelentős felszínformáló tényező. Az űrszondás felvételek alig néhány éves periódus tekintetében is radikális változásokat mutatnak. A Naprendszer égitestjei közül emiatt a Jupiter Io holdjának a pontos térképezése az egyik legnehezebb kihívás.

Az állandó aktivitás ugyanis rövid idő alatt „újrarajzolja" a hold felszínt.

Hogy ismét valamilyen földi analógiával hozakodjunk elő, azt mondhatnánk, hogy noha egészen más okból, sőt, tragikus környezeti katasztrófaként, de ugyanígy kell a földi kartográfusoknak újrarajzolni Kazahsztán és Üzbegisztán határán az Aral-tó vízfelszínét és környezetét, hiszen bár fél évszázada még a Föld negyedik legnagyobb tava volt, azóta a tó kiszáradása végzetes folyamattá vált.

Jupiter felszínén látható fekete folt a gázóriás előtt elvonuló Io árnyéka Forrás: NASA/JPL-Caltech

Mivel is zárhatjuk a Jupiter háza tájáról szóló tudományos érdekességeket? Talán azzal l, hogy találkozzunk mi magunk is Jupiterrel! Ha csillagászattörténeti kalandozásként elzarándokolunk a főváros II. kerületében a Margit körút és Fényes Elek utca sarkán álló épülethez, vessük tekintetünket annak szépséges kialakítású homlokzatára. Az 1939-ben emelt házon található dombormű Jupiterrel való azonosságát a gázbolygó jele bizonyítja, minden kétséget kizáróan.