Gyimóthy Gábor: Egy kis csillagászat (VI.) Bolygók és exobolygók (4. rész)

(A helyesírás néhány esetben a szerző saját megfontolásait követi. Ld. a *-gal jelölt lábjegyzetet!)

A leggyakoribb típusokban óriási „forró Jupiterek” keringenek nagyon közel az anyacsillaghoz, rendszerint még a Jupiternél is nagyobbak, és azért forrók, mert szűkebb a pályájuk, mint „nálunk” a Merkúr pályája. A másik gyakoriság, hogy ezekben a bolygórendszerekben úgynevezett „szuperföldek” keringenek, amelyek kőbolygók és a tömegük tíz földtömeg körüli. A fölfedezett bolygók egyharmad része ilyen, és 10 százaléka „forró Jupiter”. A felfedezések kapcsán három kérdés izgatta a csillagászokat: 1) A mi Naprendszerünkben miért nincs „forró Jupiter”, közel a Naphoz? Noha ezt nem tudjuk, de ha lenne itt ilyen bolygó, akkor a kérdést föl sem tehetnénk, mert akkor a Föld nem lehetne itt, ahol most van, és akkor – szomorúan, de nagyon egyszerűen – mi sem létezhetnénk. 2) Miért nincsenek nálunk „szuperföldek”? És 3) miért nincs nálunk semmi a Merkúr és a Nap közötti birodalomban? Valamikor régen ez nagyon gyanúsnak tűnt és számítottak is rá, hogy ott kellene lennie valaminek, például egy bolygónak, de az annyira közel van a Naphoz, hogy nem tudjuk fölfedezni, „meglátni”. El is nevezték ezt a feltételezett, de nem látott bolygót Vulkánnak. Ugyanis a Merkúr pályája olyasmit csinált, amit egy ilyen, belső bolygó tömegvonzásának hatásával magyarázhattak volna. Röviden: a Merkúr is elipszis pályán kering, ám ennek az elipszisnek a hossztengelye szép lassan eltolódik, azaz elforog. Vagyis a Merkúr nem mindig ugyanazt az elipszist rajzolja a Nap köré, hanem szép lassan, az idők folyamán egy „kosarat” rajzol. Ez eddig rendben is lenne és meg is magyarázható, hogy így kell lennie (ezt a többi bolygó is csinálja, csak egyre kisebb mértékben, minél messzebb van a Naptól). Azonban ennek a pályaelforgásnak nem akkora volt a mértéke, mint amekkorát a számítások „előírtak”. Ezért gondolták, hogy egy láthatatlan bolygó okozza az eltérést. Azóta kiderült, hogy Einstein relativitás elméletének segítségével magyarázhatóvá válik a titokzatos „hiba”, ami persze egyúttal azt is jelenti, hogy Vulkán nem létezik. Azonban könnyen lehet, hogy a Merkúr-pályán belül kering valami törmelék, hasonlóan a Mars és Jupiter közötti kisbolygó övezethez – amit el is neveztek vulkanoídáknak –, de tudtommal ilyesmit eddig nem sikerült kimutatni.

Az exobolygó-rendszereknél szerzett ismeretek, amelyek a Naprendszerünket különcként tüntették föl, arra késztették a szakembereket, hogy nézzenek már egy kicsit jobban utána annak, mi is történt (történhetett) a Naprendszer keletkezésénél, és további alakulgatásánál? Az ilyesmit manapság, az ismeretek és gyanítgatások alapján fölállított modelek, számítógépeken lefuttatott szimulációival vizsgálják, amelyek ma már nagyon „szavahihető” történetekkel szolgálnak, csakhogy az eredmények mindig csak annyira lehetnek pontosak, amennyire a kiinduláshoz betáplált adatok a valóságnak feleltek meg, azaz annyira lesznek pontatlanok, amennyire a feltevéseken alapuló adatok a valóságtól eltértek. Miután a Naprendszer – mai ismeretek szerint – 4,6 milárd évvel ezelőtt keletkezett, nyilvánvaló, hogy olyan „bűncselekmény” volt, amelynek a földerítéséhez a mai „nyomozóknak” a kutatása nem csak kézzelfogható tényeken (bizonyítékokon), hanem egy halom feltevésen is alapul.

Itt meg kell állnunk egy pillanatra. Elnézést kérek mindazoktól, akiknek az exobolygók fölfedezési módszerei már a könyökén jönnek ki, de erre talán mégsem árt egy pillantást vetni, hiszen itt éppen arról van szó, hogy a Naprendszerünk ma különcnek tűnik. Mennyire lehet ez igaz, illetve ez a „különc-ség” mennyire csak a „tudományos ismeretek mai állásának” köszönhető?

Miután a csillagok túlzottan fényesek ahhoz, hogy a közelükben lévő – saját fénnyel nem rendelkező – bolygókat megláthassuk (legalábbis a mai távcsöveinkkel), két módszert alkalmaznak a fölfedezésükhöz (amire jobb szó lenne a leleplezés). Mindkét módszer csak akkor működik, ha a bolygórendszert teljesen, vagy legalábbis nagyjából, a bolygók keringési síkjában látjuk, azaz, a rendszer „éléről”. Ugyanis az első módszerhez a leleplezendő bolygónak az anyacsillaga „arca” előtt kell elmennie. Világos, hogy ha nem pontosan a keringési síkjában vagyunk, akkor tőlünk nézve soha nem fog a csillaga és közöttünk áthaladni. Az áthaladás a csillag fényességének (rendszerint csak ici-pici) csökkenését okozza, amit ma már – tisztelet a műszertechnikánknak – észlelni tudunk. A másik módszer azon a tényen alapul, hogy nem csak a bolygók keringenek a csillagjuk körül, hanem – mert a bolygók tömegvonzása nem nulla – egy kicsit a csillag is kering a bolygója körül. Pontosabban kifejezve, a két égitest a közös súlypont körül kering. Ha a két égitest egyforma tömegű, akkor a közös súlypont kettőjük között van, pontosan a fele úton. Ha az egyik égitest kisebb, akkor a közös súlypont a nagyobb égitest felé tolódik. Ha a két test közötti tömegkülönbség nagyon nagy, a súlypont bekerülhet a nagyobb égitest testébe. Ez történik Földünk és Holdunk esetében: a közös súlypont már a Föld testén belül van. Ezért nem is nagyon mondhatjuk azt, hogy a Föld is kering a Hold körül, ez a „keringés” a Föld részéről már csak egy bizonyosfajta körbe tántorgás. Ennél a második leleplezési módszernél az anyacsillag tántorgását vesszük észre, miután a tántorgás következtében a csillagnak, hacsak egy része is, hol közeledik felénk, hol távolodik. Távolodáskor a fénye egy kicsit a vörösszín felé tolódik, közeledéskor egy kicsit a kék felé. Ebből rögtön kitűnik, hogy a tántorgás annál nagyob (és itt annál észlelhetőbb), minél nagyobb égitest kering a csillag körül. Ebből az is kitűnik, hogy miért fedeztek föl annyi, Jupiternél nagyobb bolygót. Egyszerűen azért, mert jóval könnyebb volt az ilyen bolygórendszereket leleplezni, mint az olyanokat, ahol csak aprócska bolygók rajongják körül a csillagjukat.

Ráadásul, a csillag tántorgásának kimutatásához elég, ha csak nagyjából látjuk a rendszert az éléről. Nem kell a bolygónak a csillag előtt átmennie, elég, ha a rálátásunk nem tér el nagyon a keringési síktól. A másik módszer viszont csak akkor mutat föl eredményt, ha a bolygó áthalad a csillag előtt. Csakhogy itt is nyilvánvaló, hogy a nagy bolygók fölfedezése a valószínűbb. Ha távcsővel, messziről nézzük egy autó fényszóróját (ez a „csillag”), könnyebb észrevenni egy előtte átrepülő cserebogarat, mint egy katicabogarat.

Az észszerű következtetés: a „miénkfajta” bolygórendszer (bizonyos mértékig) csak azért tűnhet ritkának, „különcnek”, mert a jelenlegi módszerkkel nehezebben fedezhető föl. És ha mégis sikerül ilyet fölfedezni, nem tudhatjuk, hogy a fölfedezés mennyire teljes. Ha a Kepler űrtávcső minket nézett volna a távolból (és szerencséjére a Föld keringési síkjából látott volna minket), működési idejének 9 éve alatt fölfedezhette volna a négy belső bolygót (de csak akkor, ha a másik három pályasíkja nem tér el túlzottan a Földétől), viszont előfordulhatott volna, hogy Jupitert nem fedezi föl, mert annak 12 év a keringési ideje, a másik három nagy bolygóról meg már ne is beszéljünk. A Neptúnusz kereken 165 év alatt tesz meg egy kört, tehát ha Kepler 100 évig figyelt volna minket, akkor egy kis szerencsével a Neptúnuszt is fölfedezhette volna (kevesebb szerencsével, ehhez a sikerhez közel 170 évig kukucskálhatott volna felénk)... A Scientific American idei (2023), júniusi számában már a bolygórendszerek négy típusba való beosztása látható: 1) Hasonló: hasonló méretű bolygók sora. 2) Kevert: a csillagtól távolodva, rendszertelenül összekeveredve talalhatók kisebb és nagyobb bolygók. 3) Rendezett: a csillag közeléből kifelé haladva egyre nagyobbak a bolygók. 4) Ellenrendezett: a rendezettnek a fordítotja, azaz, csillagközelben nagyok a bolygók és kifelé haladva egyre kisebbek.

Ezen a téren nagyon hamar rengeteg új ismeret fog összegyűlni, miután már a JamesWebb űrcsillagvizsgáló is üzembe lépett, és hamarosan befejeződik óriási, földi csillagvizsgálók építése. Kíváncsi vagyok rá, hogy az új ismeretek milyen mértékben fogják kimutatni, hogy a Naprendszerünk nem is olyan nagyon „különc”. Én erre számítok.

(innen folytatjuk)

* A magyar nyelv egyik – értékében eléggé szinte fel sem becsülhető – előnye más nyelvekkel szemben a pontos, hangzásszerinti írásmód. Ez ellen sokat vétkeztek azok, akik idegen szavakat írásmódjukkal együtt vettek át, figyelmen kívül hagyva, hogy az idegen nyelvekben a kiejtést más szabályok uralják, mint a magyarban. Itt főleg a kettőzött mássalhangzókra gondolok. Gyerekkoromban a teniszt még tennisznek, a mamutot még mammutnak írták. Ma viszont még mindig milliót, milliárdot, ellipszist, szimmetriát, allergiát, intelligenciát, kommunikációt, mottót, modellt, barakkot, agglomerációt és sok más szót, idegen írásmód szerint írunk, ami nem lenne nagy baj, ha mindenki ismerné e szavak helyes kiejtését. Sajnos azonban egy „elbunkósodási” folyamatot tapasztalok: sokan bizony ezeknél a szavaknál a kettős mássalhangzókat már – magyar módra – kettőzötten megnyomva ejtik. Emiatt e szavak kettős mássalhangzóinak egyike nem csak fölösleges, hanem már káros is, hiszen helytelen kiejtésre ösztökél. Ez ellen sürgősen tenni kell valamit! Részemről (valakinek el kell kezdenie!!) a fenti példákban, és ahol csak ilyen szavakra bukkanok, kiirtom a fölösleges – sőt: káros – második mássalhangzókat.

Kapcsolódó írásaink:

Gyimóthy Gábor: Egy kis csillagászat (VI.) Bolygók és exobolygók (4. rész)

Blogos rovatok

KIEMELT CIKKEK