Az űrben kifejezetten szenzációs év volt 2020

Nincsen jövőnk tudomány nélkül, nincsen Qubit nélkületek. Támogasd a munkánkat!

Bár az idei év nem az űrkutatási, csillagászati és bolygótudományi sikerek miatt fog bevonulni a történelembe, nem volt hiány fontos felfedezésekből, sikerekből, vitákból. Ezeket pedig igyekeztünk a Qubiton is követni.

Élet a Vénuszon?!?

Az év legszenzációsabb és egyben legvitatottabb felfedezése nem a Naprendszer valamelyik szegletében bolyongó szondákhoz, hanem földi teleszkópokkal végzett megfigyelésekhez kötődik. Amint látni fogjuk, részben ez okozta a problémát. Szeptember 14-én csillagászok bejelentették, hogy nagy mennyiségű foszfint, szervetlen foszformolekulát azonosítottak a Vénuszon a JCMT obszervatórium és az ALMA rádióteleszkóp-rendszer segítségével. A foszfin élet jelenlétére utaló kémiai jel lehet, legalábbis a Földhöz hasonló bolygókon. Ezzel kapcsolatban már a bejelentés napján megjelent cikkünkben óvatosságra intettünk, hiszen a molekula érzékelése a marsi metán detekciójához hasonlóan önmagában semmit se bizonyít.

Az ALMA rádiótávcső-rendszer az atacamai sivatagban.Fotó: ESO/C. Malin

Természetesen a tanulmányt óriási vita követte, de arra nem sokan számítottak, hogy néhány héttel később megkérdőjeleződik a kutatók által használt adatfeldolgozás és statisztikai vizsgálat. Egy október 19-én az arXivra publikált tanulmányban független szakemberek újraelemezték az adatokat, és nem találtak statisztikailag szignifikáns mennyiségű foszfint. Egy másik, október 27-én, szintén az arXivon közölt tanulmány már egyértelműbben fogalmazott, „nincs foszfin a Vénusz légkörében” címmel. Szerintük a JCMT méréseit normál kén-dioxid-molekulák is meg tudják magyarázni, az ALMA adataiban a foszfin pedig csak kalibrációs hibák miatt volt kimutatható. Ugyanekkor az ALMA obszervatórium elismerte a felfedezéshez köthető adatok hibás kalibrációját, és elkezdték azok újrafeldolgozását.

November 17-ére az immár újra feldolgozott adatok publikusan is elérhetővé váltak, és az eredeti tanulmány szerzői ezzel együtt közölték is eredményeiket az arXivon, a már megfelelően kalibrált mérések alapján. Szerintük a foszfin detekciója továbbra is megállja a helyét, ugyanakkor 7 ppb (egy milliárdból egy molekula) helyett inkább csak 1-4 ppb körüli a molekula mennyisége globálisan a Vénusz légkörében. Más kutatók szerint viszont az említett kén-dioxid-magyarázat továbbra is sokkal reálisabb a foszfinnál. A vita lezárásához legjobb lenne űrszondát küldeni a Vénusz légkörébe, ami a 2020-as évek végén meg is történhet. Addig pedig van rá esély, hogy a Vénusz mellett nemrég elhaladó, a Merkúr vizsgálatára indult japán-európai BepiColombo szonda mérései is eláruljanak valamit a foszfin jelenlétéről. Szintén a Vénusz rendszeres vendége a NASA Parker Solar Probe napszondája is, de annak műszerei a Nap és a napszél, nem pedig bolygólégkörök vizsgálatára optimalizáltak.

Kínai-amerikai verseny a Holdért

A Földhöz legközelebbi égitesten, a Hold környékén sem volt eseménytelen az élet 2020-ban. A kínai Csang'o-5 űrszonda decemberben sikeresen mintát vett a felszínről, ezzel Kína a harmadik ország lett az Egyesült Államok és az egykori Szovjetunió után, amely mintákat hozott vissza a Holdról.

A Csang'o–5 visszatérő kapszulája Belső-Mongóliában landoltFotó: Ren Junchuan/XINHUA via AFP

Amint arról Bodnár Zsolt kollégám írt augusztusban, idén minden korábbinál hevesebb lett az amerikai-kínai űrverseny. Ez leginkább a Hold esetében érzékelhető, ahol Kína már 2019-ben is nagy sikert ért el, amikor eljuttatta a Csang'o-4-et a Hold túlsó oldalára. A Csang'o-4 egy holdjárót is szállított, amely egy nyálkaszerű anyagra emlékeztető valamit talált, nem messze a landolási helytől. Erről aztán kiderült, hogy csak egy megolvadt törmelékkőről van szó. Mindenesetre Kína űrbeli ambícióit jól mutatja a nyáron indított Mars-szondája és hosszabb távú tervei is.

Eközben azért Amerika se pihent teljesen. Szeptemberben egy, az indiai Csandraján-szondán utazó amerikai műszer hematitra bukkant a Holdon, amely egy vas-oxid ásvány, és nagy jelentősége van a Mars-kutatásban. A Holdon a hematit persze nem folyókban és tavakban keletkezett, de a felszín rejt annyi vízmolekulát, hogy kis mennyiségű hematit létre tudjon jönni. Ezt jól alátámasztotta egy másik felfedezés is egy hónappal később. A NASA és a német űrügynökség repülő obszervatóriumának (ami konkrétan egy 747-esre szerelt infravörös teleszkóp) megfigyelései szerint kutatók október végén kőzetekbe zárt vízre bukkantak a Holdon. Ugyanekkor jelentették be, hogy egy másik kutatócsoport a NASA Lunar Reconnaissance Orbiter szondájával olyan „hideg csapdákat” talált a Hold pólusai környékén, amelyek akár hasznos, kiaknázható mennyiségű vízjeget is rejthetnek.

Az Artemis III legénysége a Holdon, a NASA illusztrációjánForrás: NASA

A Qubiton hosszabb elemzést írtunk arról, hogy a NASA emberes holdprogramjának, az Artemisnak milyen tudományos céljai lesznek. Az űrügynökség által kiadott dokumentum szerint az űrhajósok munkája a Föld és a Hold, valamint a Naprendszer keletkezésének és történetének megértéséhez vinne közelebb, valamint a korábban tárgyalt vízjeget is megpróbálhatnák kiaknázni. 

Megkezdődött a marsi minták visszahozatala

Idén nyáron három szonda is elindult a Naprendszer második legtöbbet vizsgált bolygójához, a Marshoz. Az Egyesült Arab Emírségek amerikai és japán támogatással keringőegységet küldött közel 500 millió kilométeres utazásra, Kína pedig az első teljesen önálló próbálkozásra máris egy keringőegységgel és egy kis marsjárót tartalmazó leszállóegységgel készült.

A Perseverance marsjáró a NASA illusztrációjánIllusztráció: NASA/JPL-Caltech

Harmadikként pedig végül július 30-án elstartolt a NASA legújabb marsjárója, a Perseverance is. Mint azt összefoglalónkban részleteztük, a csúcstechnológiás szonda az egykor folyódeltákat és tavat tartalmazó Jezero-kráterbe fog megérkezni 2021 februárjában, ami a lehető legjobb lehetőség az egykori marsi élőlények által hátrahagyott nyomok felkutatására. Már persze ha léteztek ilyenek. A Perseverance ősi életformák közvetlen bizonyítékai, köztük mikrofosszíliák és biológiailag releváns szerves molekulák után nyomoz majd. A Perseverance emellett az első lépést jelenti a Mars felszínéről vett minták Földre való visszahozatala felé. A közös amerikai-európai történelmi vállalkozás része lesz még két további küldetés, közülük az egyik egy Mars felszínéről rakétát indító leszállóegységet szeretne a bolygóra juttatni.

De ne feledkezzünk el a NASA másik – nukleáris áramforrással szerelt, autó méretű –marsjárójáról sem. A 2012 óta a Gale-kráterben dolgozó Curiosity mostanában azt tárja fel, hogyan kezdett el kiszáradni a Mars kicsit több mint 3 milliárd évvel ezelőtt. Eközben pedig egyre magasabbra mászik a kráter közepén lévő hatalmas hegyen, folyamatosan szelfiket készít, és néha felhőket is fotózgat. A Curiosity adatai emellett arra utalnak, hogy a Gale-krátert még bőven kiszáradása előtt nagy áradások formálhatták. Az máig rejtély, hogyan tarthatott femn az ősi Mars klímája több tízmillió évig folyékony vizet a felszínen, de egy augusztusban megjelent kutatás közelebb hozta a klímamodelleket és a geológiai megfigyeléseket, kimutatva, hogy egyes folyóvölgyeket valójában gleccserek formáltak az ősi Marson. Ez minimum arra utal, hogy a bolygónak ekkor is voltak hidegebb, jegesebb időszakai, ami a jelek szerint egybevág a Curiosity által tapasztaltakkal.

A Cerberus Fossae kérdéses régiójának egy részlete, a Mars Reconnaissance Orbiter HiRISE kamerájának színes felvételén. Az eredeti kép felbontása 27 cm/pixel.Fotó: NASA/JPL/UArizona

Az idei legnagyobb áttörést a marskutatásban – már ha igazolást nyer – azonban nem a Curiosity termelte ki. Kutatók november közepén az arXivon megosztott tanulmányukban annak a lehetőségét vetik fel, hogy akár ma is lehetnek aktív vulkánok a Marson. Elméletben ez azt jelentené, hogy ma is lehetnek folyékony vizet tartalmazó élőhelyek a bolygó felszíne alatt. A felfedezéshez keringőegységek felvételein és adataival egy óriási hasadékot, a Cerberus Fossae-t vizsgálták a kutatók. Ennek egy részén 53-210 ezer éves vulkáni törmelékréteget találtak, ami geológiai értelemben tegnap keletkezett. Ez a kormeghatározás, mondjuk úgy, nem száz százalékos megbízhatóságú, de van itt még egy lényeges szempont. A hasadéktól 1700 kilométerre keletre parkol a NASA InSight-leszállóegysége, amely a Mars belső szerkezetét vizsgálja egy nagyon érzékeny szeizmográf segítségével. Ez pedig az eddig rögzített több száz rengés közül a két legerősebbet éppen a Cerberus Fossae irányából és távolságából észlelte. Ez még nem bizonyítja, hogy a terület ma is vulkanikusan aktív, de felveti a lehetőséget.

Lassan annyi kisbolygóminta lesz, hogy nem tudunk vele mit kezdeni

December elején a Japán Hajabusza-2 szonda hatalmas bravúrt vitt véghez, sikeresen mintákat szállított vissza egy kisbolygóról, miután 18 hónapig részletesen tanulmányozta, és még leszállóegységeket is elhelyezett rajta. A Ryugu-kisbolygó felszínéről és felszíne alól származó minták egy sor kérdésre választ adhatnak a szakembereknek például a földi vízről, a szerves anyagok eredetéről és a Naprendszer keletkezésének körülményeiről.

A Hajabusza-2 Rover-1 és Rover-2 leszállóegységei által készített felvételek a kisbolygó felszínérőlFotó: JAXA/University of Tokyo/Tóth András

Ha azonban az összegyűjtött minta mennyisége a döntő, akkor a NASA OSIRIS-REx űrszonda fölényes győzelmet aratott. A szonda egy nehéz manőver során több mint 1 kilogramm mintát vett a Bennu kisbolygóról, és minderről elég látványos felvételeket készített. Az OSIRIS-REx konkrétan annyi mintát szedett össze, hogy a tartóból elkezdtek szivárogni a Bennuról megragadott szemcsék – így minél hamarabb el kellett csomagolni a mintavevő fejet. A Bennuról származó minta potenciálisan még érdekesebb lehet, mint a Ryuguról érkező, de ez csak 2023-ban fog kiderülni, amikor az OSIRIS-REx visszahozza azokat a Földre.

A 492 méter átmérőjű Bennu kisbolygó a NASA OSIRIS-REx űrszondájának 2018 végi felvételénFotó: NASA/Goddard/University of Arizona

Azt, hogy ezek az égitestek nem holmi unalmas kődarabok, a Mars és Jupiter közti kisbolygóövben keringő Ceres törpebolygó mutatja meg a legjobban. A Dawn űrszonda adatait elemezve kutatók idén arra jutottak, hogy a Ceres felszíne alól néhány helyen jégvulkánok törnek ki, amelyek sós vizet szállítanak a felszínre. Ez pedig erősen arra utalhat, hogy a törpebolygó felszíne alatt folyékony vízréteg húzódik.

Apró kisbolygók is tudnak meglepetéseket okozni, amire jó példa a 2020QG jelzésű égitest. Ez a néhány méteres szikla augusztusban rekordközelségben, 2950 kilométerre száguldott el bolygónktól, bőven a geostacionárius pályán keringő kommunikációs műholdak alatt. A kisbolygót azonban csak legközelebbi elhaladása után sikerült teleszkópokkal észlelni, a pályáját a később gyűjtött adatokból számították ki.

Kásagolyók, furcsa villámok a Jupiteren és csillagászkodás a Kuiper-övből

Idén sem tétlenkedett a NASA Jupiter belső szerkezetét és légkörét vizsgáló Juno-szondája. Augusztusban az űrügynökség bejelentette: rájöttek, miért tűnik el egy bizonyos magasságban az ammónia a gázóriás légkörében. A kutatók elég vad hipotézissel álltak elő, szerintük az ammónia vízzel keveredve aláhullik, majd az alsóbb rétegekben „kásagolyókat”, azaz jégesőt alkot. Ekkor pedig a külső vízjégréteg elrejti a szonda elől a vegyületet. Az aláhulló ammóniaeső még egy dologra képes –aminek egyébként az egész rejtély megoldása köszönhető. A felszálló áramlatokkal felfelé utazó jégkristályokkal ütközve az eső elektromos töltést hoz létre, amely (nevével ellentétben) a légkör legfelső részein, „sekély villámok” formájában kisül. Decemberben pedig még egy rejtélyt megfejtett a Juno: kiderítette, hogy az a különlegesen száraz és forró pont, ahol 25 évvel korábban a Galileo szonda megérkezett a gázóriás légkörébe, nem is annyira ritka a Jupiteren, mint a kutatók eddig feltételezték.

A Juno felvételének közepén a Jupiter forró pontokat tartalmazó, egyenlítőtől északra lévő felhősávja található. A kép jobb oldala a bolygó északi pólusának vidékét mutatja.Fotó: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M. Gill

Júniusban a Naprendszer külső részén, a Naptól 7,1 milliárd kilométerre haladó New Horizons űrszonda olyat csinált, mint még semelyik másik űreszköz. Két, hozzánk viszonylag közeli csillagot, a Proxmia Centaurit és a Wolf 359-et figyelte meg. Ez persze önmagában még nem nagy dolog, de a szonda olyan messze van, hogy a földi, ugyanekkor készült felvételekkel összehasonlítva a két csillag más pozícióban látszik. Azaz a 2015-ben a Plútót, majd 2019-ben az Arrokoth bolygókezdeményt felderítő New Horizons szonda lényegében már a miénktől eltérő égboltot lát. A szonda adatai alapján kutatók nemrég arra jutottak: lehet, hogy a Plútó belseje szintén egy kiterjedt, folyékony vízből álló óceánt rejt.

A Proxima Centauri látszólagos elmozdulása a Földről és a New Horizons perspektívájából készült felvételeken.Gif: NASA/Johns Hopkins Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/Las Cumbres Observatory/Siding Spring Observatory

Miniatűr flerek a Napon, neutroncsillagok rádiókitörései és fúzió

Idén februárban elstartolt az európai űrügynökség, az ESA Solar Orbiter szondája, ami viszonylag közelről vizsgálja a számunkra legfontosabb csillagot, a Napot. Nem olyan közelről, mint az amerikai Parker Solar Probe, cserébe viszont képes egészen lenyűgöző felvételeket készíteni a Nap felszínéről, amelyek közül az elsőket július közepén publikáltak. Ezek olyan „apró” kitöréseket tártak fel, amelyek közelebb vihetnek a napkoronát övező rejtélyek megoldásához.

Fehér nyilak jelzik a Napról készült nagy felbontású, ultraibolya tartományú felvételeken azonosított miniatűr „tábortüzeket”, azaz flereket.Forrás: Solar Orbiter/EUI Team (ESA & NASA); CSL, IAS, MPS, PMOD/WRC, ROB, UCL/MSSL

Egy másik napszonda, a minden elvárást túlteljesítő SOHO idén ünnepelte indításának 25. évfordulóját. A SOHO forradalmat hozott az űridőjárás előrejelzésében, akár 72 órás figyelmeztetést adva a Föld felé tartó napviharokról. Tudományos vizsgálataival megalapozta a napszondák mai generációját, és nem mellesleg szakemberek, valamint önkéntesek több mint négyezer üstököst fedeztek fel a segítségével.

Az év egyik legnagyobb csillagászati áttörése is a Naphoz kapcsolódik. Mindezt egy olyan, mélyen a Föld alatt lévő, olaszországi detektor vitte véghez, amely egyáltalán nem látja a Napot – a csillagban zajló fúziós reakciók során létrejövő neutrínó részecskéket viszont annál inkább. A Borexino-detektor pedig nem „unalmas”, a Nap fő fúziós folyamatából származó, hanem sokkal érdekesebb, a másodlagos fúziós folyamat során keletkező részecskéket érzékelt. Ezzel igazolta a CNO-ciklusnak nevezett reakció létét. Bár ez a Nap energiatermelésének csak 1 százalékáért felelős, az összes nagyobb csillagban főszerepet visz, így az univerzumban a CNO-ciklus gyártja a legtöbb héliumot hidrogénből.

A vízzel töltött Borexino neutrínódetektor.Fotó: Maxim Gromov and Borexino Collaboration

A másik legnagyobb áttörés a gyors rádiókitörések lehetséges forrásának azonosítása volt. Úgy tűnik, hogy ezeket az általában más galaxisokból származó, titokzatos rádiótartományú kitöréseket speciális, úgynevezett magnetár neutroncsillagok bocsátják ki, legalábbis a legtöbbért ők lehetnek felelősek. Mindezt azért sikerült kideríteni, mert egy kisebb, a Tejútrendszerben keletkezett rádiókitörést figyeltek meg csillagászok.

A harmadik nagy csillagászati fejleményt a Gaia-űrteleszkóp legújabb nagy katalógusának kiadása szolgáltatta. A távcső feladata lényegében a lehető legprecízebb térkép elkészítése a számára megfigyelhető, galaxisunkban található csillagok térbeli helyzetéről, távolságáról és mozgásáról. A most kiadott frissítés másfél milliárd csillagról tartalmaz távolsági és térbeli információt, ami a jövőben páratlan szinten tárhatja fel a Tejútrendszer szerkezetét és sok milliárd éves fejlődését. Még az augusztusi virtuális Science Meetupon, az új katalógus kiadása előtt beszélt a Gaia-űrtávcső munkájának fontosságáról Molnár László csillagász.

Az égbolt térképe: a fényesebb régiók azokat a területeket jelölik, ahol sűrűbb a csillagok koncentrációjaFotó: HANDOUT/AFP

Nem utolsósorban idén is remekelt a gravitációs hullámok érzékelésén alapuló csillagászat. Júniusban a LIGO-Virgo kollaboráció egy olyan, 2,6 naptömegű, rejtélyes objektum felfedezését mutatta be, amely egy 23 naptömegű fekete lyukkal ütközve bocsátott ki a Földön is detektálható gravitációs hullámokat. Szeptemberben pedig az eddigi legmesszebbről érkező és legerősebb gravitációs hullám érzékelését jelentették be. A téridő szövetének rezdüléseként felfogható gravitációs hullámok egy 85 és egy 66 naptömegű fekete lyuk egyesülésekor keletkeztek. Ezek egy 142 naptömegű objektumot hoztak létre, ami azért érdekes, mert ez egy eddig sosem észlelt, köztes tömegű fekete lyuk lehet.

Haldokló csillagokból és molekulafelhőkből lesz az élet

Egyre valószínűbb egy júliusban közzétett kutatás szerint, hogy az élethez nélkülözhetetlen szénatomok Naphoz hasonló, életciklusuk végén fehér törpékké való csillagok magjában keletkezhettek, amelyeket a csillagszél szétszórt a fehér törpe környezetében. A fehér törpék nélkül emiatt nem valószínű, hogy bárhol, bármilyen élet kialakult volna a világegyetemben.

A képen az egyik legismertebb molekulafelhő, a Sas-ködben (M16) található „Teremtés oszlopai” láthatók a Hubble-űrteleszkóp felvételén. A felhő a csillagok létrejöttében betöltött kulcsszerepe miatt kapta a nevét.Fotó: NASA/ESA/Hubble

Szintén idén derült az is ki, hogy a fehérjéket, így az élet számára egyik legfontosabb összetevőt felépítő aminosavak csillagok nélkül is simán létrejönnek – persze miután korábbi csillaggenerációk létrehozták az ehhez szükséges szenet és más atomokat. Kutatók novemberben publikált kísérleti eredményei igazolták, hogy olyan egyszerű aminosavak, mint a glicin, létre tudnak jönni jégszemcsék felszínén a csillagközi tér egyes részein. Ezeket a régiókat molekulafelhőknek nevezik a csillagászok, jelentőségük pedig óriási, mert a csillagok is bennük keletkeznek.

Járvány, klímaváltozás, forradalmak – mindez csak három dermesztő arca annak a felbolydult világnak, ami ránk vár. Lesz még neki jó pár. Ha teheted, segítsd a munkánkat, mi megháláljuk a bizalmadat, és ebben a nagy zavarodottságban hitelesen, alaposan és közérthetően magyarázzuk el, hogy a legégetőbb kérdésekre milyen válaszokat adnak a sárgolyó legnagyobb elméi. Maradj velünk. Támogatom a Qubit szerkesztőségét!

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: