A rejtélyes Jupiter 1. rész

A Galileo
A Jupiterrel kapcsolatos ismereteink jelentős része egyetlen űrszondától, az Atlantisz űrrepülőgéppel 1989-ben felbocsátott Galileótól származik. A Földnél 11-szer nagyobb, de szilárd felszínnel szinte bizonyosan nem rendelkező Jupiter egy 140 ezer kilométer átmérőjű, gázból és folyadékból álló gömb. A rajta cikázó villámok ereje ezerszeresen meghaladja azokét, amelyek a Földön a legnagyobbnak számítanak. A Jupiternek a Szaturnuszéhoz hasonló gyűrűrendszere is van, de túl halvány ahhoz, hogy a teleszkópjaink észleljék. A Nagy Vörös Folt egyetlen óriási vihar, amelyben 400 km/órás szél tombol, és olyan nagy, hogy a Föld háromszor is elférne benne.

A monstrum körül 63 hold kering. A Galileo négyet vizsgál meg közülük: az Iót, az Európát, a Ganümédészt és a Kallisztót. Mindegyik önmagában is kitűnő célpontja volna egy önálló kutatóútnak.

A Jupiter rendszerét az űrszondák egész új nemzedéke készül felderíteni: A Júnó, az Europa Explorer és az Endurance nevű víz alatti szonda.

A Galileo útja előtt csak távolról vizsgálódhattunk. Az 1970-es években és a ’80-as évek elején a Pioneer és a Voyager által vethettünk néhány pillantást a Jupiterre és holdjaira, de ezek több kérdést vetettek fel, mint ahányat megválaszoltak. Hogyan alakult ki a Jupiter? Mi táplálja roppant viharait? És mitől olyan tevékenyek geológiai értelemben a holdjai?

Mielőtt ezekre a kérdésekre bármiféle választ kaptunk volna, le kellett küzdeni egy egyszerű akadályt: a Galileo nem képes magával vinni annyi üzemanyagot, amennyivel elérhetné az úticélját. A NASA mérnökeinek más módot kell találniuk a Jupiter megközelítésére. A megoldás zsenialitása abban állt, hogy a szonda nem is a Jupiter, hanem a Vénusz felé indult el. A Vénusz majd a Föld megközelítésével a Galileo a gravitációs parittya-hatást kihasználva átvette a bolygók mozgási energiájának egy részét. Így gyorsult fel eléggé ahhoz, hogy elérhesse a végső célt, a Jupitert.

A Galileótól mindenki különleges információkat várt. Először azonban oda kellett érnie. Alig 18 hónappal a pályára állítása után súlyos akadály merült fel: a Galileo rádióantennájának ernyője nem nyílt ki. Rosszabb nem is történhetett volna.

Lent a Földön a NASA mérnökei minden eszközzel igyekeztek áthidalni a problémát. Megpróbálták megrázni, abban bízva, hogy egyszerűen beszorult. Fel-le rángatták, és remélték, hogy egyszer csak kiakad. A küldetés már csak egy módon kerülhette el a teljes kudarcot. Az adatokat a Galileo másodlagos, kisteljesítményű navigációs antennáján át sugározzák vissza a Földre. Ezzel csak az volt a gond, hogy ezen az antennán 10 ezerszer lassabb az átvitel. A Galileo által gyűjtött adatoknak csupán néhány százaléka jutott vissza a Földre.

Randevú egy üstökössel
Az űrszonda már az utazása végén járt, amikor egy hatalmas üstökös közelítette meg a Jupitert, ütközőpályán. A Galileo az első sorból nézhette végig a műsort, eközben pedig nyomára juthat a Jupiter történetével kapcsolatos leglényegesebb kérdésnek is. Hogyan keletkezett?

A kutatók eddig úgy tartották, hogy a Jupiter a Nap kialakulásának maradékából álló, az időben megrekedt, ősi bolygó. Ha így van, akkor a Nap és a Jupiter összetétele nagyon hasonló. A becsapódó üstökös a mélyből is felkavarja az anyagot, így annak elemzésével a kutatók ellenőrizhetik az elméletet. Jóval többet kaptak annál, mint amire számítottak.

Az üstökös neve Shoemaker-Levy 9, röviden SL9. David Levy tagja volt annak a csoportnak, amely elsőként fedezte fel. Az írásos történelem kezdete óta először történt meg, hogy egy üstökös egy bolygóval ütközött. „Fogalmunk sem volt, hogy mennyi mindent megtudhatunk ebből” – emlékezett vissza Levy. Felvirradt a nap. A hegyek tetején és a világűrben több távcső szegeződött az égboltnak egyazon pontjára, mint korábban bármikor.

A Jupiter roppant tömegvonzása darabokra szaggatta a közeledő üstököst. 20 különálló töredék zuhant a bolygóba, köztük néhány másfél kilométeres darab is. A világ csillagászainak hamarosan lélegzetelállító látványban lett részük. A töredékek egyenként csapódtak be. A legnagyobb annyi energiát szabadított fel, ami 300 millió atombomba erejének felelt meg. A tűzgömb 3200 méterrel kiemelkedett a Jupiter felhői fölé. Minden töredék külön felhőt vetett ki. A Jupiter déli féltekéjén sorakozó sötét sebhelyek mérete a Földével vetekedett.

Az egyes becsapódásokból először a por- és gázfelhőt láthattuk, akár a Galileo, akár a Hubble űrtávcső közvetítésével. Ezt követően megfigyelhettük, amint a Jupiter déli félgömbjén kialakulnak az éjfekete felhők. A legnagyobb meglepetést mégsem a felhők okozták, hanem az ütközések által a légkör felső rétegeiben keltett lökéshullámok. Ezekre csak egy magyarázat lehetséges, amely a csillagászok számára mindent elárul. Amikor a Shoemaker-Levy 9 a Jupiterbe csapódott, a pocsolyába hulló kőhöz hasonlóan hullámokat keltett. A hullámok terjedési sebessége függ a légkör víztartalmától, azok pedig gyorsabbak voltak a vártnál. Így a csillagászok arra következtettek, hogy több ott a víz, mint előzőleg gondolták.

Borulnak az elméletek
A felfedezés meglepetésként hatott. Azt jelentette, hogy a Jupiter összetétele más, mint a Napé, s azzal fenyeget, hogy felborít mindent, amit a kutatók tudni véltek a Jupiter keletkezéséről. Új elméletre van szükség.

17 hónapon belül a Galileo is megérkezett, hogy közvetlenül elemezze a Jupiter vegyi összetételét. A rejtély csak ekkor oldódhat meg. Egy évvel az után, hogy az SL9 üstökös a Jupiterbe ütközött, a Galileo megkezdte a közelítés utolsó szakaszát.

Első feladata az volt, hogy közvetlen méréseket végezzen a Jupiter légkörének vegyi összetételéről, illetve a víz mennyiségéről. A Galileo egy kis szondát bocsátott le a Jupiter felhőibe. Ez a szél sebességét és a hőmérsékletet is megmérte a különböző mélységekben, hogy megkíséreljen magyarázatot találni a viharos idősjárásra.

Mindennapi tudomány – Irány a Jupiter! A mintegy 140 ezer kilométer átmérőjű, főként hidrogén és hélium alkotta Jupiter egy igazi óriás, 63 holdjával kis túlzással afféle „miniatűr naprendszernek” is nevezhető. A lenyűgöző méretek azonban egyéb szélsőségekkel és furcsaságokkal is együtt járnak a Jupiter esetében: felszíne felett hol gigantikus, több száz kilométer magas vulkáni felhők gomolyognak az ég felé, hol meg Föld-nagyságú, több évszázados élettartamú viharok tombolnak lenyűgöző erővel – a jeges felszín alatt pedig mindeközben furcsa mozgások zajlanak, az élet esetleges jelenlétét sugallva a tudósok számára? És ha a Jupiter ígéretes kutatási terep az ember számára, Európa nevű holdja maga a beteljesülés, hisz – immár bizonyítottan – folyékony víz található a felszínén! A National Geographic filmjében izgalmas űrutazásra indulunk a Jupiterhez és holdjaihoz a Galileo űrszonda segítségével. A film megtekinthető a National Geographic Channelen. Mikor? November 6-án (pénteken) 21 órától.

Amikor már úton volt, a Galileo beindított hajtóműveit, és új pályára állt a Jupiter körül. Az általa készített felvételek minden korábbinál sok ezerszer részletesebbek. Két hónap elteltével aztán kész katasztrófa következett be: a döntő fontosságú adatokat rögzítő szalagos egység elakadt. Rájöttek, hogy ha a szalagos egység túl nagy sebességen működik, akkor a szalag hajlamos felforrósodni és elakadni, így újraprogramozták a szondát, hogy a szalagos egységet csak lassan használja, és nem is a végéig. Az antennával együtt ez már súlyosan korlátozta a felvehető és adatmennyiséget és Földre való továbbítás sebességét.

Öt hónappal később, hogy a Galileo kibocsátotta a szondát, utóbbi elmerült a Jupiter légkörében, hogy megmérje a víz és más vegyi anyagok mennyiségét. A kis műszernek pontosan a megfelelő szögben kellett elérnie a Jupiter légkörét. Ha túl meredeken érkezik, akkor elég, ha túl laposan, akkor visszapattan, mint a lapos kavics a víz színéről. Kétperces aerodinamikai fékezés után a szonda hangsebességre lassult. Kinyílt a fékezőernyő. Ekkor a szerkezet elnémult (A szonda ereszkedésének van egy szakasza, amikor a légkörrel való súrlódás annyira felforrósítja, hogy nem kaphatunk tőle rádiójeleket.) Miközben a szonda lassan leereszkedett a légkör 200 kilométeres rétegén át, az összegyűjtött adatokat a Galileóhoz továbbított, amely továbbküldte őket a Földre.

A szonda a Jupiter anyagának összetételét próbálta megállapítani. A kutatók meg voltak győződve róla, hogy a bolygó légkörébe leereszkedő szonda által rátalálnak az üstökös által felfedett vízpára rétegére, amely döntő bizonyítékokkal szolgál a bolygó kialakulásáról.

Újabb meglepő adatok
Ám a szonda víz helyett ritka gázban süllyedt, amely lefelé áramlott. Éppen egy száraz területre zuhant a felhők között. Hol van tehát a víz, amire számítottak? A Jupiternek a jelek szerint száraz és nedves foltjai vannak. Nem ezt várták. Felfedezték, hogy a Jupiteren hosszú távú időjárási mintázatok működnek. Olyan foltok vándorolnak rajta, amiket korábban nem vettek észre. A Galileo kezelői visszafojtották a lélegzetüket. A szonda még mélyebbre süllyedt, de vizet még mindig nem talált.

„A kevesebb, mint egy óra alatt gyűjtött adatok gyökeresen átformálták a Naprendszer kialakulásáról alkotott elképzelésünket.”

A szonda nagy arányban észlelt nehezebb elemek, így argon, kripton, szén és nitrogén jelenlétét. Ezekből kétszer-háromszor annyit talált, mint amennyi a Napban van. Ezek az elemek csak rendkívül alacsony hőmérsékleten csapódnak le, sokkal hidegebb helyen, mint amit a Jupiter jelenleg elfoglal. Kiderült, hogy a Jupiter légköre olyan összetevőket tartalmaz, amelyek a Naprendszer külső vidékeinek rendkívül hideg anyagából származnak.

A felfedezés szenzációt keltett a csillagászok körében és felkavarták a tudományos közvéleményt. Lehetséges volna, hogy az óriásbolygó a Naprendszer távoli, hidegebb részén keletkezett, és onnan vándorolt a jelenlegi helyére? Esetleg üstökösök és aszteroidák szállították ide a nehezebb elemeket és a vizet?

58 perc elteltével, még mielőtt egyértelmű választ talált volna, a szonda elnémult: elégett a Jupiter légkörének mélyén. A csillagászok számára mégis értékes bepillantást engedett a Jupiter légkörébe és a keletkezési folyamatába.

A nagy kérdés viszont válasz nélkül maradt. 2011-ben újabb űrszonda, a Júnó kísérli meg, hogy ráleljen a megoldásra.

A cikk első részét itt olvashatja.

Kapcsolódó cikk:
Pokoli Jupiter?