A Jupiter miatt lakhatatlan a Vénusz?

Egy újonnan megjelent amerikai-belga-ausztrál kutatás szerint a Vénusz távolról sem az a pokoli és lakhatatlan bolygó volna, amelynek ma ismerjük, ha a Jupiter hatására a pályája nem változott volna meg. A The Planetary Science Journal szakfolyóiratban megjelent tanulmány arra a sokak által tárgyalt kérdésre keresett választ, hogy a Földhöz oly sokban hasonló bolygó miért vett más fejlődési utat, és miért vált azzá a lakhatatlan hellyé, ami ma.

Egyes elméletek szerint a Vénusz, a kezdeti, kialakulásakor fennállt körülmények miatt sose volt olyan állapotban, amely lehetővé tette volna a folyékony víz jelenlétét, más elméletek szerint pedig ilyen állapot előzte meg mintegy 700 millió éven át a mostani pokoli felszínt. A kérdés többek közt az egyes távoli csillagok bolygórendszereinek lakhatósági zónájának meghatározása miatt is fontos.

Egy bolygó klímájának kialakulásában rendkívül nagy szerep jut a pályájának amiatt, ahogyan a pálya révén a csillagából (jelen esetben a Napból) érkező energia a felszínen eloszlik. Különösen fontos feltétel a pálya excentritása, vagyis az, hogy mennyire elnyúlt ellipszisű, ez hozzájárulhat a bolygó belsejének árapályfűtéséhez, ami pedig a felszíni energiaátadás révén könnyen vezethet a mai Vénuszhoz hasonló klímájú bolygóra jellemző elszabadult üvegházhatásra. A Vénusz jelenleg a Naprendszer bolygói közt a legkisebb excentritású, vagyis a legközelebb az ő pályája áll a körhöz, s emellett megszaladt üvegházhatás utáni állapotú is. A kutatók azt modellezték, hogy milyen excentritású lehetett régebben a Vénusz pályája annak függvényében, hogy a Jupiter hol kering, illetve azt, hogy milyen hatása lehetett az óriásbolygók vándorlásának a Vénusz pályájára, s ezzel a hőmérsékletre, illó anyagok eloszlására és pl. a víz elszökésére, összességében azon körülményekre, amelyek meghatározzák az esetleges lakhatóságát. Hasonló számítást végeztek nemcsak a Vénusz, hanem a Föld pályájára nézve is, illetve részletezték azokat a lehetőségeket, amik a csillaguktól viszonylag távol keringő óriásbolygókkal egy rendszerben lévő kőzet-exobolygók lakhatóságára vonatkoznak.

A belső bolygók pályáit ábrázoló animáción megfigyelhetjük, mennyire közel áll a körhöz a Vénusz (élénk sárga) pályája.

Forrás: University of California (Riverside) / ChongChong He

Mitől is van olyan nagy hatása a Jupiternek? Az óriásbolygó tömege egymagában két és félszer akkora, mint a Naprendszer többi bolygójának az együttes tömege (a Föld tömegének közel 318-szorosa). E hatalmas tömeg jár együtt azzal a gravitációs zavarással, amelyet kifejt a többi égitestre. A modellszámításokban a Jupiter Naptól való átlagos távolságára és a pályája elnyúltságára vonatkozó közel 160 ezerféle lehetőséget számba vettek, s ezeket egymilliárd évnyi időtartamon át követtek. Ezen az időtávon belül ezer évente néztek rá arra, hogy a többi bolygó merre jár, és leállították azokat a szimulációkat, ahol valamelyik bolygó belezuhant a Napba, összeütközött egy másikkal, vagy elhagyta a Naprendszert (vagyis csak a jelenleg meglévő bolygókat eredményezni képes modellfutásokat vizsgálták tovább). A Vénusz pályáját érintően 399 ilyen szimulációs számítást vizsgáltak át aztán részletesebben, amelyekben a Jupiter 3,2-7,2 CSE (csillagászati egység, vagyis az átlagos Nap-Föld távolság) távolságokon keringett. Ezek a lehetőségek nem a képzelet szüleményei, mivel a Jupiter a születő Naprendszerben jelentősen változtatta a Naptól való távolságát a többi bolygócsírával és a protoplanetáris köddel való kölcsönhatásai miatt, és az óriásbolygók az exobolygó-rendszerekben is ugyanilyen vándorutat járnak be.

A protoplanetéris korongba ágyazott bolygók egy kialakuló rendszerben

Forrás: NASA

A modellszámítások szerint abban az időben, amikor a Jupiter közelebb járt a Naphoz, ennek hatására a Vénusz pályája a jelenleginél elnyúltabb volt, és ez pont elegendő lehetett ahhoz, hogy a felszínén az élet lehetőségének kedvező állapotok uralkodjanak. (A legelnyúltabb Vénusz-pályát az eredményezte, ha a Jupiter kb. 4 CSE távolságban keringett a mostani 5,2 helyett.)
Azonban a Jupiter nem maradt ezen a közeli pályán, s ennek következtében a megváltozó árapály-kölcsönhatások miatt a Vénusz pályája is megváltozott, ezzel együtt pedig átalakult a klímája is. A Jupiter vándorlásának egyes fázisaiban kimondottan olyan volt a Vénusz klímája, hogy a rajta lévő víz (ha volt), elpárolgott, és mind a légkörébe jutott, ezzel pedig elindította az elszabadult üvegházhatás helyzetét.

Az persze nem derült ki a modellszámításokból, hogy meddig lehetett alkalmas a helyzet az élet kialakulása vagy épp fennmaradása számára a Vénuszon, vagy esetleg egyáltalában nem volt felszíni folyékony víz a bolygón soha. Azonban az árapály-energiákhoz köthető pályaváltozások csak akkor lehetségesek, ha a belső szomszédunkon annak kialakulásakor a jelenlegi földi vízmennyiségnél több volt, vagyis ez alapján elképzelhető egy korai, életlehetőséget is magában foglaló helyzet.

Forrás: Égen – Földön – Föld alatt