Kereső toggle

A Jupiter titkai

A gázóriástól várnak magyarázatot a Naprendszer eredetére

Továbbítás emailben
Cikk nyomtatása

Űreszköz soha olyan közel nem jutott a Naprendszer legnagyobb bolygójához, mint augusztus végén a Juno szonda. Már az eddig közölt képek is lenyűgözték a NASA tudósait, akik a csaknem kétévesre tervezett űrmisszió során megszerzendő információktól azt várják, hogy világosabb válaszokat kapnak nemcsak a Jupiter, hanem a Naprendszer keletkezésének titkaira is.

A nevét a római mitológiából – Jupiter felhőkön átlátó feleségéről – kölcsönző Juno űrszonda a nyáron öt esztendő és 2,8 milliárd kilométer után érkezett meg a Naprendszer legnagyobb bolygójához. Az űrjármű összesen 37 alkalommal fogja megkerülni a Jupitert, annak északi és déli pólusát, légkörét és mágneses terét vizsgálva. Mivel elnyúlt pályán kering, ideje nagy részét távol tölti a bolygótól, viszont így „rálát” majd annak holdjaira is.  
Az egyedülálló küldetés során készült első közeli fotókat és adatokat augusztus végén továbbította a Juno a Földre. A jármű mindössze 4200 kilométernyire volt a bolygó légkörétől, ám a képek nemcsak kivételes részletességük miatt kerültek be a tudományos cikkeken túl a főáramú médiába, hanem azért is, mert emberi szem elsőként láthatta meg a Jupiter déli pólusát. A NASA kutatói szerint a felvételeken rögzített időjárási jelenségekhez, viharrendszerekhez hasonlót még nem láthattunk a Naprendszerben. „A sarki területek kékebbek, mint a bolygó más részei, és rengeteg a vihar. Semmi jele nincs a szélességi körökkel párhuzamos sávozottságnak, alig lehet felismerni a Jupitert ezek alapján” – mondta el Scott J. Bolton, a Juno-projekt vezető kutatója. Ráadásul a fotók annyira jó felbontásúak, hogy látni lehet a felső felhőrétegek alsóbb rétegekre vetett árnyékait is.
Bár az első adatokból még nehéz lenne messzemenő következtetéseket levonni, a tudósok arra számítanak, hogy a következő két évben olyan információkhoz jutnak, amelyek segítenek megérteni a Jupiter titkait, és ezen keresztül jobban érthetővé válik, hogyan alakult ki a Naprendszer.
Az egyik legalapvetőbb kérdés a Jupiterrel kapcsolatban éppen az eredet: vagyis hogyan jött létre a többnyire hidrogénből és héliumból álló gázóriás (amely tömege 317-szer nagyobb, mint a Földé). Az egyik elmélet szerint az ős-Jupiter szilárd kőzetből és jégből álló maggal rendelkezett, és ennek gravitációja vonzotta köré az atmoszférát. Egy másik elképzelés szerint viszont kozmikus gázcsomók gravitációs „összeomlásából” jött létre, hasonlóan a Nap kialakulásának elméletéhez. Sőt, vannak, akik azt is elképzelhetőnek tartják, hogy a Jupiterből csaknem szintén csillag lett, ám a tömege nem volt elegendő ahhoz, hogy beinduljon a termonukleáris reakció. A kérdést bonyolítja, hogy a Galileo űrszonda 1990-es években végzett mérései szerint a Jupiterben magasabb arányban vannak jelen nehézelemek, mint a Napban, vagyis elképzelhető, hogy nem ugyanabból a kozmikus porból és gázból keletkeztek. Ugyanakkor egy magyarázat szerint ezek az anyagok azokból a Naprendszeren kívüli üstökösökből és aszteroidákból származnak, amelyeket a bolygó eddig „magába szippantott”.
A NASA kutatói éppen ezért hangsúlyozottan meg szeretnék tudni, hogy mennyi víz van a bolygón, illetve a nehézfémek milyen arányban vannak jelen a magjában – már ha egyáltalán van neki hagyományos értelemben vett magja. Ez utóbbi egyébként önmagában is érdekes kérdés. A tudósok szerint ugyanis a mag valószínűleg nagyrészt hidrogénből áll, ami a nagy nyomás miatt folyékony halmazállapotú, és a fémekhez hasonlóan vezeti az elektromosságot – ez generálhatja azt a rendkívül erős mágneses teret, amely körülveszi a bolygót és „hetvenöt jupiternyi” távolságba elér – ez egyértelmű rekord a Naprendszeren belül. Ennek a mágneses térnek – amelyet egyébként a gázóriás gyors forgása is erősíthet –, valamint a szintén rendkívül erős sarki fénynek a vizsgálatával a Juno segítséget nyújthat ahhoz, hogy meghatározzák a bolygó szerkezetét. (A szonda speciális rádió- és plazmahullám detektora egyébként olyan recsegő-üvöltő kozmikus zajokat is rögzített, amelyek akkor keletkeznek, amikor a Napból származó töltött részecskék – vagyis a napszél – találkoznak a Jupiter mágneses mezejével, amely húszezerszer erősebb, mint a Földé.)  
Az űrszonda ezenkívül a Jupiter légköri jelenségeit is elemzi majd. Ezek közül az egyik legismertebb az úgynevezett Nagy Vörös Folt, amely valójában egy hatalmas vihar – háromszor olyan széles, mint a mi Földünk. Bár évszázadok óta megfigyelik, a tudósok alig tudnak róla valamit, pedig kérdés van bőven. Nem pusztán az, hogy miért zsugorodik és miért változtatja a színét – ennél is izgalmasabb, hogy valószínűleg ez a vihar fűti az egész bolygót. A Jupiter ugyanis jóval melegebb annál, mint amire a Naptól való távolsága alapján számítani lehetne. A légkör átlagban több mint 900 Celsius-fokos, ám a Nagy Vörös Folt ennél is jóval melegebb, 1300 fokos, vagyis forróbb, mint a földi láva. A jelenség magyarázata a kutatók szerint az lehet, hogy a gigantikus viharban kialakuló gravitációhullámok (amelyek akkor jönnek létre, amikor a légtömeg felfelé szállna, de a gravitáció lefelé húzza), valamint a felfelé áramló akusztikus hullámok gyorsítják a molekulákat, növelve ezzel a hőmérsékletüket.
A következő két évben a Juno műszerparkja rengeteg olyan adatot fog begyűjteni, amelyek révén az „extrém fizikai laboratóriumként” jellemzett gázóriás ilyen és hasonló kérdései több eséllyel lesznek megválaszolhatók. Missziója végén, 2018-ban ráadásul az űrszonda szó szerint belemerül a bolygó légkörébe, ahonnan minden eddiginél konkrétabb információkat küld majd – mielőtt megsemmisül.

Műszerarzenál az űrben

A 20 méter átmérőjű és 4,5 méter magas Juno kialakítása nem volt egyszerű. Egyrészt a Jupiter térségében olyan erős a röntgensugárzás, hogy az űrjármű működése során 100 milliószor nagyobb sugárdózist kap, mint egy ember egy röntgenfelvétel készítése során. Ezért elektromos berendezéseit hat darab egy centiméter vastag, egyenként 18 kilogrammos titániumlap védi.
Másrészt a tervezők a lehető legtöbb mérőműszerrel látták el a szondát.
A normál tartományban működő fényképezőgép mellett van rajta ultra-ibolya és infravörös tartományban „látó” kamera; egy gravitációs és mágneses teret feltérképező mérőeszköz; egy, az atmoszféra alsóbb rétegeit, benne a víz és oxigén jelenlétét vizsgáló mikrohullámú radiométer; vagy például egy JEDI névre keresztelt eszköz, amely a mágneses mező részecskéit elemzi – és a sort még bőven lehetne folytatni.
A Juno energiaellátását nagy hatékonyságú napelemek biztosítják – ennek ellenére meglehetősen takarékosan kell működnie. A szárny formájú panelek összesen 60 négyzetméteren termelik az áramot: a Föld közelében még 15 ezer wattot, a Jupiternél azonban már alig 500 wattot, ráadásul a teljesítmény az idő előrehaladtával csökken.

Olvasson tovább: