Olvasták: 2490

Üstökösök

Hullócsillag a lapos világűrben

Az emberek régebben is láttak csóvás „csillagot” és „hullócsillagot” (például a Gilgamesben),  de mivel laposnak képzelték a világűrt, nem is sejtették, hogy valójában sehová sem esnek le. Az üstökösök eredetéről az első elméletet Arisztotelész dolgozta ki. Megfigyelte, hogy a bolygók csak az Állatövben mozognak, míg az üstökösök a nekik tetsző területen. Úgy ítélte meg, hogy az üstökösök valami olyan folyamathoz tartoznak, amely  a légkör felső szintjében zajlik, ahol gázrobbanások történnek, és amivel az üstökösökön kívül a sarki fény vagy meteorok is kapcsolatban állnak.


Az arisztotelészi lobbi

Érdekes, hogy ellenzői a klasszikus filozófusok voltak. Seneca szerint az üstökösök mozgását nem látszanak befolyásolni a légköri jelenségek (szél), ezért ezek égitestek. Ez ésszerű érvelésnek bizonyult, de az arisztotelészi lobbi erősebb volt. Csak 1577-ben mérte meg Tycho Brahe a fényes üstökösök helyzetét, vele párhuzamosan pedig  mások is megtették ezt a Föld különböző pontjain. A mérésekből nem volt meghatározható semmilyen parallaxis (az a szög, amelyet a különböző megfigyelőket az üstökössel összekötő vonalak bezárnak). A csillagászok a számításaik alapján megállapították, hogy az üstökös legalább négyszer olyan távol van a Földtől, mint a hold. Amikor pedig feltalálták az első távcsövet, az egyik meglepetés követte a másikat.


Mindenütt jelen lévő tévhitek

Tévhitek alakultak ki arról, hogy miből vannak az üstökösök, hol keletkeznek, mi határozza meg a pályájukat, miért viselkednek úgy, ahogy, miért havazik belőlük, miért mérgezők… Ezek magyarázata, hogy az akkori csillagászok olyan korban éltek, amikor a tudomány és a hit nem különült el élesen egymástól, illetve egybeeséseket véltek felfedezni az üstökös megjelenése és a földi események között. Mivel az emberek ősidők óta rettegnek a katasztrófáktól, amelyeket az üstökösökhöz kötöttek, korán megfigyelték őket. Így hosszú időre negatív bélyeg került rájuk. Egyetlen kivétel a betlehemi csillag volt, ám ez – ahogy később bebizonyosodott – nem üstökös volt, hanem a Szaturnusz és a Jupiter hármas együttállása a Halak csillagképben.


Napseprű

Amikor a keletkező Naprendszerbe megnövekedett a Nap aktivitása, és nehéz bolygók keletkeztek saját gravitációs térrel, a fiatal Nap gravitációs seprűje és robbanásai a Naprendszer közepén túlra utasította az üstökösöket. Míg a bolygók anyaga alaposan átalakult az idők során, addig az üstökösök anyaga nem. A nagy bolygók összehangolták egymással pályáikat, például a Jupiter és a Szaturnusza Nap körüli pályájuk idejét 2:1 arányban állandósították, így míg a Jupiter kétszer járja körbe a Napot, addig a Szaturnusz csak egyszer. Az üstökösök biztonságos távolságba „menekültek”, és a Plútó keringési pályája mögött „rejtőztek el”. Itt található az úgynevezett Kuiper-öv, amely mögött, valamint az úgynevezett szórt korong területén feltételezik a csillagászok az Oort-felhő létét.


Ki lopja az üstökösöket?

A texasi SwRI (Southwest Research Institute) kutatói egy kissé másképp látják ezt a dolgot. Szerintük az üstökösök többsége „lopott”. A Nap,  a csillagokhoz hasonlóan, a galaxison belüli, gázokkal teli térségben keletkezett. Amelyik csillag erősebb gravitációval rendelkezett, átvonzotta magához más csillagok üstököseit is. Amennyiben érvelésük helytálló, az eredmény hihetetlen. Ugyanis el kellene fogadnunk, hogy az üstökösök és az Oort-felhőből származó egyéb égitestek 90 százaléka – ellentétben a jelenlegi feltételezésekkel – a Naprendszeren kívüli területről származik.


Üstökösök tömörülése Oort szerint

Az Oort-felhő létét még nem bizonyították közvetlenül, hanem hosszú keringési periódusú üstökösök alapján határozták meg. Az eredeti becslések szerint a felhőben akár 4 milliárd üstökös is lehet, de az amerikai kutatók szerénytelenségét bizonyítja, hogy az ő becslésük ennek százszorosa. Átmérőjük 1,8-tól 4 kilométerig terjedhet, de olyan messzire vannak, hogy ezeket az adatokat nehezen tudnánk méréssel igazolni. Az Oort-felhőben addig maradnak meg az üstökösök, míg közel nem kerülnek egy csillaghoz, amely a gravitációs terének köszönhetően vagy kitaszítja a „jégmezőre”, a csillagközi térbe, vagy fordítva, a Naprendszer közepe felé lódítja. Ezeket aztán üstökökként figyelhetjük meg, amelyek csak egyszer vagy rendkívül szokatlan pályán haladnak át.


Kentaurok az úton

Az üstökösön kívül vannak még rejtélyesebb égitestek, amelyek közelebb is állnak hozzánk a Kuiper-övben. Ez a Naprendszert fonja körül a Neptunusz után (a Neptunusz távolabb került a Naptól, így közelebb áll az üstökösökhöz. A benne mozgó égitestek alkalmazkodnak a Neptunuszhoz, és pályája egészes stabil feltételeket biztosít hosszú időre, akár több százmillió évre. Közéjük tartozik a Plútó is, amelyet a 2006-os prágai csillagászati kongresszuson átsoroltak a törpebolygók közé. Ha a Kuiper-övben valamelyik égitest „unatkozni kezd” és elindul a Nap felé, általában nem jut tovább a Neptunusz körüli pályánál. Ezeket nevezik Kentauroknak, még ha a Naptól távol üstökösnek tűnnek. A közelebb eső Kuiper-övből az üstökös-ellátás több millió évben mérve magyarázatául szolgál arra, miért van annyi üstökös és vándorló Kentaur a Jupiter körüli pályán.


A legfelsőbb kényúr

A Jupiter korlátlan önkényúrként azt tesz az üstökösökkel, amit csak akar. Még azoknak is módosíthatja a pályáját, amelyek a Nap körül keringenek, és rövidebb pályára állítja őket. Az állítják, hogy védi a Földet, beavatkozása azonban olykor aggodalmat szül. Gravitációs terének köszönhetően láthatjuk például régi jó ismerősünket, a Halley-üstököst vagy a Hale- Bopp-üstököst. De nem minden üstökös tartja a tisztes távolságot. Például  az Encke-üstökös pályája a Jupiter és a Merkúr pályája között fekszik. Amiatt érdekes, mert nem a felfedezőjéről, a francia csillagászról, Pierre Méchainről kapta a nevét, hanem a német csillagászról, Johann F. Enckéről, aki a 19. század első felében csak a csóváit látta, és megállapította, hogy a 3,3 évente megjelenő néhány üstökös ugyanaz a régi ismerős. Jelentős mennyiségű hulladékot is hagy maga után, amelyet Tauridák meteorrajként figyelhetünk meg. A Jupiter és a Szaturnusz között fekszik például a Schwassmann-Wachmann-üstökös  pályája, amely fokozatosan hullik szét, és törmelékei számos effektus és porgázrobbanások formájában aránylag közel kerülnek a Földhöz. Következő szigorúan megfigyelt látogatása 2022-ben esedékes.


Hógolyó a Föld körüli pályán

Az üstökösök összetételüket tekintve is különlegesek – némi túlzással „piszkos hógolyónak” is nevezhetők. A világűrben szinte minden megfagy – az üstökösök esetében főleg a szén-dioxid, a szén-monoxid, az ammónia, a metán, a víz olykor az ásványi anyagok is, a csillagközi por, a cián, némi ion és a szabad gyökök (hidroxilok, aminok).
Érdekes, hogy a cianidok jelenlétét az üstökösökben a 19-20. század fordulóján az osztrák antropozófus, Rudolf Steiner is előre jelezte még azelőtt, hogy megerősítették volna a csillagászati és vegyi elemzések. Az üstökösök nem sok nehézfémet és ásványt tartalmaznak, épp mert a naprendszer  közepétől távol keletkeztek, ahol már ritkán fordulnak elő ezek az alkotóelemek.


Váltakozó üstökösök

Rendkívül változékonyak – a rendszeresen ellátogatók vagy a Nap körüli pályán mozognak, vagy a Jupiter vonzását részesítik előnyben. Többnyire azonban a Plútó térségében tartózkodnak, és csak némelyikük látogat el a Naprendszer belsejébe is. Itt viszont a Jupiter gravitációs tere magához vonzhatja őket. Például 1992-ben a Jupiter vonzotta magához a Shoemaker-Levy 9-üstököst, amely túl közel merészkedett, és nem a Napot kerülte meg, hanem a Jupitert. 1993-ban ez nem volt „kifizetődő”: közeli áthaladásakor a bolygó hatóerői darabokra tépték, majd darabjai a Jupiterre hullottak. Ez egy egyedülálló és jól megfigyelhető jelenség volt Naprendszerünkben. A Jupiterrel összeütköző üstökös egyik törmelékének kinetikus energiája 6 millió megatonna TNT-nek felelt meg. Egy hasonló jelenséget – vagyis egy kis égitest becsapódását a Jupiterbe – 2009 júliusában és 2010 júniusában is megfigyeltek a csillagászok.


Üstökösök és a kiégés szindrómája

Már említettük a kómát, amihez hozzáadjuk a magot, esetleg a csóvát, és már meg is kaptuk az üstököst. A mag az üstökös szilárd eleme. Egy része elpárolog a Nap közelében, és az üstökös ún. kómát, vagyis egy gömb alakú gázburkot hoz létre, illetve aktívabb esetben egy csóvát is. A kóma fontos eleme az üstökös más égitestektől való megkülönböztetésének. A Chiron-üstököst, amelynek pályája a Szaturnusz és az Uránusz között ível, először aszteroidaként sorolták be, mivel nem láttak gázburkot körülötte. Később azonban feljegyeztek egy gyenge kómát.
Az üstökösök megjából kiszökellő gázokat az UV sugárzás ionizálja. A mágneses napszél a Nappal ellenkező irányba hordja, mi pedig egy kéklő csóvaként láthatjuk. De nem ez az üstökös összes tudománya. Porrészecskéi elektromosan semlegesek, és nem a napszél befolyásolja őket, hanem a magból kiszökellő anyagok sebessége és iránya. Ezért a porrészecskék rövidebb, de széles csóvákat alkotnak. Az üstökös néha a láthatatlan nátriumcsóvával okoz örömet a csillagászoknak.


600 tonna anyag ajándékba

Ami pedig a méretüket illeti, ezek általában „miniatűr” (100 métertől néhány kilométerig) képződmények, olykor 10 kilométeresek, néha akár ennek többszörösei is lehetnek (pl. a Hale-Bopp-üstökös). Ezzel szemben a gázkóma elérheti az 1,6 millió kilométert is. Egy üstökös csóvája pedig akár 160 millió kilométeres is lehet. Az elnyelt fénynek és a gázkómában felszabaduló energiának köszönhetően a Nap közelében kerülő üstökösök szabad szemmel is láthatóak. Az üstökösök áthaladásuk közben porrészecskéket bocsátnak ki. Felmérések szerint a Halley-üstökös a Nap körüli áthaladásakor akár egyméternyi vastagságú porréteget is lemorzsol magából, amivel körülbelül 600 tonna anyagot hagy hátra. Ahogy az üstökösök öregszenek, csökken illékony összetevőjük aránya, és kialszanak, ezáltal pedig a bolygókhoz hasonló égitestekké válnak.


Túlnyomásos edény a perihéliumban

Ha bármely hírességet megkérdezne, mindegyik osztaná a véleményt, hogy a csúcsra való feljutás kockázatokat is rejt magában. Az üstökös magja, amely a Naphoz közelít, perihéliumba kerül. A Nap felmelegíti, és az üstökös magja egy túlnyomásos fazékra emlékeztet. A párolgásra képes alkotóelemek elpárolognak, és az űrhajó csóvájához hasonló porgáz-kilövellések formájában szabadul fel. Amikor az üstökös túl közel merészkedik, előfordulhat, hogy a nyomás annyira megnő, hogy az elpárolgó alkotóelemeknek nem lesz elég idejük felszabadulni, és a nyomás széttépi az üstökös magját. Az eredeti üstökös fragmentumai aztán bizonyos ideig még összetartanak, aztán szétrepülhetnek, de általában fenntartják a pályájukat és együtt térnek vissza.


Amikor az üstökös zuhan

A Biela-üstökös 1846-ban hullott szét, a következő visszatérésekor, 1872-ben pedig erős meteorhullást észleltek, óránként 3000 „hullócsillaggal”, és ugyanez ismétlődött a további visszatérések alkalmával, ám csökkenő intenzitással. Máig emlékezet erre a gyenge meteorraj, az Andromedidák, minden év novemberében. Arról is vitáznak, hogy a közép-szibériai térségben a földfelszín felett 5-10 kilométerrel bekövetkezett 1908-as robbanás oka nem az Encke-üstökös egyik darabja volt-e. A csillagászok figyelik az azonos pályán haladó objektumokat, hogy ne tekintsék üstököscsoportnak a korábban széthullott üstökösök részeit. Napjaink tökéletesebb technikájával útközben, röppályájukon is megfigyelhetjük a darabjaikra hullott üstökösöket. Az üstökösök továbbra is rejtélyes objektumok és a meglepetések forrásai maradnak, sőt, olykor úgy tűnik, mintha a világűr küldené a kíváncsi földi tudósoknak a kozmikus hógolyókat, mintha azok a világűr és a Naprendszer történetében fontos szakaszok kirakós játékának egyes darabjai volnának.

Cimkék: üstökös,