A múltban a Vénusz, a Föld és a Mars is kék bolygók voltak

Dr. Jim Green, aki 2006 és 2018 között az amerikai űrkutatási hivatal bolygókutatási részlegének igazgatója volt, nemrég lett kinevezve a NASA vezető kutatójának. Ez jó alkalmat szolgáltatott arra, hogy Dr. Green egy sajtótájékoztató keretében áttekintést adjon arról, mennyit fejlődött a Naprendszerről alkotott képünk az elmúlt 10-15 évben a NASA munkájának köszönhetően.

Még nem találtunk életet a földön kívül, de óriási előrelépéseket teszünk annak megértésében, hogy hol keressük, mik az élet jelenlétének jelei és hogy mit tudunk meg.

- mondta el a bevezetőjében, hozzátéve, hogy az elmúlt időszakban a földön kívüli élet keresése volt az űrügynökség tudományos vizsgálatainak meghatározó célja. Álláspontja szerint ha más bolygókon és holdakon is találunk életet a Naprendszerben, akkor arra a következtetésre kell jutnunk, hogy annak szinte mindenhol jelen kell lennie.

Hőforrás a Yellowstone Nemzeti Parkban. A Földön extrém élőhelyeken is virágzik az élet. Forrás: Wikipedia/Jim Peaco, National Park Service

Természetesen a földön kívüli élet kutatásához először meg kell határozni, mit is keresünk. A NASA asztrobiológusai által közel 15 évvel ezelőtt megalkotott élet definíció -

  1. anyagcserét végez
  2. reprodukálja önmagát
  3. evolúcióra képes

- első ránézésre nem volt alkalmas gyakorlatban való alkalmazásra, hiszen rendkívül nehéz olyan műszereket építeni, amelyek mindhárom kritériumot meg tudják vizsgálni.

Ha el tudunk jutni olyan helyekre a Naprendszerben, ahol létezik vagy létezett a múltban víz folyékony formában, akkor talán van ott élet jelenleg, vagy kialakulhatott, evolválódhatott és létezhetett ott a múltban.

- nyilatkozta Dr. Green, aki szerint ezért a definíció elejére kezdtek koncentrálni a szakemberek, hiszen az élet által végzett anyagcseréhez folyékony víz szükséges. Ez volt az alapja a NASA “kövesd a vizet” programjának, amelyet a 2004-ben Marsra érkezett Spirit és Opportunity robotgeológusok fémjeleztek talán a legjobban.

A NASA Opportunity marsjárójának 2015-ös panorámaképe, amelyen az Endeavour kráter egy része és a marsjáró robotkarja látható. Forrás: NASA/JPL

Világossá tette azt is, hogy a Naprendszer bolygóinak és holdjainak vizsgálata nem csak a jelenlegi állapotukról árul el fontos információkat, hanem talán még lényegesebb, hogy azok időbeli evolúciójáról is:

"Az elmúlt 10 évben óriási mennyiségű tudományos mérést végeztünk, amelyek azt mondanám, hogy lényegében lezárták az első igen alapos feltérképezését a Naprendszer főbb objektumainak. A New Horizons Plútó melletti elhaladásával feltérképeztük az összes nagybolygót és több törpebolygót, valamint az óriásbolygók holdjainak nagy részét. Ami szembetűnő ezekből az adatokból, hogy modellezni tudjuk, mi történt ezekkel az objektumokkal az idő előrehaladtával. Kiderült az is számunkra, hogy ez rendkívül fontos."

Ennek leginkább a Vénusz és a Mars esetén van különleges relevanciája.

"A Vénusz, ahogy ma ismerjük, lakhatatlan. A felszíne elég forró ahhoz, hogy az ólom megolvadjon. A légnyomás óriási. Mintha az óceán mélyére merészkednénk, komoly infrastruktúra kell ahhoz, hogy ellen tudjon állni a Vénusz összeroppantó légköri nyomásának. A másik oldalon, a Mars sokkal szárazabb, szinte sivataghoz hasonló bolygó, nagyon vékony légkörrel."

- vázolta fel Dr. Green a Vénusz és a Mars mai, élet számára barátságtalan körülményeit.

A Maat Mons vulkán a Vénusz felszínén, a Magellan űrszonda radaros méréseiből generált 3D képen. Forrás: NASA/JPL

Dr. Green ezt követően arról beszélt, hogy a múltban a Vénusz és a Mars is folyékony vízzel borított, a Földhöz sokkal hasonlóbb világok voltak.

De ezek csak ma ilyenek. A megfigyeléseinkből az derül ki, hogy a Vénusz, a Mars és a Föld a múltban mind kék bolygók voltak. Ezek mind óceán-világok voltak. A múltban sokkal hasonlóbbak voltak a Földhöz.

"Úgy tűnik jelenleg, hogy a Vénusz volt az első lakható bolygó a Naprendszerünkben, jelentős mennyiségű vízzel a felszínén. Az elmúlt 800 millió évben azonban egy elszabaduló üvegházhatáson ment keresztül, amely létrehozta azt a bolygót, amelyet ma ismerünk. Létezhetett élet a Vénuszon a múltban? Egyértelműen úgy tűnik, hogy az összes fontos tulajdonsággal rendelkezik - a méretétől kezdve, az összetételéig és az óceánokig, amelyek úgy véljük jelen lehettek a felszínén. De a bolygó evolúciója nagyon máshogy alakult."

A Curiosity legutóbbi önarcképe, amelyet a globális marsi porvihar alatt készített 2018. júniusában. Forrás: NASA/JPL

"Ugyanúgy a Mars esetén, az északi félgömb kétharmada víz alatt volt. Valójában néhány helyen több kilométer mélyen is. A Marsnak jelentős időtartamig létezett egy klimatikus rendszere - esővel, felhőkkel, jégsapkákkal és óriási óceánokkal (ma is megfigyelhetők vízgőz felhők és jégsapkák a bolygón - szerk). De gyors klímaváltozáson esett át viszonylag korán a kialakulását követően. Hozzávetőleg 800 millió évig lehetett kék bolygó - elég hosszan, hogy ki tudjon alakulni az élet rajta.

A Marsnak jelenleg nincs mágneses tere és a napszél folyamatosan elszedi a légkörét. Az elpárolgott marsi óceánok nagy része a légkörbe került, majd onnan a napszélbe, eltávolítva a bolygóról a molekulákat, amelyek már soha nem térnek oda vissza. Azt gondoljuk, hogy ez elsősorban azért történt, mert a Mars elvesztette a mágneses terét, így a (napszél elleni - szerk) védelmét is."

A NASA vezető kutatója szerint mindkét bolygó története a Föld jövője szempontjából is intő példákkal szolgál.

Arra a realizációra jutunk egyre inkább, hogy ami megtörtént a Vénuszon, az megtörténhet a Földön is. Ami megtörtént a Marson, az végbemehet a Földön is. Ezért jobban kell értenünk ezeket a bolygókat és történetüket, hogy megtudjuk, volt-e rajtuk élet a múltban, vagy akár van-e még jelenleg.

Létezett-e élet a Marson?

Több újságíró is kérdezett a Curiosity marsjáró közelmúltbeli felfedezéseiről, amelyek során annak mintaelemző laboratóriuma szerves molekulákat talált a felszínen és évszakok szerint változó légköri metánt detektált.

Dr. Green így összegezte ezek jelentőségét:

A Curiosity legfrissebb marsi megfigyelései rendkívül izgalmasak. Komplex szerves molekulákat fedezett fel. Ezek a molekulák biológiai eredetűek is lehetnek, de lehet hogy természetes módon keletkeztek (kémiai folyamatok által - szerk). Nincs egyértelmű válaszunk, de folytatjuk az ilyen irányú kutatásokat. 

"Ezen vizsgálatok mellett a Curiosity felszín alól szivárgó metánra utaló nyomokat talált méréseiben. Ez nagyon érdekes, hiszen a Földön a légköri metán 95%-a biológiai folyamatok során keletkezik. Mikróbáktól, termeszeken és teheneken át emberekig. Bár a metán keletkezhet abiotikus folyamatok során is, azaz nem élet által, izgalmas belegondolni, hogy ma is létezhet élet a Mars felszíne alatt."

Ezt követően a marskutatási program Curiosity-t követő lépéseiről is beszélt:

"A Curiosity által talált komplex szerves molekulák egyértelműen alátámasztják a NASA jövőbeli terveinek értelmét. Ahhoz, hogy meghatározzuk, biológiai eredetűek-e a molekulák, vissza kell hoznunk a mintákat földi laboratóriumokba. A NASA jelenleg a Mars 2020 küldetésen dolgozik. Ez egy olyan marsjáró lesz, amely kőzetmintákat fog venni, amelyeket a következő évtized végéig vissza szeretnénk hozni a Földre, hogy meg tudjuk vizsgálni őket. A földi laboratóriumok képességei messze felülmúlnak bármit, amit egy marsjáróra tudunk rakni. A minták visszahozatala így a legjobb megoldás marad arra, hogy meghatározzuk, volt-e a múltban a Marson élet, vagy akár van-e még ma."

A Marsot jelenleg három amerikai, két európai és egy indiai keringőegység, valamint a NASA Opportunity és Curiosity marsjárói vizsgálják. November végén ezekhez csatlakozik még a NASA InSight leszállóegysége, amely a bolygó belső szerkezetét fogja tanulmányozni a marsi rengések és a mélyből érkező hő pontos mérésének segítségével.

Bár az InSight közvetlenül nem járul majd hozzá az élet kereséséhez, segít majd megérteni a kőzetbolygók belső szerkezetét és évmilliárdok alatti változásaikat.

A külső naprendszer “óceán-világai”

Illusztráció a Jupiter Europa holdjának jégkérge alatt található óceánról. Forrás: NASA/JPL

"Eközben arra is ráébredtünk, hogy a Naprendszer egy másik elképesztő régiójában is lehetnek lakható világok, a Mars pályáján túl. Az óriási gázbolygók olyan holdakkal rendelkeznek, amelyekről hosszú ideig azt gondoltuk, hogy jeges, fagyott világok, folyékony víz nélkül - ilyen körülmények között pedig nem vártuk, hogy múltbeli vagy jelenlegi élet létezzen rajtuk. De időközben kiderült, hogy több esetben ezeknél a holdaknál “óceán világokról” beszélünk, külső jégkéreggel. Látjuk, hogy a Jupiter Europa holdja - amely a mi holdunkhoz hasonló méretű - jeges jégkérge alatt akkora óceánnal rendelkezik, amely valószínűleg kétszer annyi vizet tartalmaz, mint a Föld óceánjai együttvéve."

-nyilatkozta Dr. Green, világossá téve hogy a NASA számára a Mars mellett ezeknek az “óceán-világoknak” a tanulmányozása vált prioritássá az elmúlt években.

A 444 kérdésére,miszerint hogyan fogja a NASA 2020-as években induló Europa Clipper űrszondája bővíteni az ismereteinket a Jupiter legizgalmasabb holdjáról és meghatározni annak lakhatóságát, Dr. Green a következőt válaszolta:

A (Europa) Clipper jelenleg építés alatt áll. Fantasztikusan szofisztikált műszeregyüttessel rendelkezik, amelyek még nagyobb teljesítményűek, mint amik a Cassini-n voltak. Az a tervünk, hogy a jégréteget áthatolni képes radar segítségével meghatározzuk a jégkéreg vastagságát, ahogy az űrszonda kering a Jupiter körül és többször elhalad annak Europa holdja mellett.

A Jupiter Europa holdja a Galileo-űrszonda által készített felvételen. Forrás: NASA/JPL

"Azt gondoljuk, hogy a jégkéreg nagyon vékony lesz néhány területen. Elég vékony ahhoz, hogy talán repedések legyenek rajta, amelyekből gejzírek származhatnak. Kiderült, hogy a Hubble űrtávcső közelmúltbeli megfigyelései arra engednek következtetni, hogy a Holdhoz közel hasonló méretű óriási hold, az Europa felszínéről víz gejzírek törnek ki, amelyek a felszínre folyva újratermelik a hold felszínét is.

Emellett, ahogy megnyílnak a repedések, a jégrétegeket más jégrétegek alá tolják. Ez analóg a földi lemeztektonikával, amely lehetővé teszi az élet létezéséhez szükséges anyagok - tápanyagok, vagy más elemek - körforgását. Tehát az a tervünk, hogy megkeressük a kitöréseket, átrepülünk rajtuk, olyan helyeket nézünk, ahova le tudunk tenni leszállóegységeket. Végül pedig leereszkedni a repedésbe és bejutni az Europa óceánjába."

Tehát a szonda segítségével feltérképezik majd a kutatók a jégréteg vastagságát, gejzíreket keresnek és átrepítik a szondát a kitöréseken, hogy megvizsgálja azok összetételét.

Mi a helyzet a Szaturnusznál?

A Cassini-űrszonda alapvetően változtatta meg a Szaturnuszról és holdjairól alkotott képünket. Ahogy arról részletesen beszámoltunk, a küldetés tavaly véget ért, de tudományos örökséges felbecsülhetetlen. Dr. Green így foglalta össze az elért eredményeket:

"Még távolabb haladva a Naprendszerben, a Szaturnusz körül is találunk ilyen jeges világokat, ma már azt mondanánk, hogy “óceán világokat” - mert a jeges kérgük alatt nagy mennyiségű víz található. Például a Szaturnusz Enceladus holdja látványosan mutatja ezt a vizes kapcsolatot a jégkérgén található repedéseiből folyamatosan feltörő gejzírek által. Az Enceladus gejzírjeinek aktivitása hozott létre egy új gyűrűt a Szaturnusz körül, az E-gyűrűt, amely jégszemcsékből áll."

A Szaturnusz Enceladus holdja a Cassini-űrszonda felvételén. Forrás: NASA/JPL

"Egy másik hold, amely elbűvölő számunkra a Szaturnusznál, az a Titán. A Titán méretét tekintve a Merkúrnál nagyobb. Saját légkörrel rendelkezik, amely főleg nitrogénből áll és az egyetlen olyan objektum a Naprendszerben a Földön kívül, amely folyékony anyagokkal rendelkezik a felszínén. Ez a folyadék nem víz, hanem metán. Néhány ezek közül a metán tavak közül nagyobb, mint a Fekete-tenger. A Titán a Földhöz hasonlóan hidrológiai ciklussal rendelkezik, csak a víz szerepét a metán tölti be. A tavak párolgásával a metán a légkörbe kerül, majd elszállítódik más területekre, ahol eső formájában ismét a felszínre jut. Most is a Titán déli féltekén metán eső hullik, új tengereket formálva, jelenlegi ismereteink szerint."

Az európai Huygens leszállóegység által készített felvételek a Titán felszínéről. A képek a szonda ereszkedése során készültek, különböző magasságban. Forrás: ESA/NASA/JPL

Az egyik indok, amiért a Titán vizsgálata rendkívül fontos, az az hogy ha egyszer lenne egy hely, ahol érdemes lenne a mienktől eltérő életet keresni, az a Titán, mivel a folyadék, amely részt venne az anyagcsere folyamatokban nem víz, hanem metán lenne.

Uránusz, Neptunusz, Plútó...

A NASA Voyager 2 űrszondája volt az első és mindmáig utolsó, amely közelről tanulmányozta az Uránuszt (1986) és a Neptunuszt (1989). Ezek az úgynevezett jégóriás bolygók összetételükben nagyban különböznek a Jupitertől és Szaturnusztól, holdjaik viszont hasonlóan izgalmasak. A NASA vezető kutatója szerint vizsgálatuk prioritás az űrügynökség számára:

"Nagyon sok olyan hely van, ahol még nem voltunk és rengeteg meglepetést tartogatnak. Az Uránusz és Neptunusz óriásbolygóknál még nem volt keringőegységünk, amely azokat hosszú időn keresztül tudja vizsgálni. Úgy gondoljuk hogy ezen óriásbolygók körül is találunk óceán világokat (olyan holdak, amelyek belsejében nagy mennyiségű folyékony víz található - szerk). A Triton például, amely a Neptunusz óriási holdja nagyobb a Plútónál és úgy gondoljuk hogy ahhoz hasonlóan egy Kuiper-övbeli objektum, amelyet a gázóriás befogott. Továbbá a Plútóhoz hasonlóan azt gyanítjuk, hogy folyékony óceán rejtőzik a jégkérge alatt."

A Neptunusz Triton holdja a NASA Voyager 2 űrszondájának felvételén. Forrás: NASA/JPL/USGS

Tehát ahogy többet tanulunk a külső bolygórendszerről, úgy ébredünk rá egyre inkább, hogy a holdak közül soknak a folyékony formában jelen lévő víz alapvető összetevője, így jó esély van arra, hogy élet is létezhet rajtuk.

- összegezte Dr. Green az amerikai űrügynökség külső naprendszeri kutatásainak eredményeit.

A Plútót pedig a NASA New Horizons űrszondája derítette fel 2015 júliusában, amely többek között geológiailag meglepően aktív felszínre és az alatt meghúzódó esetleges folyékony vízrétegre talált bizonyítékokat. A szonda küldetésen viszont ezzel még nem ért véget, 2019. január 1-jén érkezik meg következő célpontjához, a 2014 MU69 jelzésű apró bolygókezdeményhez, amely a Naprendszer korai állapotairól árulhat el fontos információkat a kutatóknak.

Jövőbeli tervek

A sajtótájékoztató vége felé Dr. Green a NASA következő évtizedes terveit foglalta össze:

"Tervben vannak küldetéseink, amelyek a Marsra mennek majd. Gondolkodunk azon, hogyan kellene eljutni a Vénuszra és megvizsgálni, hogy fent tud-e tartani életet még ma is. Tervben vannak küldetéseink a Jupiter Europa holdjához. Gondolkodunk a Szaturnusz Titán holdjához való visszatérésen. Ezek a tervek, projektek rengeteget haladnak az idő múlásával."

A NASA következő marsjárója egy helikoptert is visz magával a vörös bolygóra. Forrás: NASA/JPL-Caltech

Az elmúlt évtizedben a figyelem méltán a NASA robotszondáira irányult. Ez azonban nem jelenti azt a NASA szerint, hogy ne lenne a jövőben űrhajósoknak is fontos szerepe tudományos vizsgálatokban más égitestek körül vagy azok felszínén:

"Emellett az emberes űrhajózásnak is van szerepe a Naprendszer megértésében. Most az alacsony Föld-körüli pályáról való továbblépésen dolgozunk az úgynevezett Hold-közeli régióba. Ez egy olyan terület a Hold körül, ahol tudjuk azt tanulmányozni, ahol megtanulhatunk élni és dolgozni egy idegen égitest felszínén, első körben ez a Hold felszíne lesz, mielőtt végül eljutunk a Marsra."

De mégis hogyan segít rajtunk mindez a Földön?

Arra az újságírói kérdésre, hogy nincs-e ellentmondás az amerikai közvélemény földmegfigyelést célzó elvárásai és a NASA naprendszer kutatása között, Dr. Green elmondta, hogy a bolyókutatás kulcsfontosságú a Föld jelenlegi állapotának és jövőbeli változásainak - legyen ez akár a bolygó klímája vagy más rendszerei - megértéséhez.

A Vénusz az elmúlt 800 millió évben lakhatatlanná vált az elszabadult üvegházhatás miatt. A kutatók szeretnék megérteni, hogy pontosan mi vezetett ehhez. A Mars esetén pedig a mágnese tér elvesztése lehet az egyik felelőse annak, hogy a bolygó elvesztette egykori óceánjait és sűrű légkörét.

Dr. Green azt is közölte, hogy a NASA földkutató és monitorozó programja továbbra is rendben működik és a műholdak folyamatosan figyelik a bolygó klímájának változását, óceánjait és egyéb fontos rendszereit.

Tehát amit a Mars vagy a Vénusz kutatásával tanulunk, az fontos a Föld számára. Ezek a kutatások új és fontos perspektívát adnak számunkra, ezért folytatnunk kell őket. Ez szerintem teljesen kapcsolódik a közvélemény azon elvárásához, hogy vizsgáljuk a Földet és annak változásait.

A címlapi kép: A Vénusz, Föld és Mars mind óceánokkal borított, lakható bolygók lehettek a Naprendszer korai időszakában. Az illusztráció nem méretarányos. A bal oldali kép a Vénusz terraformálását illusztrálja és Daein Ballard készítette. A középső kép a DSCOVR műhold EPIC kamerájával készült a Földről 2018. szeptember 6-án. Forrás: NASA. A jobboldali kép a terraformált Marsot illusztrálja és Daein Ballard készítette.

Népszerű
Uralkodj magadon!
Új kommentelési szabályok vannak 2016. január 21-től. Itt olvashatod el, hogy mik azok, és itt azt, hogy miért vezettük be őket.