A tíz legjelentősebb csillagászati és űrkutatási sztori 2021-ből

4979

Tudományos szempontból is izgalmas éven vagyunk túl, itt az ideje összegezni – az alábbiakban a 2021-es esztendő tíz legjelentősebb eseményét gyűjtöttük össze egy (jellegénél fogva) szubjektív toplistába.

10. Az ‘Oumuamua-sztori

Nem tudományos felfedezés, nem is technikai bravúr, ám a csillagközi térből érkező ‘Oumuamua eredetéről szóló vita olyan mértékű figyelmet kapott a nemzetközi sajtóban (sőt a hazai médiában is), hogy helye van egy ilyen listán. Bár a 2017 őszén felfedezett égitest már messze jár tőlünk, a neves harvardi kozmológus, Avi Loeb év elején megjelent könyve újra a figyelem középpontjába helyezte az üstökösszerűen mozgó, de üstökösjegyeket (pl. kitöréseket) nem mutató ‘Oumuamuát. A szerző elsősorban ezzel a látszólagos ellentmondással igyekezett igazolni elméletét, miszerint az objektum valójában egy idegen űrhajó (maradványának?) napvitorlája – tette azonban mindezt erős arroganciával és minden alternatívát kizáró meggyőződéssel. Időközben született természetes eredetű magyarázat is az ‘Oumuamua rejtélyes gyorsulására (nitrogénjég esetén az üstökös kitörései nem járnak detektálható kómával), amelyet Loeb egy bizonytalan statisztikai alapú magyarázattal szándékozott megcáfolni. Mivel további megfigyelési adatokat már nem lehet begyűjteni az ‘Oumuamuáról, az avatatlan szemlélő akár úgy is érezheti, hogy döntetlent hozott a ‘Világ csillagászai vs. Avi Loeb’ meccs – érdemes azonban felidézni Carl Sagan idevágó gondolatát: „a rendkívüli állítások rendkívüli bizonyítékokat is igényelnek.”

Az ‘Oumuamuáról készült illusztráció. (Forrás: ESO / M. Kornmesser)

9. Minden világos Betelgeuze-ügyben

Két éve történt, hogy az Orion csillagkép alfája, a Betelgeuze megfigyelhető fényessége néhány hét alatt közel harmadára csökkent. Mivel egy szupernóva-robbanás előtt álló vörös szuperóriásról van szó, ezért a jelenség komoly izgalmakat váltott ki mind a kutatók, mind pedig a nyilvánosság részéről. A galaktikus szupernóva jelentette égi tűzijátékra azonban tovább kell várni, a Betelgeuze extrém mértékű elhalványodása ugyanis ahogy jött, úgy el is tűnt néhány héttel később. A szakértők már ekkor is gyanították, hogy egy, a csillag közelében keletkezett porfelhő árnyékolhatta le a csillag korongját. Az idei esztendőben erre egyértelmű megfigyelési bizonyítékokat is bemutattak az Európai Déli Obszervatórium csillagászai, akik a Very Large Telescope SPHERE műszerével végeztek képalkotó méréseket. Ennek révén lehetővé vált az 530 fényévre lévő csillag felbontása – vagyis, az alábbi képeken ténylegesen a Betelgeuze megfigyelhető fényességeloszlása látható, amelyen jól nyomon követhető a csillag elé beúszó porfelhő. A kutatók ezáltal első alkalommal figyelhették meg közvetlenül por keletkezését egy csillag közelében.

Az elhalványodás előtt és annak folyamán: a Betelgeuze egyike azon néhány csillagnak, amelyek kiterjedését is megfigyelhetjük az óriástávcsövek segítségével. Jól látható, hogy nem csak a csillag teljes fényessége, de a fényesség felületi eloszlása is megváltozott. (Forrás: ESO/M. Montarges et al.)

8. Csillaghajó-fejlesztések

A SpaceX már nem csak az emberes űrutazás jövőjének, de jelenének is megkerülhetetlen szereplője. Az Elon Musk által alapított és azóta is közvetlenül általa irányított cég rutinszerűen szállít legénységet a Nemzetközi Űrállomásra Crew Dragon névre keresztelt űrkapszuláival, valamint rohamtempóban (igaz, az előzetesen kitűzött céldátumoktól elmaradva) halad az új generációs űrhajója, a Starship fejlesztésével is. Az SN-15 prototípus májusban sikeresen teljesítette a 10 km-re történő emelkedést követő forradalmi landolását, amelynek során a rakéta előbb a hasára fordulva száll alá, majd függőleges pozícióban érkezik meg a kijelölt platformra. A következő lépés a tesztek sorozatában a Heavy Booster gyorsítófokozattal megtámogatott Föld körüli pályára állás lesz 2022 első felében – addig is azonban óriási fejlesztések zajlanak a SpaceX texasi indítóállomásán, többek között a későbbi sorozatgyártás és -indítás előkészítésének céljából. Kereslet biztosan lesz rá: a Starship koncepciója nemcsak Musk marsi kolóniáról szóló álmait és az űrturizmust hivatott szolgálni, de idén elnyerte a NASA Artemis-programjának leszállóegységéről szóló 2,9 milliárd dolláros tenderét is – vagyis jó eséllyel a Holdra és a Marsra is Starshippel fognak leszállni a közeljövő asztronautái.

Az SN15 prototípus az indulás pillanatában. (Forrás: SpaceX)

7. Rekord méretű üstökös

Az üstökösök tipikusan néhány km átmérőjű jeges égitestek, ám feltételezhető, hogy a többségük forrásául szolgáló Oort-felhőben akadhatnak jóval nagyobb objektumok is. A 2021-es év folyamán végre sikerült azonosítani egy ilyen monstrumot: a felfedezői után elnevezett BernardinelliBernstein (röviden csak BB-)üstökös a becslések szerint 100-300 km átmérőjű, ezzel egyértelműen rekord méretű az eddig megfigyelt üstökösök körében. Az objektum felfedezésére valójában még 2014-ben került sor, ám a Dark Energy Survey első felvételein még nem mutatkoztak az üstökösök jellegzetességei, így először aszteroidaként kategorizálták. 2021-ben aztán jelentős anyagkitörés történhetett a BB-üstökös felszínén, az ugyanis glóriaszerű légkört, ún. kómát növesztett. Időközben az objektum pályáját is sikerült pontosan megállapítani: a bolygók keringési síkjára csaknem merőlegesen közelítő BB nagyjából a Szaturnusz pályájáig fog eljutni, mielőtt visszaindul a rendkívül távoli (még a Plutón is messze túl kezdődő) Oort-felhőbe. A BB-üstökös keringési pályájának extrém jellegét jól szemlélteti, hogy bár visszatérő objektumról van szó, legutóbb 3,7 millió évvel ezelőtt járt a Naprendszer belső régióiban.

A Bernardinelli–Bernstein üstökös pályája (feketével) a Naprendszer belső régiójához közeledve. (Forrás: NASA/JPL)

6. Pontosabban ismerjük az Univerzum fejlődését

Ahogy a neve is mutatja, a rekord méretű üstökösre bukkanó Dark Energy Survey (Sötét Energia Felmérés) nem a naprendszerbeli objektumokra specializálódott, sokkal inkább a távoli galaxisok megfigyelése jelentette a célt, amelynek révén az Univerzum múltjáról alkothatunk pontosabb képet. Idén került sor a DES második adatközlésére – az első pillanatban nem túl izgalmasnak tűnő felütés mögött rendkívüli számok és érdekességek rejtőznek. A chilei 4 méteres Blanco-teleszkópot használó DES ugyanis egy igazi ‘Big Data’ égboltfelmérés volt 2013 és 2019 között, a külön erre a célra fejlesztett 570 megapixeles kamerája tucatnyi alkalommal mérte végig az 5000 négyzetfokos (ez a teljes égbolt 1/8-ad része) égboltterületet. A kitartó fotongyűjtögetésnek köszönhetően a rendszer 226 millió (!!!) galaxist figyelt meg, kb. 7 milliárd fényéves távolságon belül. A közelmúltban publikált 30 szakcikk ráadásul még csak a 2016-ig végzett mérések eredményeit összegzi (a többire néhány évet még várni kell). Ezek közül a legfontosabb, hogy a megfigyelések nagy pontossággal támasztják alá az ún. ΛCDM modellt, miszerint az Univerzum 68,5%-át sötét energia, 28,6%-át hideg sötét anyag alkotja, és csak 4,9%-ot tesz ki az általunk is látható világító anyag. Ugyanakkor akad némi, egyelőre fel nem oldott ellentmondás is a jelenleg favorizált elméletekkel szemben: úgy tűnik, hogy a galaxisok csomósodása nagy távolságskálákon kisebb a vártnál – más szóval, az anyag eloszlása egyenletesebb, mint azt eddig gondoltuk.

A DES egyik ultramély felvétele: csaknem minden fénypont rajta egy-egy galaxis!
(Forrás: Dark Energy Survey / DOE / FNAL / DECam / CTIO / NOIRLab / NSF / AURA; & T.A. Rector / M. Zamani / D. de Martin)

5. Az idei gravitációshullám-adag

A gravitációs hullámok felfedezése nem állt le, éppenséggel csak rutinszerűvé vált. Ez azonban nem jelenti azt, hogy ne lenne több kuriózum is a LIGO–Virgo együttműködés közelmúltban megjelent katalógusában, amely immáron kilencvenre növelte a megfigyelt gravitációs hullámok számát. A nagy tömegű, kompakt objektumok összeolvadásából származó jelek listája 35 új gravitációs hullámmal bővült, köztük több olyan felfedezéssel is, amelyek során egy neutroncsillag és egy fekete lyuk egyesül. A 2020 márciusáig tartó harmadik észlelési időszak során figyelték meg az eddig ismert legkisebb tömegű neutroncsillagot, valamint egy olyan objektum is horogra akadt, amely épp a neutroncsillagok és a fekete lyukak eddig ismert tömeghatárai között található. A detektorokat jelenleg fejlesztik, hogy tovább növeljék az érzékenységüket – magyarán messzebbről észlelhetjük a téridő tovaterjedő fodrozódásait. A munkálatok miatt a következő megfigyelési periódus leghamarabb ősszel veheti kezdetét, a két amerikai LIGO, az Olaszországban található Virgo detektorokhoz ekkorra már teljes kapacitással fog társulni a japán KAGRA berendezés is.

Az összes eddig megfigyelt neutroncsillag és fekete lyuk tömegei; a gravitációs hullámok révén felfedezett objektumok esetében kettőből mindig egy harmadik keletkezett (lásd: függőleges nyilakkal összekötött pöttyök). (Forrás: LIGO-Virgo/Northwestern University/Aaron Geller)

4. A Nap árnyékában

A szonda, amely „megérinti” a Napot – ez a költői cím bukkan fel leggyakrabban a médiában a Parker Solar Probe-bal kapcsolatban. A NASA űrszondája ugyan nem megy el egészen a célpontja „felszínét” jelentő fotoszféráig, de tény, hogy minden korábbinál közelebbről tanulmányozza a Napot. A 2018-ban indult Parker összesen 24 keringést teljesít elnyújtott elliptikus pályáján, amelynek napközelpontja a bolygók melletti gravitációs hintamanőverek révén folyamatosan közelebb kerül központi csillagunkhoz. A Vénusz melletti egyik elhaladása során a látható fény hullámhosszain átlátszatlan légkörön keresztül is képes volt felvételt készíteni a bolygó kontinenseiről – ez azonban csak járulékos nyereség, a fő cél a napkorona közvetlen vizsgálata, amelybe idén áprilisban merült bele először az űrszonda, a Naptól 14 millió km távolságra. A Parker által vizsgált napszél részletes analízisének eredményeire még várni kell, a környezetről készült látványos felvételsorozat azonban már most is elérhető. Nem mellesleg az is bizonyossá vált, hogy a Parker űrszonda lett az ember alkotta leggyorsabb űreszköz: az idei csúcssebessége meghaladta a 163 km/s-ot!

A Parker Solar Probe felvételei a napkoronán való áthaladás során. (Forrás: NASA)

3. Újdonságok a lencsevégre kapott fekete lyukról

2019 egyik legnagyobb tudományos szenzációja volt az Event Horizont Telescope (EHT) hálózat által készített felvétel, amely az M87 galaxis centrumában található szupernagy tömegű fekete lyukat (M87*), pontosabban annak közvetlen környezetét ábrázolta. Már ez a kép is nyolc rádióteleszkóp együttműködéséből született, ám ezzel egyidejűleg egy szinte példa nélküli obszervációs kampány is zajlott további 19 teleszkóp részvételével, hogy a feketelyuk-felvétel készítésének idejéről a lehető legteljesebb spektrumon kaphassanak képet a galaxis centrumáról és az abból származó anyagkilövellés (jet) közti kapcsolatról.

Az M87 galaxis, a központi régiója, valamint az onnan eredő anyagkifújás (jet) a különböző hullámhosszakon. (Forrás: J. C. Algaba et al. 2021)

Az EHT megfigyeléseiből kinyerhető tudományos eredmények sem szűntek meg. A kutatók a híres „pillanatfelvétel” készítése során nyert modellezési tapasztalatokat felhasználva képesek voltak visszamenőlegesen is szimulálni, hogy miként nézhetett ki a fekete lyuk környezete 2009 és 2013 között, amikor nyolc helyett csak 3-4 rádióteleszkóp figyelte meg az 53 millió fényévre lévő galaxis centrumát. Az eredmények alapján a fekete lyuk körüli plazmakorong mérete többé-kevésbé állandónak mutatkozott, ám a legfényesebb régiója viszonylag gyorsan változtatta a pozícióját, ahogy a plazma gyors keringéssel a fekete lyukba spirálozott.

És még ez sem minden: az adatok újbóli elemzéséből azt is sikerült megállapítani, hogy milyen lehet a fekete lyuk körüli anyagkorong mágneses tere. Ehhez a detektált elektromágneses sugárzás polarizáltságát vették alapul, amely a rúdmágnes köré szórt vasreszelékhez hasonlóan mutatja meg a mágneses tér szerkezetét.

2. Érkezés a Marsra

A SpaceX szerint legrosszabb esetben is az évtized végére embert juttatnak a Marsra, addig azonban szondákra kell szorítkoznunk, ha többet akarunk megtudni a bolygóról. Indítási ablak (ilyenkor tartózkodik a Föld és a Mars megfelelő pozícióban egy gazdaságosan kivitelezhető pályához) csak 26 hónaponként nyílik a vörös bolygóra, így fordulhat elő, hogy a szondák csoportosan érkeznek meg céljukhoz. A legutóbbi, 2020. júliusi alkalom során három nemzet három különböző célú missziója indult el a Mars felé, amelyek mindegyike hiba nélkül érkezett meg idén februárban. Elsőként február 9-én az Egyesült Arab Emirátusok Hope (Remény) névre keresztelt keringőegysége állt pályára a Mars körül, amely a bolygó légkörének nagy léptékű folyamatait fogja vizsgálni a következő években. Egy nappal később megérkezett a Tianwen–1 kínai szonda is, amely nem csak pályára állt, de egy leszállóegységet is küldött a bolygó felszínére. A sikeres landolást követően pedig mozgásba lendült a küldetés guruló laboratóriuma, a kőzettani vizsgálatokat végző Zhurong is – nem mellesleg ezzel Kína lett a második nemzet, amely képes erre a technikai bravúrra.

Szelfi a kínai Zhurong roverről és a mellette álló leszállóegységről. (Forrás: CNSA)

A legnagyobb várakozás azonban így is a NASA Perseverance misszióját előzte meg, amelynek leszállását „élőben” (természetesen a rádiójelek tizenkét perces késése mellett) követhette az egész világ. Bár külsőségeiben a Perseverance sokban hasonlít a 2013 óta a Marson tevékenykedő Curiosity roverhez, a számos fejlesztés mellett a célok is jelentősen eltérnek egymástól. A NASA legújabb rovere ugyanis ízig-vérig asztrobiológiai profilú küldetés, amely ténylegesen az egykori(?) marsi élet(?) nyomai után kutat. Bár döntő bizonyítékokat nem várhatunk egy távvezérelt robottól, a Perseverance által vett mintákat a NASA egy későbbi missziója el fogja juttatni a Földre, ez pedig akár korszakalkotó eredményekkel is járhat.

Ráadásként pedig a Perseverance-szel együtt érkezett meg az Ingenuity is, az első ember alkotta eszköz, amely egy idegen égitest légkörében repült. Bár a kis méretű helikopter nem szolgál közvetlenül tudományos célokat, a több mint egy tucat sikeres repülés utat nyithat a jövőben a drónoknak a Mars és Titan felderítéséhez.

A Perseverance rover felvétele önmagáról és az általa telepített Ingenuity-ről. (Forrás: NASA/JPL)

1. Útnak indult a James Webb-űrtávcső

Egy három évtizede húzódó projekt sok éves vesszőfutásának végére került pont december 25-én, amikor a számos halasztást követően a James Webb Space Telescope (JWST) végre magasba emelkedett egy Ariane–5 rakéta orrkúpjában. A több mint tízmilliárd dollárba kerülő JWST a Hubble-űrtávcsővel szemben nem állt meg a Föld körüli pályánál, mivel a bolygónktól másfél millió km-re lévő L2 Lagrange-pont környékén fogja végezni tudományos munkáját a következő öt (de szerencsés esetben akár tíz) évben. E sorok írásakor az űrtávcső még úton van, és sorban üzemeli be moduljait a kommunikációs berendezésektől a hővédő pajzsig – egyelőre hiba nélkül.

Búcsú a James Webbtől. A felvétel az Ariane–5 hordozórakéta kamerájával készült a napelemek kinyitása előtt. (Forrás: NASA)

Amennyiben minden a tervek szerint halad, úgy a JWST január 8-i megérkezését követően teszt- és kalibrációs mérések hosszú sora következik, mielőtt 2022 júniusában kezdetét veszi a tényleges tudományos fázis. A közeli és középinfravörös tartományban érzékeny űrtávcső megfigyelheti az első galaxisok keletkezését, közelebb kerülhetünk az Univerzum fejlődésének megértéséhez, és rutinszerűvé válhat a más csillagok körül keringő bolygók légkörének vizsgálata – ez pedig még csak a jéghegy csúcsa. A James Webbről ugyanis nem túlzás állítani, hogy eredményei a csillagászat fontos mérföldkövei lesznek.

A JWST illusztrációja, apró szépséghibával: az űrtávcső 6,5 méteres aranyozott tükrei alatt található hőpajzsnak mindig a Nap felé kell fordulnia, hogy biztosítsa a detektorok számára a -220 °C-t. (Forrás: NASA)

Ahogy a fenti listából is kitűnik, számos izgalmas projekt indult el a mögöttünk hagyott esztendőben, tényleges tudományos hatásuk pedig még csak ezt követően fog jelentkezni – rendkívül izgalmas évek állnak előttünk!

Hozzászólás

hozzászólás