Óriástávcsövet a Holdra!

3775

A csillagászok végre megtalálták az áhított kabátot egy nagyon vonzóan fénylő gombhoz. Ez a csábítóan csillogó gomb nem más, mint egy, a Holdra telepítendő hatalmas, minden földinél nagyobb óriástávcső terve. A NASA mérnökei már egy évtizede előálltak egy ilyen műszer elképzelésével, ám a terv akkor a fiókba került, mert nem találtak olyan tudományos programot, ami csak és kizárólag egy ilyen eszközzel lett volna megvalósítható. Az austini Texasi Egyetem csillagászai most előálltak egy ilyen kutatási tervvel. A Holdra telepített hatalmas távcsővel vizsgálni tudnák a világegyetem legkorábbi csillagait. Ennek lehetőségéről publikált tanulmányt Anna Schauer, a NASA munkatársa.

Nem sok csillagászatban valamennyire is jártas szemöldök emelkedik meg annak hallatán, hogy a csillagászok valamit már megint fordítva számoztak meg. A legismertebb példa, a magnitúdóskála mellett így vagyunk a csillagpopulációkkal is. Jan Oort és Walter Baade a múlt század első felében vezették be a Tejútrendszer csillagainak osztályozására az I. és II. populáció kategóriáit. A spirálkarokat alkotó nagyobb tömegű, forróbb és kékebb, nehezebb elemekben, fémekben gazdagabb csillagok kerültek az I. populációba, míg a II. populáció tagjai a központi dudor és a gömbhalmazok jellemzően vörösebb, halványabb és kisebb tömegű, egyben fémszegényebb csillagai. A csillagászok által csak fémekként emlegetett nehezebb elemek mind csillagok belsejében, illetve azok életének végén keletkeznek és szóródnak szét, lassan, de folyamatosan gazdagítva a csillagközi anyagot. Ebből következik, hogy az I. populációs csillagok fiatalabbak a II. populáció tagjainál. De nem a II. populáció tagjai a legöregebbek. A világegyetem legkorábbi csillagainak összetétele meg kellett egyezzen az ősrobbanásban keletkezett anyag összetételével, ami 75% hidrogén, 25% hélium és egészen csekély mennyiségű lítium és berillium volt csupán. Ezek a legrégebbi, ősi összetételű csillagok a hipotetikus III. populáció tagjai.

Ilyen csillagot azonban még soha senki sem látott, ezért tekintik jelenleg hipotetikusnak ezt a csoportot. Nem könnyű ezekre az égitestekre rábukkanni, mert valószínűleg sok nagy tömegű, rövid életű tagja volt ennek a populációnak, amelyek rövid, ám heves pályafutásuk végén máris elkezdték nehezebb elemekkel dúsítani a környezetüket, hamar teret nyitva a II. populáció tagjai előtt. A távoli és ősi világegyetemben kell tehát keresnünk a III. csillagpopuláció tagjait. Ezek még az első galaxisok előtt megjelentek, és hosszú idő után ők jelentették az ősrobbanás után hűlő és táguló világegyetemben az első fényt. Ezt a fényt szeretnék a csillagászok megtalálni, amihez nem kevesebbre, mint egy 100 m átmérőjű, Holdra telepített „végső” óriástávcsőre volna szükség. Noha egy ilyen távcső remélhetőleg nem az utolsó volna az emberiség rohamléptekkel haladó távcsőfejlesztéseinek sorában, annyiban mégis jogos a végső megnevezés, hogy a belátható horizont legtávolabbi, végső régióiba engedne bepillantást.

Egy kisebb, a Holdra tervezett 20 m-es óriástávcső sematikus rajza folyékony főtükörrel, hat lábú hexapodon nyugvó segédtükörrel és felfújható árnyékolópajzzsal. Forrás: Tom Connors, Arizonai Egyetem, 2006.

„A csillagászat története során mind nagyobb és nagyobb távcsövek épültek, ezek segítségével pedig mind korábbi kozmikus forrásokat tanulmányozhattunk, egyre közelebb kerülve az ősrobbanáshoz” – kezdi Volker Bromm professzor, Schauer kutatócsoportjának tagja, a III. populációs csillagok szakértője. – „A James Webb-űrtávcsővel (JWST) már elérhetjük majd az első galaxisok keletkezésének idejét. Ám az elméleti számítások szerint volt egy még régebbi korszak, amikor még galaxisok sem léteztek, de egyedi csillagok már igen – ezek voltak a rejtőzködő III. populáció tagjai. Ez volt a ‘legelső fény pillanata’, amelynek észlelése még a JWST rendkívüli lehetőségeit is meghaladja, és ami szükségessé tesz egy ‘végső’ távcsövet.”

Ezek a nagyjából 13 milliárd éve keletkezett rendkívüli csillagok gyakorlatilag csak hidrogént és héliumot tartalmaztak, és több tízszer–százszor nagyobb tömegűek lehettek a Napnál. Shauerék legfrissebb számításai szerint egy Holdra telepített folyékony tükrös távcsővel megfigyelhetővé válnának ezek az ősi égitestek. Ez a távcső a Hold északi vagy déli pólusán működne autonóm módon, a működéséhez szükséges energiát egy holdfelszíni naperőmű szolgáltatná, az adatokat pedig műholdas kapcsolat révén juttatná el a Földre. A távcső fő optikai eleme nem szilárd, fémbevonatú tükör lenne, hanem egy nagy, lapos, folyamatosan és egyenletesen forgó tálban lévő, alacsony hőmérsékletre hűtött folyadék parabolikus felszíne. A távcső a legnagyobb földi rádiócsillagászati tányérantennákhoz hasonlóan nem lenne mozgatható. A Hold pólusáról így nagyon hosszú expozíciós időkkel lehetne az égboltnak az égitest forgástengelye által kijelölt terület csillagainak fényéből minél többet összegyűjteni.

„Csillagokkal teli világegyetemben élünk” – zárja gondolatait Bromm, – „kulcskérdés hát, hogy hogyan indult meg a korai univerzumban a csillagkeletkezés. Az első csillagok megjelenése alapvető változást jelentett a világegyetemben. Az ősrobbanás által megteremtett kezdőfeltételek ekkor indultak változásnak, megágyazva a mind bonyolultabb kozmikus komplexitásnak, amely elvezetett az élet, és a hozzánk hasonló intelligens életformák kialakulásához.”

Forrás: McDonald Observatory

Hozzászólás

hozzászólás