A Hét 1981/1 (26. évfolyam, 1-26. szám)

1981-03-07 / 10. szám

Tudomány-technika A bolyyok „királynője a Szaturnusz • • • Naprendszerünk második legnagyobb és legszebb bolygója a Szaturnusz. Lenyűgöző szépségét a már kisebb távcsövekkel is látható gyűrürendszerének köszönheti. Egy 120-szoros nagyítású távcsővel a bolygót olyan nagynak látjuk, mint a Hold korongját szabad szemmel. Nem meglepő, hogy a 19. században élt C. Flammarion és a korabeli csillagászok a Szaturnuszt naprendszerünk csodájának, a bolygók „királynőjének" nevezték. A Szaturnusz gyűrürendszerét elsőként Galileo Galilei kiváló olasz csillagász fedezte fel 1610-ben saját készítésű távcsövével, de nem találta meg a helyes magyarázatot. Megfigyeléseiről a következőket irta a toscanai herceg követének: „Mialatt a Szaturnuszt észleltem, a középső csillag nagyobbnak látszott; két másik, egyik kelet, a másik nyugat felöl úgy tetszett, hogy egy vonalban érintkezett vele, melynek iránya nem esett egészen össze az ekliptikával. Kisebb távcsővel nézve a csillag elnyúltnak látszik s olyan az alakja mint az olajbogyóé." Galilei kezdetleges távcsöve nem volt képes a Szaturnusz óriásbolygót korongként ábrázolni és a gyürűrendszert felbontani, azért ő csak csillagról meg a csillaghoz tapadó „fülekről" tett említést. Ezekről feltételezte, hogy a Szaturnusz holdjai. Ennek részben az is az oka. hogy 1610-ben a bolygó gyürürendszere olyan helyzetbe került, hogy síkja áthaladt a Nap és a Föld középpontján. Ilyenkor a gyürürendszer nem látható, csak néha a bolygókorong két oldalán egy-egy halvány vékony csík, mintha a bolygónak „fülei" lennének. A gyűrűk láthatósága a bolygó elmozdulása következtében tovább romlott, s 1612-ben, amikor Galilei egy alkalommal a Szaturnuszt figyelte, a gyűrűk nem voltak láthatók. Galilei ezért arra gondolt, hogy a Szaturnusz körül látható jelenség csak a távcsövében keletkezett optikai csalódás, ezért nem foglalkozott többé a „legmagasabb" (a legtávolabbi) bolygó megfigyelésével, s meghalt anélkül, hogy tudta volna, hogy a bolygónak gyűrűje van. A Szaturnusz gyürürendszere kb. 14,5 évenként kerül olyan helyzetbe, hogy a földi észlelő számára nem látható. Legutoljára 1979—1980-ban volt a bolygó ilyen helyzetben. Galilei halála után P. Gassendi, C. B. Riccioli, J. Hevelius csillagászok és még sokan mások próbálkoztak a Szatumusz-rejtély megoldásával, de sikertelenül. A titokzatos „fülek" rejtélyére végül is Christian Huygens holland csillagász derített fényt, aki 1655-től 1659-ig rendszeresen figyelte a bolygót. Fáradozása sikerrel járt, mert 1655-ben felfedezte a Szaturnusz legfényesebb holdját, a Titánt és a bolygó gyűrűjét is, amelyről azt írta, hogy „vékony, sík, a bolygóval sehol össze nem függő, az ekliptikához hajló gyűrű veszi körül". Az első felvetel az Uránusz gyűrűiről GYŰRŰK AZ ÓRIÁS BOLYGÓK KÖRÜL Az Uránusz gyűrűrendszere (,a gyűrűk szélessége a rajzon nem arányos a sugaraikkal) A távcsövek fejlődése lehetővé tette a gyűrűk szerkezetének a megismerését is. Elsőként G. D. Cassini fedezett fel egy sötét sávot 1675-ben, amelyet tiszteletére Cassini-résnek neveznek, s amely a gyűrűt két részre osztja: a külső A és a belső B gyűrűre. A B gyűrűn belül 1850-ben Bond fedte fel a C gyűrűt, melyet fátyolgyűrünek is neveznek. A gyűrűk utáni kutatás még napjainkban is folyik, ennek eredménye, hogy 1967-ben Feibelman és Kuiper felfedte az E gyűrűt az A gyűrű külső peremén, valamint Guérin 1969-ben a C gyűrűn belül a D gyűrűt. Guérin szerint ez a D gyűrű egészen a bolygó felszínéig terjed. Ezzel a Szaturnusz ismert gyűrűinek a száma ötre emelkedett. A Szaturnusznak, mint „gyűrűs bolygónak" közel négy évszázados „egyeduralma" 1977-bön megdőlt, amikor felfedezték az Uránusz bolygó még bonyolultabb gyűrűrendszerét. A Jupiter yyuru/enek egy resze A felfedezés története rendkívül érdekes. Az Uránusz 1977. március 10-én egy SAO 158687 jelzésű, tizedrendü csillagot fedett el. A csillagászok azt remélték, hogy a csil-lagfedés megfigyelésével sikerül pontosabb adatokat szerezni a bolygó méretéről, valamint légkörének szerkezetéről. Az észlelésben több földi csillagvizsgáló és egy repülőgépen elhelyezett obszervatórium is részt vett. A csillagászok közel egy órával a csillagfedés (okkultáció) kezdete előtt bekapcsolták a csillag fényességváltozását regisztráló készülékeket, s ennek köszönhető századunk egyik nagy csillagászati felfedezése. Az okkultáció beállta előtt 40 perccel ugyanis a csillag fényessége néhány másodpercre lecsökkent. A csillagászok elöször arra gondoltak, hogy az Uránusz valamelyik holdja fedte el a csillagot, vagy a regisztráló készülékek hibájának tudható be ez a fénycsökkenés. A további kilenc percben még négyszer észleltek rövid ideig tartó fénycsökkenést. Összesen ötször csökkent a csillag fényessége, majd az előrejelzés szerint bekövetkezett a csillagfedés (okkultáció), amelynél az Uránusz 25 percre teljesen elfedte a csillagot. A csillag okkultációja után kb. fél óra múlva újra fénycsökkenéseket észleltek. Ezek ötször jelentkeztek hasonló időközökben, mint a csillagfedés előtt, csak fordított sorrendben. Az utolsó és egyben a leghosszabb fénycsökkenés kb. 40 perccel a csillagfedés befejezése után következett be. Tekintettel arra, hogy az okkultáció időpontjában az Uranusznak egyetlen holdja sem tartózkodott a csillag közelében, továbbá az sem lehetséges, hogy a mérőműszerek hibája tengelyszimmetrikus legyen, erre a különleges jelenségsorozatra csak egyetlen helyes magyarázat volt lehetséges: az Uranuszt legalább öt gyűrűből álló rendszer veszi körül. A gyürük létezését az 1977 decemberében és az 1978. április 4-én és 10-én végzett megfigyelések megerősítették. Ekkor ugyanis az Uránusz újra elfedett egy-egy csillagot, s a csillagfedések észlelésekor még további négy gyűrűt fedeztek fel. Jelenlegi ismereteink szerint tehát az Uranuszt legalább kilenc gyürü övezi. A mérésekből és a számításokból kiderült, hogy az Uránusz gyűrűrendszere jól elkülönülő gyűrűkből áll, s ezek sokkal keskenyebbek, mint a Szaturnusz gyűrűi. Brian G. Marsden csillagász számítása szerint a legbelső gyürü távolsága a bolygó középpontjától kb. 42 550 km, a legkülső gyűrűé pedig 53 720 km. A gyűrűk szélessége 5—100 km. A legkeskenyebbek a 6, 5, 4, Eta és Delta jelzésű gyűrűk, átlagosan kb. 5 km szélesek. A legszélesebb az Epszilon) ennek szélessége kb. 20—-100 km között váltakozik. Az Eta, a Gamma és a Delta gyűrűk felülnézetben megközelítőleg köralakúak és egy síkban fekszenek. A többi gyűrű a körtől eltérő alakú — enyhén elliptikus, vagy pedig a síkjuk kis értékkel eltér az említett három gyűrű síkjától. Annak a lehetőségét sem zárhatjuk ki, hogy ezek a gyűrűk a holdak árapály-keltő hatása folytán enyhén „hullámosak", mint a drapéria. Érdekes a gyűrűk anyagának fényvisszaverő képessége (albedója) is. Előzetes értékelés szerint a gyűrűk albedója nagyon csekély: 0,02, ami azt jelenti, hogy az Uránusz gyűrűi a rájuk eső fénymennyiségnek csak 2 százalékát verik vissza. A Szaturnusz-gyűrűk albedója viszont jóval nagyobb: 0,90 értékű. Az eltérő albedó valószínűleg abból adódik, hogy az Uránusz gyűrűjét alkotó anyagot nem borítja jég, mint a Szaturnusz gyűrűit. Az alacsony albedó, a gyűrűk kis szélessége és az a tény, hogy a gyűrűk a bolygó korongjához aránylag nagyon közel helyezkednek el, lehetetlenné teszi a gyűrűk vizuális észlelését. Ezért nem sikerült még a legnagyobb távcsövekkel sem észlelni és felfedezni őket. Az Uránusz gyűrűrendszeréről az első „fényképfelvételt" a Kaliforniai Technológiai Intézet csillagászai készítették 1978-ban. A felvétel nem a hagyományos módon készült, hanem sorozatos fotometriai mérések számítógépes feldolgozásával. Az Uránusz gyűrűrendszerének felfedezésével kapcsolatos megfigyelések adatait még véglegesen fel sem dolgozták, amikor a Voyager—1 interplanetáris űrszonda 1979 márciusában újabb csillagászati meglepetéssel szolgált. A Földre továbbított kitűnő felvételeken ui. jól látható volt a Jupiter bolygót körülvevő gyűrű. A Jupiter gyűrűjét részletesebben a Voyager—2 űrszonda észlelte. Az előzetes értékelés szerint a Jupiter gyűrűi koncentrikusan helyezkednek el a bolygó körül, és egymástól rések választják el őket. Viszonylagos méreteiket tekintve a Jupiter gyűrűi inkább Uránusz gyűrűihez hasonlítanak. A gyürürendszer távolsága a bolygó középpontjától kb. 128 000 km, szélessége 6—9 ezer km, vastagsága pedig 30 km-nél kisebb. A gyürűrendszert apró szilárd testek halmaza alkotja. A gyűrű középső részében ezek a részecskék kb. 7 óra alatt kerülik meg a Jupitert, naprendszerünk legnagyobb bolygóját. A gyürűrendszerek keletkezéséről még nincs egységesen elfogadott elmélet. Az egyik szerint a gyürük az ún. Roche-féle övbe került és ott szétszakadt, feldarabolódott holdakból keletkeztek. A Jupiter gyűrűrendszerét röviddel a felfedezése után a Földről is sikerült észlelni, infravörös fényben. Az észlelést a Hawaiiszigeteken levő Mauna Kea obszervatórium csillagászai végezték. Az Uránusz ós a Jupiter gyűrürendszerének felfedezése után 1979 augusztusában a Pioneer—11 űrszonda a Szaturnusz bolygó közelébe érve további újabb két gyűrűt (F, G) észlelt. Még egy további gyűrűt vélt felfedezni a Szaturnusz körül Dollfus csillagász a Pic du Midi obszervatórium 106 cm-es távcsövével 1979. november 1-én. Az Uránusz és a Jupiter bolygók gyűrűrendszerének, valamint a Szaturnusz további gyűrűinek a felfedezése a bolygó-rendszer kutatásának kimagasló eredményei. Naprendszerünk gyűrűrendszerrel övezett bolygóinak száma tehát háromra növekedett. A csillagászok azonban még nem mondták ki az utolsó szót) MOLNÁR IVÁN