-
1. ábra
|1|
-
2. ábra
|2|
-
3. ábra
|3|
-
4. ábra
|4|
-
5. ábra
|5|
-
6. ábra
|6|
-
7. ábra
|7|
-
8. ábra
|8|
-
9. ábra
|9|
-
10. ábra
|10|
-
11. ábra
|11|
-
12. ábra
|12|
-
13. ábra
|13|
-
14. ábra
|14|
-
15. ábra
|15|
-
16. ábra
|16|
-
17. ábra
|17|
-
18. ábra
|18|
-
19. ábra
|19|
-
20. ábra
|20|
-
21. ábra
|21|
-
22. ábra
|22|
-
23. ábra
|23|
-
24. ábra
|24|
-
25. ábra
|25|
-
26. ábra
|26|
-
27. ábra
|27|
-
28. ábra
|28|
-
29. ábra
|29|
-
30. ábra
|30|
Szegő Károly
Környezetünk: a Naprendszer
Bevezetés
Hideg.
Sötét.
Végtelen magányosság.
Így jellemezhetjük a világűrt? Nem!
A világűr tele van mozgással, változással, csodálatosan aktív folyamatokkal, ilyenek például a Nap folyamatai, a Jupiter légkörének mozgása vagy a bolygók láthatatlan, töltött részecskékből álló környezetének tánca.
- |1|
A világűrben terjedő részecskéket érzékszerveink nem fogják fel. Műszereket kell építeni, hogy a Földön kívüli környezetünket megismerjük, és e műszereket el kell juttatni a vizsgálandó helyekre.
Az előadás arról fog szólni, mit találtak e műszerek, amelyeket a kisebb-nagyobb űrszondák, űrhajók vittek a hátukon, és milyennek látjuk ma az így megismert világot. Csak arról a tartományról lesz szó, ahova az űreszközök eljutottak - nem beszélek tehát a galaxisokról, se a távoliakról, se a közeliekről; ugyanakkor csak a Földön kívüli világgal ismerkedünk, így nem esik szó az emberes űrrepülésekről sem.
Hogyan szervezik az űrmissziókat?
- |2|
De miért beszélünk "űrmisszióról"? Az űrszonda csak a jéghegy látható csúcsa. A szonda és az őt életben tartó háttér, az emberi tudás és szervezettség együtt képezik a missziót.
Az űrmissziók drágák. Egy "kisebb", "olcsó" misszió 150 millió dollárba kerül, a nagy, drága missziók költsége meghaladja az 1 milliárd dollárt is. Ezért a kutatások esetében teljesen önálló, nemzeti missziók ma gyakorlatilag nem léteznek. De akkor hogyan is alakul ki, hogy hova indítsanak űrszondát?
Vizsgálandó kérdések
Tekintélyes szervezetek a nagy űrügynökségek felkérésére 10-15 évenként áttekintik a Naprendszer kutatásának helyzetét, és javaslatot tesznek a vizsgálandó problémákra, illetve arra is, hogy hova indítsanak majd missziókat.
A Naprendszer
A Naprendszer látható komponensei nagyjából ismertek. A Naprendszer kialakulása során fejlődött ki a Nap és a bolygók. A bolygók törmelékeiből származnak az aszteroidák. Az üstökösök abból az anyagból maradtak meg, ami nem épült be a bolygókba, az üstökösök tanulmányozásával visszanyúlhatunk a múltba, az ősanyagot tanulmányozhatjuk.
A plazma legfontosabb jellemzője, hogy együttesen más jelenségeket mutat, mint ami az egyedi részecskék mozgásából adódna.
A Naprendszert a Nap működteti.
A Földről a Napot csak nagyon speciális szögből vizsgálhatjuk, nevezetesen mindig az ekliptika síkjában vagyunk. Az első (és mindmáig egyetlen) szonda, amely felülről és alulról is vizsgálta a Napot, az Európai Űrügynökség Ulysses szondája volt, ez mind a mai napig működik. A Napról nagyon sok új adatot gyűjtött a SOHO űrszonda, elsősorban ennek az adatait használjuk. A Soho szonda a Földdel együtt mozog, a szonda annak a pontnak a közelében tartózkodik, ahol a Föld és a Nap vonzása kiegyenlítik egymást.
A Napot a belső magban lezajló ún. fúziós folyamatok, a hidrogén - és egyéb könnyű magok - egyesülése fűti. Ez a folyamat csak a Nap legbelsejében zajlik, onnan a hő sugárzás formájában terjed, a külső rétegekben pedig az áramlási folyamatok dominálnak. A hő a Nap anyagában heves ütközéseket vált ki, az anyag jelentős részben plazma állapotba kerül.
A különböző hőmérsékletű anyag mozgása eltérő. A különböző hőmérsékletekhez más spektrális tartomány tartozik, ezért a Nap képe más és más, attól függően, milyen hullámhosszúságú hullámokat figyelünk meg. Vizsgáljunk meg néhány felszíni jelenséget! A Nap felszínén a plazma mozgása a mágneses erőtereket követi. A mágneses tér speciális, szőnyegszerű szerkezetet mutat, és felettébb bonyolult szerkezetű. Noha hasonlít egy dipól teréhez, el is tér attól. A sarki részről kiinduló mágneses erővonalak a Naprendszerbe is eljutnak balerinaszoknya szerű alakot mutatva, és az egyenlítői részen a felszínen záródnak. A napfoltok jelenléte a lokális mágneses tér zavaraival kapcsolatos, ezért van időbeli kapcsolat a napfoltok és a Nap mágneses pólusváltásai között.
Műszereinkkel ma már belátunk a felszín alá, észleljük a Nap rengéseit, a felszín alatti hatalmas áramlásokat, a felszíni mágneses struktúrák mélybeli szerkezetét. A Nap aktivitása sokfajta periodicitást mutat, a legfontosabb a Nap mágneses pólusainak változásával kapcsolatos 11 éves periodicitás.
A Nap hatása Földünkre
- |15|
A magnetoszféra alakja a bolygó körüli plazma és a napból kiáramló plazma kölcsönhatásából alakul ki. A bolygó - így a Föld - magnetoszférája az ideáramló anyag egy részét eltéríti, és így pajzsként véd a Nap káros sugárzásai ellen. A kölcsönhatás egyik érdekes formája a hullámok keletkezése, ezek frekvenciája gyakran esik a hallható tartományba. Így ha az antennához hangszórót kötünk, hallhatjuk a szférák modern zenéjét.
A napszél egy része a mágneses bolygók (pl. a Föld) esetében a mágneses pólusoknál beáramlik, sarki fényt okozva. A sarki fény a Föld felszínéről nézve változó, színes, függönyszerű tünemény, az űrszondákról nézve glóriaként veszi körbe a sarkokat. Sarki fényt valamennyi mágneses bolygó esetében megfigyeltek (lásd a Jupiter és a Szaturnusz sarki fényét).
A Nap aktivitásának hatását a földi jelenségekre "űridőjárásnak" nevezzük. A nagy napkitörések ma már előrejelezhetőek, ezt "űridőjárás-előrejelzésnek" nevezik. A Föld környezetében levő műholdak és a Nap megfigyelése az űrből lehetővé teszi a kitörések néhány napos előrejelzését. Egyes napkitörések által keltett (Lyman- ) sugárzások visszaverődnek a Naprendszerben található semleges hidrogénről, mintegy tükröt nyújtva számunkra, mely segítségével megfigyelhetjük a Nap túlsó oldalát, és a kitöréseket két héttel előre is jelezhetjük.
- a Nap ultraibolya sugárzása befolyásolja az ózon-keltést, ez kihat az atmoszféra cirkulációjára
- a napszél befolyásolja a felső atmoszféra elektromos jellemzőit, ez hat az alsóbb rétegekre is
- a napaktivitás csökkenése idején a behatoló töltött részek befolyásolják a felhőképződést
A hosszú távú hatások valószínűek, de kevésbé bizonyíthatóak.
A Nap-Föld kölcsönhatást egy űrszondával nehéz vizsgálni, mert bizonytalan, hogy a változás azért következik be, mert múlik az idő, vagy inkább azért, mert más helyen mértünk. Az Európai Űrügynökség Cluster missziója az első misszió, amely négy szondával egyidejűleg vizsgálja e folyamatokat, s így lehetővé teszi az események és az okok pontos szétválasztását. E misszióban a KFKI-RMKI kutatói is részt vesznek.
Az üstökösök
Az üstökösök a Naprendszer kialakulásával egy időben keletkeztek a távoli részeken; nem olvadtak be a Napba, illetve a bolygók anyagába, így az ősanyag gyakorlatilag változatlan formában őrződik meg bennük. Az üstökösök jelentőségét tehát az adja, hogy vizsgálatukkal mintegy visszanyúlhatunk a múltba.
A nagybolygók és holdjaik
A Jupitert és holdjait több éven át vizsgálta a NASA Galileo szondája. Nemrég repült el mellette a Cassini szonda, ennek fedélzetén a KFKI-RMKI-ban készült berendezések is mérték a plazmakörnyezetet. (A Cassini célja a Szaturnusz környezete, 2004 nyarán ér el a bolygóhoz.)
- |28|
A Cassini misszió egyik célpontja a Szaturnusz Titán holdja, az ESA Huygens szondája fog leszállni a felhő borította felszínre. A Titánon olyan kémiai anyagok találhatóak, amelyek szükségesek a szerves anyagok kialakulásához, ezért jó laboratóriuma az élethez szükséges vegyi folyamatoknak.
Összefoglalás
- |29|
- |30|
Azt remélem, hogy e missziók adatainak feldolgozásába talán néhányan a hallgatóság fiatal tagjai közül is bekapcsolódnak majd.