Egy jégvilág rejtélyes melegsége

A jégkristályok szerkezete alapján melegebb és talán jelentősebb belső aktivitású múltra tekinthet vissza a Naprendszer távoli vidékein bolyongó, Quaoar névre keresztelt égitest.

Mint arról korábbi híreinkben beszámoltunk, a csillagászok 2002-ben felfedeztek egy a Naptól nagyon távol keringő, viszonylag nagy méretű égitestet. A Quaoar névre keresztelt objektum a Kupier-öv eddig ismert legnagyobb tagja (a Plútótól eltekintve). A Kuiper-öv a Neptunusz pályáján túl húzódó, jeges égitestekből álló törmelékgyűrű.

A Quaoar mintegy 43-szor olyan messze található a Naptól, mint a Föld. A jelentős távolság miatt a szakemberek eddig azt gondolták, hogy felszíne nagyon hideg, csupán -223 Celsius-fokos lehet.

A Kuiper-övben található objektumok vizsgálata a jelentős távolság és az égitestek kis mérete miatt igencsak nehézkes. Két amerikai csillagásznak azonban sikerült infravörös méréseket végeznie a Quaoarról. David Jewitt és Jane Luu az égitest felszínén vízjég és ammónia keverékére bukkantak.

A megfigyelt jég kristályszerkezete azonban teljesen más, mint azt a szakemberek az abszolút nulla fok felett csupán 50°-os hőmérsékletnél várták. Ilyen alacsony hőmérsékleti viszonyok között ugyanis a jégkristályok ún. amorf, rendezetlen szerkezete jön létre. A spektroszkópiai mérések azonban meglepő módon ismétlődő, szabályos kristályszerkezetű jég jelenlétéről tanúskodnak. Ahhoz, hogy ilyen rendszerbe álljanak össze a molekulák, legalább -163 Celsius-fokos "meleg" szükséges. Alacsony hőmérsékleten ugyanis nem tudnak szerkezetbe rendeződni a molekulák, míg magasabb hőmérséklet mellett többet "mozgolódnak" és kialakulhat egy stabilabb, rendezett kristályszerkezet.

A Quaoar két felfedezője, Mike Brown és Chad Trujillo amerikai csillagászok szerint az eredmény nem meglepő: a Naprendszer külső vidékein ugyanis egyre több helyen bukkannak szabályos kristályszerkezetű jégre, amely arról árulkodik, hogy a jelenleg fagyos világok közül több is melegebb lehetett.

A Quaoar pályája majdnem kör alakú, így sohasem kerül olyan közel a Neptunuszhoz, hogy az megzavarná pályáját. Úgy tűnik tehát, hogy múltja során nem kerülhetett jelentősen közelebb a Naphoz, így a többlethőnek más forrásból kellett származnia. A kézenfekvő magyarázatnak a becsapódások által okozott időszakos felmelegedés tűnik, ám erre az elméletre a jégbe fagyott ammónia cáfol rá. Mivel az ammónia rendkívül illékony, valószínűleg az ilyen enyhülések során mind elszökött volna az égitest felszínéről.

David Jewitt szerint a vízjég és ammónia keveréke az égitest belsejében alakulhatott ki, s radioaktív elemek - például urán és tórium - bomlásából származó hő hozta létre a rendezett kristályszerkezetet. Ez a többlethő akár olyan belső folyamatokat is fenntarthatott, amelyeknek eredményeként aktív felszínformáló erők léphettek fel. Ennek eredményeként jég alapú vulkanizmus (kriovulkanizmus) is működhetett az égitest felszínén, amely folyamatok révén az égitest belsejéből gáz és folyékony anyagok juthattak ki a hidegebb felszínre. A Naprendszer kialakulását követően valószínűleg számos más hasonló égitestben is fenntarthatott belső hőt a radioaktív bomlás. Mára viszont - 4,5 milliárd évvel bolygórendszerünk kialakulása után - minden valószínűséggel kimerült a radioaktív elemek bomlásából származó belső hőkészlet.

A Quaoar azonban kivétel lehet és ma is kell lennie aktív hőforrásnak a belsejében - állítja Jewitt -, mivel a kozmikus sugárzás, a napszél, valamint a becsapódások következtében a szabályos jégkristályok hamar eltűnnének a felszínéről, amely becslése szerint nem lehet idősebb 10 millió évnél.

A Kuiper-övben akár 70 000-nél is több olyan égitest keringhet, amelynek átmérője meghaladja a 100 kilométert. Ebben az évben fedezték fel a Sedna névre keresztelt, legtávolabbi ismert objektumot a Naprendszerben, amely a Kuiper-övön túl fekvő Oort-felhőben található. A Neptunusz pályáján túl még számos rejtélyes, ismeretlen világ felfedezése várat magára.

Csengeri Timea