A legnagyobb bolygók védik a Földet

Összefüggés lehet a bolygórendszereket alkotó bolygók mérete és a rendszert körülvevő üstököszóna népessége között. Kivételesen szerencsés helyzetünket a két óriásbolygó, a Jupiter és a Szaturnusz létezésének köszönhetjük.

Az Európai Űrügynökség Herschel-űrtávcsövével dolgozó csillagászok két közeli bolygórendszerben kiterjedt üstökös-zónákat fedeztek fel. A megfigyelések szerint ezek legalább tízszer annyi üstököst tartalmaznak, mint a Naprendszer külső részén található Kuiper-öv. Feltételezik, hogy a rengeteg üstökös bőséggel szállíthatott vizet a legbelső bolygókra, tehát azokon akár életadó óceánok is kialakulhattak.

Az infravörös tartományban dolgozó Herschel-űrtávcső a maga 3,5 méteres tükörátmérőjével a legnagyobb, világűrbe juttatott csillagászati műszer. A keringő óriástávcsővel végzett korábbi vizsgálatok során sok port tartalmazó övet találtak a közeli Fomalhaut (a Déli Hal csillagkép legfényesebb csillaga, a 25 fényévre fekvő Alfa PsA) nevű csillag körül. A Fomalhaut fiatal csillag, csak néhány százmillió éves, tömege kétszerese a Nap tömegének. A csillagot övező porgyűrűt már az 1980-as években felfedezte az ISAR infravörös csillagászati műhold, a Herschellel azonban részletes képet alkottak róla. A porgyűrű aszimmetriájából és sűrűsödéséből bolygó jelenlétére következtettek. Ugyanakkor feltételezték, hogy a porgyűrűt üstökösök közötti ütközések tartják fenn.

Fantáziarajz a Herschel-űrtávcsőről

A legújabb, szintén a Herschel-űrtávcsővel végzett megfigyelések során két másik, közeli bolygórendszert vizsgáltak, a GJ 581 és a 61 Vir jelű csillagok körül. Az infravörös mérésekkel kimutatták, hogy mindkét csillagot kiterjedt, -200 °C körüli hőmérsékletű üstökösfelhő veszi körül, a felhők tömege tízszer akkora, mint a mi Naprendszerünkben a Kuiper-öv üstököseié. A GJ 581 vagy más jelöléssel Gliese 581 kis tömegű M színképtípusú törpecsillag, tehát a Tejútrendszer leggyakoribb csillagtípusába tartozik. Korábbi vizsgálatok szerint legalább négy bolygó kering körülötte, közülük az egyik az ún. lakható zónában, vagyis éppen abban a távolságban a csillagától, hogy a víz folyékony halmazállapotban létezhessen a felszínén. A G színképtípusú 61 Vir körül két bolygó létezését sikerült bizonyítani, ennek a csillagnak a tömege csak kevéssel marad el a Napétól.

Az infravörös megfigyelések alapján készült vázlat a Gliese 581 bolygórendszeréről és üstökösfelhőjéről

A bolygók mindkét rendszerben az úgynevezett szuperföldek csoportjába tartoznak, vagyis tömegük a 2-18 földtömeg közé esik. A bolygók tehát a Földnél nagyobbak, a Neptunusznál azonban kisebbek. Érdekes módon egyik rendszerben sem sikerült a Jupiterhez vagy a Szaturnuszhoz fogható tömegű óriásbolygót találni.

Feltételezések szerint a Naprendszerben éppen a Jupiter és a Szaturnusz közötti gravitációs kölcsönhatás volt a felelős az egykor üstökösmagokkal sűrűn benépesített Kuiper-öv "megtépázásáért". Ez a hatás zúdította sok millió éven keresztül az üstökösök tömegét a belső bolygókra. Az elsősorban a 61 Vir porkorongjával foglalkozó szakcikk szerzője, Mark Wyatt, a Cambridge-i Egyetem csillagásza azt a feltételezést is megkockáztatja, miszerint összefüggés állhat fenn az óriásbolygók léte (illetve hiánya) és a csillagot körülvevő üstökösfelhő sűrűsége között. "Elképzelhetőnek tartjuk, hogy a Jupiter méretű óriások hiányában a kis tömegű bolygókból álló rendszerekben elmaradt az a drámai méreteket öltő, de rövid ideig tartó heves bombázás, amely a Naprendszerben egykor bekövetkezett. Ehelyett ezekben a rendszerekben a bolygókat évmilliárdokon át az üstökösök enyhébb, de folyamatos zápora éri", nyilatkozta Wyatt.

A Holdon és a Naprendszer sok más égitestjén számtalan kráter őrzi az egykori becsapódások nyomát

Rövid, de heves vihar helyett tartós, tehát csendes eső. Ebben az esetben azonban a csendes eső a Föld újabb kori történelmében bekövetkezőknél tízszer gyakoribb becsapódásokat jelentene. Köztük természetesen a pusztító méretűek is tízszer gyakoribbak lennének. Következésképpen, Jupiter (és Szaturnusz) nélkül a Föld régmúltjában csak lassan gyűlt volna össze az óceánok vize, az élet kialakulásának feltételezett helyszíne. És ha mégis létrejött volna az élet, fennmaradását folyamatosan fenyegetnék a szűnni nem akaró becsapódások, vagy akár időről időre el is törölnék a fejlettebb életformákat. Nem lehetetlen, hogy a Jupiternek köszönhetjük, hogy kozmikus értelemben viszonylagos békében és nyugalomban fejlődhetett az élet a Földön.

A Jupiter nélkül a mostaninál nagyobb kozmikus veszélyeknek lennénk kitéve

A GJ 581-et Jean-Francois Lestarde, a Párizsi Obszervatórium munkatársa vizsgálta, aki szerint a legalább kétmilliárd éves GJ 581 esetében már elég idő telhetett el ahhoz, hogy az üstökösök folyamatos zápora következtében tekintélyes mennyiségű víz gyűljön össze a lakható zónába eső bolygón. Ahhoz azonban, hogy a Herschel-űrtávcső által felfedezett rengeteg por létrejöjjön, az üstökösmagok egymás közötti ütközéseinek is gyakoriaknak kell lenniük, amit egy Neptunusz nagyságú bolygó elősegíthet.

A Herschel-űrtávcső egyik műszerének kalibrációjában és az adatok feldolgozásában az MTA Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont munkatársai is részt vesznek.