Hunter
Mit jelentenek a Hold fényjelenségei?
Az időszakos holdi jelenségek égi kísérőnk legnagyobb rejtélyei. Arlin Crotts szerint valami fontosat próbálnak elmondani, aminek a megfejtésére nagyjából 10 évünk van.
2019. július 20. Csupán néhány óra telt el a NASA Altair 2 leszálló egységének landolását követően a Hold Föld felé eső oldalán, az Aristarchus-kráterben. Közel fél évszázadot követően lépett újra ember a Hold felszínére, de az ünnepélyes pillanatnak nem sokáig adózhatnak az egységből kilépő űrhajósok, gyorsan megkezdik tudományos felderítő munkájukat. A csapat szisztematikusan halad, amikor hirtelen a kráter talaja remegni kezd, majd egy hatalmas gázkitörés söpri el a megdermedt űrhajósokat és poros törmelékfelhő borítja be a tájat.
A fenti jelenetet Arlin Crotts vizionálja, aki koránt sem sci-fi író. A New Yorki Columbia Egyetem asztrofizikusa és kozmológusa több mint 1500 különös fényt, úgynevezett Időszakos Holdi Jelenséget (TLP) vizsgált meg. A kutatók évtizedeken át vitatkoztak, hogy valós jelenségről vagy puszta érzékcsalódásról van-e szó. Crotts úgy véli sikerült elegendő és megalapozott bizonyítékokat begyűjtenie a TLP-k létezéséről, amiket hatalmas gázkitörések idéznek elő. Ha igaza van, akkor kijelenthetjük, hogy a Hold koránt sem egy megkövült, halott égitest, ahogy azt korábban feltételeztük, a kitörések vélhetően vulkanikus tevékenység eredményei. Mindez nem csupán annyit jelentene, hogy a jövő Hold expedícióihoz az űrügynökségeknek fokozott körültekintéssel kell majd kiválasztaniuk a leszállások helyszíneit, de kénytelenek leszünk átértékelni a Hold geológiai történelmét is.
A TLP-k a Hold legnagyobb rejtélyei. Időtartamuk egyetlen perctől akár több óráig terjed, ami során észlelhető fényesedés, elhalványulás, vagy elmosódás következik be a felszín több kilométeres területén. Egyes megfigyelők egy ezeknél is különösebb vöröses ragyogásról számoltak be.
Nem sokkal az Apollo Hold-küldetések elindulását követően amerikai és brit kutatók több mint 1500 észlelést katalogizáltak, de már ennél jóval korábbról is vannak feljegyzések, melyek a TLP-kre utalnak. Az egyik legkorábbi a 10. századból, az angliai Canterbury székesegyház szerzeteseinek tollából származik, amelyben egy robbanásról számoltak be a Holdon. Az Apollo 11 űrhajósainak jelentésében is szerepel egy fényjelenség, amit az Aristarchus-kráter feletti elhaladásuk során észleltek.
A fényjelenségeket főként az amatőr csillagászok észlelik, ezért a megfigyelések a legnagyobb jóindulattal sem igazán nevezhetők uniformizáltnak, az átvizsgálandó adathalmaz leginkább egy összekuszálódott gombolyagra emlékeztet, magyarázta Crotts, aki a kibogozáshoz az esetek lajstromát elsőként az észlelések helyszínei szerint bontotta meg. Ezután megpróbálta beazonosítani a leírásokból azokat a területeket, ahol a jelenség kialakult, majd megvizsgálta, hogy az adott területeken milyen sűrűn észlelték a fényjelenséget.
Elemzésein több statisztikai szűrőt is végig futtatott, melynek végeredményeként összesen hét terület mutat kiemelkedő értékeket. Ezek közül toronymagasan vezet a 45 kilométer átmérőjű Aristarchus-kráter, amihez körülbelül az észlelések fele társítható, negyedük pedig a Plato-kráterre, a felszín egy 100 kilométer széles becsapódás ütötte sebhelyére esik. A fennmaradó egynegyed rész már jóval elszórtabb, főként a Mare Crisium, valamint a Grimaldi, Tycho, Copernicus és Kepler kráterekre esik. Vajon csak a véletlen műve, hogy ezek a területek ilyen kiugró értékeket képviselnek az adatok tengerében?
A sárgás csillagok jelölik a TLP-k helyeit, az 1. számú az Aristarchus-kráter. A piros körök az Apollo küldetések leszállóhelyeit mutatják az elsőtől, az Apollo 11-től az utolsóig, az Apollo 17-ig. A szürke körök az Apollo program tervezett, de már megvalósítatlan leszállóhelyei, míg a lila kör az Altair 2 egyik lehetséges landolási pontját mutatja.
"Az elemzés helytállónak tűnik" - értékelte Crotts munkáját Chuck Wood, a tucsoni Bolygótudományi Egység szakértője, aki szerint a fenti eredményekben az is közrejátszhat, hogy ezek a területek különösen kedvelt megfigyelési pontok az amatőr csillagászok körében. Crotts vizsgálatai azonban itt még nem értek véget. Kíváncsi volt, hogy a jelzett a területeken végbemennek-e más kapcsolódó események is.
Az Apollo 15 és 16, valamint az 1998-ban adatokat gyűjtő Lunar Prospector szonda is el volt látva a felszín radon gázának bomlásából kibocsátott alfa részecskék érzékelésére alkalmas spektrométerekkel. Meglepő módon a Crotts által kiemelt helyszínekre különösen jellemző egy időszakos radon kibocsátás, nagyjából a fentebb megjelölt arányokban. "Ez egy olyan egybeesés volt, ami végképp meggyőzött arról, hogy valaminek a nyomára bukkantam" - mondta. "A villanások helyei kigázosodási forrásoknak tűnnek, ami arra utal, hogy az egyik felfedezésem a másik kiváltója."
A hét helyszínben egy közös pont egészen biztosan van: mind a hét esetben meg van repedve a kéreg, a repedéseken pedig gáz szivároghat a felszín irányába. Ez nyomást hoz létre mielőtt kitörne a talaj a regolit szorításából, és kirobbanna az űrbe. "Aligha szeretnék egy ilyen területen álldogálni, amikor a folyamat végbemegy" - tette hozzá Crotts. Az Apollo 18 ellátogatott volna az Aristarchusra, azonban az expedíciót az egész Apollo programmal együtt leállították. A tervezett Altair 2 azonban elvileg beteljesítené, amit az Apollo 18 már nem tudott megvalósítani és ellátogatna a kráterhez.
Crotts egyik hallgatójával, Cameron Hummelsszel kiszámította, hogy alig féltonnányi gáz kiszabadulása a vákuumba kilyukaszthatja a regolit réteget, több kilométer átmérőjű por- és gázfelhőt hozva létre, ami 5-10 percen át marad fenn. Ezek az értékek pontosan megfelelnek a megfigyelések többsége által észlelt paramétereknek. A felhő többféleképpen is megváltoztathatja a felszín fényvisszaverési tulajdonságát, egyrészt árnyékot vethet a területre, ugyanakkor a porszemcsék szétszóródása fel is erősítheti a visszaverődő fényt.
Ez eddig szép, most azonban tegyük fel utolsó kérdésünket: honnan származhat a gáz? Mivel a radon az uránium bomlási terméke, a legkézenfekvőbb válasz az lenne, hogy a Hold kőzeteiben található uránium a forrás. Ez azonban még nem ad választ arra, hogy hogyan koncentrálódhat egy általános radioaktivitás terméke ilyen kis számú kivezető nyílásra. Crotts éppen ezért egy másik magyarázat mellett teszi le a voksát, ami azonban a halott, belülről rég lehűlt és megszilárdult Holdról alkotott általános nézet arcul csapása.
"Úgy vélem számolnunk kell a lehetőséggel, hogy a Hold néhány helyen még mindig rendelkezik a vulkanikusság maradványaival gáz kiáramlás formájában" - mondta. Kiemelte, hogy az Aristarchus egy vulkanikus fennsíkon fekszik, ami körülbelül 3 milliárd évvel ezelőtt árasztotta el lávájával a nyugatra eső területeket. "Aligha van még egy olyan hely a Holdon, amiről ennyire ordít a vulkanikusság ténye" - utalt a fennsíkra Crotts.
Elmélete teszteléséhez Crotts kiszámította a Föld gravitációjának a Holdra kifejtett ismétlődő tágító és összepréselő hatását. "Ez évente körülbelül 100 000 tonna holdkőzetet őröl meg, ami megközelítőleg 100 tonna gázkibocsátást jelenthet" - mondta Crotts. A NASA bő 10 év múlva emberi expedíciót küld a Holdra. Az Altair 2 leszállójármű és társa, az Orion űrhajó várhatóan 30 tonna gázt bocsát ki a felszín közelében minden egyes küldetés alkalmával. "Ekkora szennyezési szint a holdi vulkanikusság minden jelét eltünteti" - figyelmeztet Crotts, tehát gyakorlatilag 10 évünk marad, hogy a lehető legtöbbet megtudjunk a TLP-kről, és azok a Hold belsejére utaló jelentéséről.
Crotts egy asztrofizikusokból, geológusokból és mérőműszer specialistákból álló csapattal egy robot távcsövet üzemeltek be a chilei Cerro Tololo Obszervatóriumban, amivel kizárólag a TLP-ket fogják kutatni. A távcsövet világszerte újabbak fogják követni, amint sikerül a csapatnak megszerezni a megfelelő finanszírozást. A kutatók várakozásai szerint a kiépülő hálózattal folyamatában is megfigyelhetik a jelenséget. "Közel sem ismerjük annyira a Hold ezen aspektusát, mint ahogy azt korábban feltételeztük, pedig a jelenség valami fontosat próbál elmondani, aminek a megfejtésére nagyjából 10 évünk van" - összegzett Crotts.
2019. július 20. Csupán néhány óra telt el a NASA Altair 2 leszálló egységének landolását követően a Hold Föld felé eső oldalán, az Aristarchus-kráterben. Közel fél évszázadot követően lépett újra ember a Hold felszínére, de az ünnepélyes pillanatnak nem sokáig adózhatnak az egységből kilépő űrhajósok, gyorsan megkezdik tudományos felderítő munkájukat. A csapat szisztematikusan halad, amikor hirtelen a kráter talaja remegni kezd, majd egy hatalmas gázkitörés söpri el a megdermedt űrhajósokat és poros törmelékfelhő borítja be a tájat.
A fenti jelenetet Arlin Crotts vizionálja, aki koránt sem sci-fi író. A New Yorki Columbia Egyetem asztrofizikusa és kozmológusa több mint 1500 különös fényt, úgynevezett Időszakos Holdi Jelenséget (TLP) vizsgált meg. A kutatók évtizedeken át vitatkoztak, hogy valós jelenségről vagy puszta érzékcsalódásról van-e szó. Crotts úgy véli sikerült elegendő és megalapozott bizonyítékokat begyűjtenie a TLP-k létezéséről, amiket hatalmas gázkitörések idéznek elő. Ha igaza van, akkor kijelenthetjük, hogy a Hold koránt sem egy megkövült, halott égitest, ahogy azt korábban feltételeztük, a kitörések vélhetően vulkanikus tevékenység eredményei. Mindez nem csupán annyit jelentene, hogy a jövő Hold expedícióihoz az űrügynökségeknek fokozott körültekintéssel kell majd kiválasztaniuk a leszállások helyszíneit, de kénytelenek leszünk átértékelni a Hold geológiai történelmét is.A TLP-k a Hold legnagyobb rejtélyei. Időtartamuk egyetlen perctől akár több óráig terjed, ami során észlelhető fényesedés, elhalványulás, vagy elmosódás következik be a felszín több kilométeres területén. Egyes megfigyelők egy ezeknél is különösebb vöröses ragyogásról számoltak be.
Nem sokkal az Apollo Hold-küldetések elindulását követően amerikai és brit kutatók több mint 1500 észlelést katalogizáltak, de már ennél jóval korábbról is vannak feljegyzések, melyek a TLP-kre utalnak. Az egyik legkorábbi a 10. századból, az angliai Canterbury székesegyház szerzeteseinek tollából származik, amelyben egy robbanásról számoltak be a Holdon. Az Apollo 11 űrhajósainak jelentésében is szerepel egy fényjelenség, amit az Aristarchus-kráter feletti elhaladásuk során észleltek.
A fényjelenségeket főként az amatőr csillagászok észlelik, ezért a megfigyelések a legnagyobb jóindulattal sem igazán nevezhetők uniformizáltnak, az átvizsgálandó adathalmaz leginkább egy összekuszálódott gombolyagra emlékeztet, magyarázta Crotts, aki a kibogozáshoz az esetek lajstromát elsőként az észlelések helyszínei szerint bontotta meg. Ezután megpróbálta beazonosítani a leírásokból azokat a területeket, ahol a jelenség kialakult, majd megvizsgálta, hogy az adott területeken milyen sűrűn észlelték a fényjelenséget.
Elemzésein több statisztikai szűrőt is végig futtatott, melynek végeredményeként összesen hét terület mutat kiemelkedő értékeket. Ezek közül toronymagasan vezet a 45 kilométer átmérőjű Aristarchus-kráter, amihez körülbelül az észlelések fele társítható, negyedük pedig a Plato-kráterre, a felszín egy 100 kilométer széles becsapódás ütötte sebhelyére esik. A fennmaradó egynegyed rész már jóval elszórtabb, főként a Mare Crisium, valamint a Grimaldi, Tycho, Copernicus és Kepler kráterekre esik. Vajon csak a véletlen műve, hogy ezek a területek ilyen kiugró értékeket képviselnek az adatok tengerében?
A sárgás csillagok jelölik a TLP-k helyeit, az 1. számú az Aristarchus-kráter. A piros körök az Apollo küldetések leszállóhelyeit mutatják az elsőtől, az Apollo 11-től az utolsóig, az Apollo 17-ig. A szürke körök az Apollo program tervezett, de már megvalósítatlan leszállóhelyei, míg a lila kör az Altair 2 egyik lehetséges landolási pontját mutatja.
"Az elemzés helytállónak tűnik" - értékelte Crotts munkáját Chuck Wood, a tucsoni Bolygótudományi Egység szakértője, aki szerint a fenti eredményekben az is közrejátszhat, hogy ezek a területek különösen kedvelt megfigyelési pontok az amatőr csillagászok körében. Crotts vizsgálatai azonban itt még nem értek véget. Kíváncsi volt, hogy a jelzett a területeken végbemennek-e más kapcsolódó események is.
Az Apollo 15 és 16, valamint az 1998-ban adatokat gyűjtő Lunar Prospector szonda is el volt látva a felszín radon gázának bomlásából kibocsátott alfa részecskék érzékelésére alkalmas spektrométerekkel. Meglepő módon a Crotts által kiemelt helyszínekre különösen jellemző egy időszakos radon kibocsátás, nagyjából a fentebb megjelölt arányokban. "Ez egy olyan egybeesés volt, ami végképp meggyőzött arról, hogy valaminek a nyomára bukkantam" - mondta. "A villanások helyei kigázosodási forrásoknak tűnnek, ami arra utal, hogy az egyik felfedezésem a másik kiváltója."
A hét helyszínben egy közös pont egészen biztosan van: mind a hét esetben meg van repedve a kéreg, a repedéseken pedig gáz szivároghat a felszín irányába. Ez nyomást hoz létre mielőtt kitörne a talaj a regolit szorításából, és kirobbanna az űrbe. "Aligha szeretnék egy ilyen területen álldogálni, amikor a folyamat végbemegy" - tette hozzá Crotts. Az Apollo 18 ellátogatott volna az Aristarchusra, azonban az expedíciót az egész Apollo programmal együtt leállították. A tervezett Altair 2 azonban elvileg beteljesítené, amit az Apollo 18 már nem tudott megvalósítani és ellátogatna a kráterhez.
Crotts egyik hallgatójával, Cameron Hummelsszel kiszámította, hogy alig féltonnányi gáz kiszabadulása a vákuumba kilyukaszthatja a regolit réteget, több kilométer átmérőjű por- és gázfelhőt hozva létre, ami 5-10 percen át marad fenn. Ezek az értékek pontosan megfelelnek a megfigyelések többsége által észlelt paramétereknek. A felhő többféleképpen is megváltoztathatja a felszín fényvisszaverési tulajdonságát, egyrészt árnyékot vethet a területre, ugyanakkor a porszemcsék szétszóródása fel is erősítheti a visszaverődő fényt.
Ez eddig szép, most azonban tegyük fel utolsó kérdésünket: honnan származhat a gáz? Mivel a radon az uránium bomlási terméke, a legkézenfekvőbb válasz az lenne, hogy a Hold kőzeteiben található uránium a forrás. Ez azonban még nem ad választ arra, hogy hogyan koncentrálódhat egy általános radioaktivitás terméke ilyen kis számú kivezető nyílásra. Crotts éppen ezért egy másik magyarázat mellett teszi le a voksát, ami azonban a halott, belülről rég lehűlt és megszilárdult Holdról alkotott általános nézet arcul csapása.
"Úgy vélem számolnunk kell a lehetőséggel, hogy a Hold néhány helyen még mindig rendelkezik a vulkanikusság maradványaival gáz kiáramlás formájában" - mondta. Kiemelte, hogy az Aristarchus egy vulkanikus fennsíkon fekszik, ami körülbelül 3 milliárd évvel ezelőtt árasztotta el lávájával a nyugatra eső területeket. "Aligha van még egy olyan hely a Holdon, amiről ennyire ordít a vulkanikusság ténye" - utalt a fennsíkra Crotts.
Elmélete teszteléséhez Crotts kiszámította a Föld gravitációjának a Holdra kifejtett ismétlődő tágító és összepréselő hatását. "Ez évente körülbelül 100 000 tonna holdkőzetet őröl meg, ami megközelítőleg 100 tonna gázkibocsátást jelenthet" - mondta Crotts. A NASA bő 10 év múlva emberi expedíciót küld a Holdra. Az Altair 2 leszállójármű és társa, az Orion űrhajó várhatóan 30 tonna gázt bocsát ki a felszín közelében minden egyes küldetés alkalmával. "Ekkora szennyezési szint a holdi vulkanikusság minden jelét eltünteti" - figyelmeztet Crotts, tehát gyakorlatilag 10 évünk marad, hogy a lehető legtöbbet megtudjunk a TLP-kről, és azok a Hold belsejére utaló jelentéséről. Crotts egy asztrofizikusokból, geológusokból és mérőműszer specialistákból álló csapattal egy robot távcsövet üzemeltek be a chilei Cerro Tololo Obszervatóriumban, amivel kizárólag a TLP-ket fogják kutatni. A távcsövet világszerte újabbak fogják követni, amint sikerül a csapatnak megszerezni a megfelelő finanszírozást. A kutatók várakozásai szerint a kiépülő hálózattal folyamatában is megfigyelhetik a jelenséget. "Közel sem ismerjük annyira a Hold ezen aspektusát, mint ahogy azt korábban feltételeztük, pedig a jelenség valami fontosat próbál elmondani, aminek a megfejtésére nagyjából 10 évünk van" - összegzett Crotts.
