2019.08.15.

Lassú lehetett a fiatal Nap tengelyforgása

Egy nemrégiben megjelent kutatás eredménye alapján a Nap a keletkezését követő egymilliárd évben viszonylag lassú tengelyforgású lehetett. A születő csillagok az eredetükért felelős gázkorong forgását „öröklik”, azután az életük során lefékeződnek. A jelenkori forgási sebességből nem igazán lehet kideríteni, hogy milyen volt a születése idején, a most elvégzett kutatás ehhez mankót használt, mégpedig a Holdat. Erre az ad lehetőséget, hogy a Földdel szemben a Hold nem rendelkezett légkörrel, s így a bolygóközi folyamatok a felszínén nyomot tudtak hagyni. A NASA Goddard Űrkutatási Központja szakemberei vezette vizsgálatok során holdi kőzetmintákban a közepesen illó elemek, mint a nátrium vagy a kálium mennyiségét mérték.
A Kepler Űrtávcső a Napunkhoz hasonló csillagok esetében többféle korai fejlődési utat tárt fel, s tudjuk, hogy egyes csillagok igen aktívak a korai szakaszukban, számtalan csillagkitöréssel bombázzák a környezetüket, s befolyásolják a bolygóik légköri, felszíni összetételének alakulását. Ez az aktivitás a csillagok tengelyforgásával függ össze, minél gyorsabban forog a csillag, annál jobban felcsavarodnak a mágneses erővonalai, s annál gyakoribbak a nagy energiájú kitörései is, amelyek pedig a bolygóik kialakult légkörének további sorsát is megpecsételheti. A nagy energiájú kitörések a légkörrel találkozva apránként lesodorják, illetve bizonyos elemektől megszabadítják azokat. Három típusba sorolják a korai tengelyforgás alapján a napszerű csillagokat: lassú, közepes és gyors tengelyforgásúak lehetnek.

Mivel a Holdnak gyakorlatilag nincs légköre, és mágneses mezeje elhanyagolható, így a napkitörésekkel beérkező nagyenergiás töltött részecskék elérik a felszínt, s annak elemi- és izotóp-összetételét befolyásolják. A Hold és a Föld eredeti összetételét tekintve azonos, így a két égitest közti eltérésekből a különböző folyamatok hatása kiszámítható. Ezt vették alapul a mostani vizsgálatokban is, s kiszámították mindhárom forgási sebesség-típus esetére azt, hogy a Hold felszínét mennyi káliumtól és nátriumtól szabadították meg az egykori napkitörések.
A számításokból kiderült, hogy a gyors korai tengelyforgású esetben a Nap a Hold felszínét borító ősi kőzetekből már valószínűleg az összes nátriumot és káliumot eltüntette volna. Azonban ennek a mért értékek élesen ellentmondanak. Amennyiben közepes sebességgel forgott volna a Napunk a korai időszakában, a káliumot lett volna csak képes eltüntetni az ősi holdfelszíni kőzetekből, s a mérések szerint nyilvánvaló, hogy ez a helyzet sem állhatott fenn. Marad hát a harmadik lehetőség: a Nap a lassú korai tengelyforgású típusba tartozhatott.
A számítások alapján az sem befolyásolhatta a Hold felszínének e két elemét, hogy régen a Hold a mainál közelebb keringett hozzánk, mivel a földi mágneses tér nem lett volna képes kellően megvédeni a Holdat a Napból érkező részecskeáramtól akkor sem.
Az is kiderült, hogy ezen elemeket még a Hold életének 3,5 milliárd évnél korábbi szakaszában ritkította meg a Nap, még a nagy bazaltárak keletkezését megelőzően. A pontosabb időrendet és mértéket akkor lehet majd kiszámítani, ha a jelenleg rendelkezésre álló holdi kőzetminták bővülnek, nagyobb mélységből, illetve más helyszínekről származó kőzetekkel, erre a későbbi holdi űrutazások, robotos küldetések során minden bizonnyal alkalmat fognak találni. Ugyanígy izgalmas kérdés lesz megvizsgálni a belső bolygókat is e szempontból. Míg a Mars vagy a Vénusz esetén az egykori légkört érték a Napból induló nagyenergiás részecskék, addig a Merkúr esetében, a Holdhoz hasonlóan a felszínre volt hatásuk. Bár a Merkúrról nincsenek kőzetmintáink (illetve biztosan merkúri eredetű meteoritunk sincs), a Merkúrról készült távérzékelési mérések alapján a legbelső bolygó felszínének egyes védettebb helyszínein is meglepően „sok” a kálium és a nátrium, így ez is a lassú korai forgás elméletét erősítő adat, bár elképzelhető, hogy ezekben az esetekben a merkúri vulkanizmus megújította a felszínt, s azért „túl” sok ott ezen elemek aránya.
A számítások szerint a korai Nap, bár a mostaninál valamivel gyorsabb forgású volt és az első félmilliárd év során kb. kétnaponta lehettek napkitörések, ez nem volt elég ahhoz, hogy a közepesen illó elemeket eltüntesse. Azzal, hogy a Napunk az ifjúsága idején nem volt túlzottan aktív, lehetőséget biztosított arra, hogy a földi légkör megfelelővé váljon az élet kialakulásához is.

A kutatásról még májusban számolt be a The Astrophysical Journal Letters.

Landy-Gyebnár Mónika
(További fordítások a szerzőtől facebookon:  Égen – Földön – Föld alatt)

5/5 (1)

Értékelés

About the Author: