Nincs B terv

A lakható exobolygók és az élhető Föld nem felcserélhetők.

A párhuzamos univerzumokban (Star Wars, Star Trek) minden bolygó éppen olyan, mint a Föld vagy annak egyes részei. Légkörük összetétele minden élőlény számára tökéletesen alkalmas belélegzésre, legyen az akár humanoid, akár valamilyen extrém módon kinéző faj tagja. Ugyanez igaz a tömegük és a méretük által meghatározott gravitációjukra is, az is mindenkinek éppen megfelel, és a látvány, a történések alapján egészen biztosan ugyanakkora, mint a Föld gravitációja.

Hollywoodon innen egyelőre csak egyetlen kellemes planétát ismerünk, de amint gyarapszik az ismert Naprendszeren túli bolygók száma, egyre közelebb kerülünk ahhoz, hogy közöttük is találjunk olyat, amely – legalábbis a megfigyelésekből meghatározható paramétereiben – Földünk tökéletes mása. Különösen érdekesek azok a bolygók, amelyek nem csak olyan tömegűek és méretűek lehetnek, mint a Föld, de még a csillaguk ún. lakhatósági zónájában is keringenek.

Az ilyen égitestek felfedezéséről szóló, nagyközönségnek szánt híradásoknak szinte kötelező eleme annak megemlítése, hogy az adott bolygó akár az élet hordozására is alkalmas lehet. Ez pedig már sokak fantáziáját beindítja, és a víziókban megjelenik annak lehetősége is, hogy egy nap talán az egész emberiség elköltözhet egy ilyen bolygóra.

Ezekben az elképzelésekben a költözés oka nem egyszerű kalandvágy, hanem annak felismerése, hogy Földünk egyre rosszabb állapotban van – erre legutóbb az Éghajlatváltozási Kormányközi Testület (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC) 2021. augusztus 6-án véglegesített legújabb jelentése hívta fel drámai hangon a figyelmet –, és a lehetséges új lakóhelyekre egyfajta B tervként tekintenek: ha nem sikerül megállítani bolygónk romlását, még mindig elmehetünk majd egy másikra.

A problémát ugyancsak érzékelő, ám azt a másik irányból megközelítő, szintén „szélsőséges” álláspont képviselői pedig egyenesen azt mondják, hogy minek egyáltalán bármilyen szinten is foglalkozni az exobolygókkal, inkább az összes (anyagi) erőforrásunkat a Föld megmentésére kellene fordítanunk. Mivel a tudomány alapvető célját és működési módját mindkét nézet helytelenül értelmezi, az igazság – mint általában – biztosan valahol a kettő között van.

Az első, Naphoz hasonló csillag körül keringő bolygót (extraszoláris bolygó vagy röviden exobolygó) 1995-ben fedezték fel, és a nevezéktan alapján az 51 Pegasi b jelölést kapta. A különböző módszerekkel talált és megerősített exobolygók száma ma már közelíti az ötezret, de a bolygórendszerek – azaz a legalább két bolygóból álló rendszerek – száma is majdnem nyolcszáz. (Az aktuális számokról például az exoplanet.eu oldalon tájékozódhatunk.)

Bár a legnagyobb távcsövekkel és kifinomult matematikai, számítástechnikai módszerekkel néhány tucatról közvetlenül is sikerült képet alkotnunk, a földi és a világűrben keringő obszervatóriumok megfigyelései alapján pályáik jellemzőiről és fizikai paramétereikről az esetek túlnyomó részében csak közvetett módon szerzett információink vannak, mivel a bolygók csillagaikhoz képest nagyon halványak, és rendkívül messze vannak tőlünk.

A pályák és a központi csillag tulajdonságai alapján az exobolygókat aszerint is kategorizálhatjuk, hogy a csillaguk lakhatósági zónájában keringenek-e vagy sem. A definíció szerint egy csillag körül a lakhatósági zóna az a régió, ahol a környezeti viszonyok olyanok, hogy egy kőzetbolygó felszínén a víz hosszú ideig (akár több százmillió évig) cseppfolyós halmazállapotban maradhat.

A definíció ilyen megfogalmazását nyilván az inspirálta, hogy a „lakhatóság” előbb-utóbb „lakókat” is, azaz az élet valamilyen formájának megjelenését is feltételezi, ha a körülmények ehhez megfelelőek. Jelenleg azonban csak egyfajta életformát ismerünk, ez pedig a földi, amelynek palettája (egyelőre még) rendkívül színes, de a fajok sokaságának közös jellemzője, hogy kialakulásukhoz és fennmaradásukhoz néhány elengedhetetlen kémiai elemen (szén, nitrogén, oxigén, hidrogén, kén és foszfor) kívül folyékony víz szükséges.

Mivel más példákat még nem ismerünk, ezért természetes, hogy a távoli csillagok körül is olyan égitesteket keresünk, amelyeken a környezeti feltételek kedvezőek lehetnek a földihez hasonló élet kialakulásához és fennmaradásához. A Naprendszerben jelenleg a Föld az egyetlen égitest, amely a Nap lakhatósági zónájában kering, bár ha figyelembe vesszük a Jupiter és a Szaturnusz egyes holdjainak felszíne alatt húzódó, nagy valószínűséggel cseppfolyós halmazállapotú vizet tartalmazó rétegeket – amelyekben esetleg valamilyen primitív, mikrobiális életformákat is találhatunk majd –, a helyzet már korántsem ennyire egyértelmű.

Képzeljük el, hogy a tervek szerint a közeljövőben munkába álló James Webb-űrteleszkóppal és az Európai Déli Obszervatórium ELT (Extremely Large Telescope) távcsövével nyerhető sokkal jobb minőségű és pontosabb adatok alapján tényleg találunk olyan exobolygót, amely az innen megállapítható paraméterei alapján tökéletesen hasonlít a Földre!

Mielőtt azon kezdünk el gondolkodni, hogy jó lenne-e ez a bolygó egy második Földnek, nyilván szeretnénk nem csak távolról, hanem közelről is megvizsgálni. Van-e ennek bármilyen realitása?

A Naprendszerhez legközelebbi csillag, a Proxima Centauri körül éppen kering legalább egy bolygó, ráadásul a vörös törpe lakhatósági zónájában, így logikus, hogy első célpontja lehetne egy helyi felmérésnek. A Proxima Centauri távolsága 4,2 fényév, azaz az elektromágneses sugárzásnak is 4,2 évre van szüksége ahhoz, hogy innen oda vagy onnan ide érjen. A jelenlegi, kémiai hajtóanyagokkal gyorsított űreszközeinkkel gravitációs lendítéseket (hintamanővereket) is magukba foglaló pályákon az elérhető legnagyobb sebesség nagyjából 20 km/s. Könnyen kiszámolható, hogy ezzel a sebességgel kb. 60 ezer év alatt érhetnénk el a legközelebbi csillagot!

A legtávolabb járó, ember alkotta űreszközök, az 1970-es évek végén indított Voyager- és Pioneer-űrszondák csak mostanában lépték át a Naprendszer egyik határának tekinthető heliopauzát, ahonnan a Nap mágneses védőburka már nem árnyékolja le a csillagközi térből érkező töltött részecskéket. Így például a Voyager–1 már 18 fényórára jár tőlünk, azaz az elmúlt közel fél évszázad során a Proxima Centauri távolságának kb. 0,05%-át hagyta csak maga mögött.

Lehetséges-e gyorsabb módja az utazásnak? A probléma már régóta foglalkoztatja a kutatókat. A tavaly elhunyt kitűnő fizikus, Freeman Dyson 1968-ban egy olyan hajtásrendszer alapjait vázolta fel, amely egy kellően fejlett civilizáció kezében lehetővé tenné a fénysebesség már „mérhető” töredékének elérését. Elképzelése szerint egy 20 kilométer átmérőjű, félgömb alakú lökéshullám-elnyelő mögött termonukleáris bombákat (hidrogénbombákat) robbantanának. Az űrhajót a robbanások „törmeléke” gyorsítaná, Dyson optimista becslése alapján egészen a fénysebesség harmincadáig. 1968-ban Dyson úgy gondolta, hogy a gyakorlatban ez a hajtás a huszonkettedik század utolsó harmada előtt, azaz mostantól 150 éven belül nem lesz megvalósítható. A Nobel-díjas Kip Thorne szerint ez nagyon is optimista becslés.

Egy másik lehetőségként először 1962-ben, majd 1984-ben finomítva Robert Forward egy olyan űrhajó koncepcióját vázolta fel, amelyet távolról a vitorlájára fókuszált lézernyaláb hajt (fényvitorlás). Az elképzelés szerint az űrben vagy a Holdon elhelyezett, napenergiával működtetett lézerrendszer 7,2 terawattos nyalábot generálna, amelyet egy 1000 km átmérőjű lencsével fókuszálnának a sokkal kisebb tömegű távoli űreszköz 100 km átmérőjű, körülbelül 1000 tonna tömegű vitorlájára. Ehhez a nyalábirány pontosságának az ívmásodperc milliomod részével kellene megegyeznie! A nyaláb fénynyomása tolná és gyorsítaná a vitorlát és vele az űreszközt a fénysebesség ötödére a Proxima Centauriig tartó négyéves út feléig. Az út második felében az elrendezés megfelelően módosított változata lassítaná le a hajót a bolygóval történő találkozáshoz szükséges sebességre. (Aprócska probléma, hogy a lassítórendszer hogyan jut el a célhoz, és ott hogyan helyezik azt üzembe.)

Dysonhoz hasonlóan Forward is a 22. században gondolta megvalósíthatónak az ötletét, a technikai kihívásokat tekintve Thorne azonban ezt is későbbre teszi. Utóbbi példa azért is érdekes, mert a szintén nemrégiben elhunyt Stephen Hawking nevével is fémjelzett Breakthrough Starshot Initiative program keretében konkrét megvalósítása is lenne egy ilyen tervnek: hatalmas fotonvitorlával hajtott kis tömegű szondák indulnának az alfa Centauri felé, hogy a fénysebesség ötödére gyorsulva néhány évtizeden belül elérjék azt, ott egyszerű méréseket végezzenek, felvételeket készítsenek, majd az adatokat visszajuttassák a Földre. Az egyik elképzelés szerint a 100 gramm tömegű szondákat 316 m oldalélű, négyzet alakú vitorlába „kapaszkodva” hajtaná a napfény.

Talán az előzőekből is érzékelhető, hogy a Naprendszeren kívüli bolygók kolonizálása elképzelhetetlenül nagy technikai kihívás – kisebb léptékben ugyanez igaz a Naprendszeren belül is, például a Mars esetében –, amelyre a tudomány és a technika mai állása szerint még évszázadokig semmi reményünk, kicsiben sem, nemhogy az egész emberiség szintjén.

Az exobolygók kutatása nem is ilyen célok által vezérelve zajlik, azt a tudomány alapvető mozgatórugói, például a megismerés vágya, más néven kíváncsiság hajtja. Ezért is helytelenek azok a felvetések, amelyek egyéb pozitív célokat felsorolva, számon kérve egyenesen megkérdőjelezik bizonyos kutatások, például az exobolygók vizsgálatának létjogosultságát.

A másik oldal képviselőinek viszont azt kell elfogadniuk, hogy a csillagászok nem fognak semmilyen B tervet szolgáltatni a bolygónkért folytatott – egyelőre meglehetősen lanyha – küzdelem sikertelenségének esetére, ellenben azt vallják, hogy végre komolyan oda kell figyelni az éghajlatváltozással foglalkozó szakemberek riadójelzéseire, lásd újra a legutóbbi IPCC-jelentést!

Nyilván a Föld még a legpesszimistább klímaprognózisok bekövetkezte esetén sem válik teljesen lakhatatlanná, azonban a döntéshozóknak, de saját szintjén mindenkinek nagyon gyorsan hathatós lépéseket kell tennie azért, hogy gyönyörű bolygónk ne csak lakható, de élhető is maradjon.

Forrás: csillagaszat.hu