„A tudónak kitárul, a tudatlannak bezárul”

Az emberi szellemet mindig is vonzották olyan kérdések, mint a világ keletkezése és szerkezete. Ezért nem véletlen, hogy a természettudományok közül a csillagászat tartozik e legrégebbi matematikai formulába önthető tudományok közé. Hiszen, ha fölnézett az égre bármely kor embere, az égitestek ugyanúgy ragyogtak fölötte, mint ma. Érthető, hogy keletkezésükre, mozgásukra, feladatukra, élettartamukra, a Földre gyakorolt hatásukra máig kíváncsi az emberiség. Egy két és fél ezer éves idézet szerint „a Nap az égi világ kapuja. A tudónak kitárul, a tudatlannak bezárul”.

Azt hihetnénk, hogy a kutatók mai tudásukkal és az égboltot vizsgáló fejlett műszerekkel majdnem mindent tudnak a világegyetemről, a galaxisokról, a csillagok és naprendszerek kialakulásához vezető folyamatokról, az égitestek megsemmisüléséről és sok egyébről. Pedig még a harmadik évezred emberének is sok titkot rejt az univerzum, a legnagyobb rejtély – talán örökre az is marad -, hogy a világegyetem kezdete és vége térben és időben hogy helyezhető el. Elméletek természetesen léteznek, talán több is a kelleténél, de a bizonyítás még messze van. Nem csoda, hiszen az emberi gondolkodás saját korlátait nem lépheti át, csak abban a dimenzióban képes gondolkodni, amelyben maga is él. Minden hasonló nagy kérdésnek ez a paradoxona, gondoljunk az élet keletkezésére, lényegére, a halálra vagy egyéb, létünket érintő kérdésre. Hogy menynyire fontos kérdéseknek tartja a fentieket a tudományos világ, jelzi, hogy az idei fizikai Nobel-díjat két olyan amerikai kutatónak ítélték oda, akik a szerintük 15 milliárd évvel ezelőtt bekövetkezett ősrobbanás utáni állapotokat kutatták a COBE-műhold által a Földre továbbított adatok alapján. Kutatásaik szerint a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás csak 380 ezer évvel később keletkezett, ami a legfőbb bizonyítéka annak, hogy az atomszerkezet ebben az időben jött létre.

Bolygónk a Tejútrendszeren belül a Naprendszerben találta meg helyét, évmilliárdok óta a Nap körül végzi mozgását. Naprendszerünkben a bolygók, a holdak és más égitestek meghatározott rend szerint futják be pályájukat. Kezdetben azt gondolták eleink, hogy az égi törvények hatálya nem terjed ki planétánkra. Később a környezetére odafigyelő ember észrevette, hogy ugyanaz az erő mozgatja a földi testeket, mint az égieket: megszületett Kepler három törvénye, és megszűnt az a kettősség, amit a földi és az égi világról hittek.

Az ősrobbanás után kilencmilliárd év telt el, amikor Napunk megszületett. Addigra befejeződött a galaxisok kialakulása, rendszerbe is tömörültek, miközben ütköztek is egymással, ami oda vezetett, hogy egyes galaxisok „bekebelezték” társaikat, és óriási méretűvé váltak. Ezt nevezik a csillagászok kvazár korszaknak.

Miként jött létre központi csillagunk – a Nap – kilencmilliárd évvel az ősrobbanás után? Lényegében egy egészen közönséges folyamat játszódott le egy galaxis-szuperhalmaz peremvidékén: meghalt egy csillag. Ez a történés azt jelenti, hogy fellángolt egy szupernóva, ami egy robbanásban teljesedett ki, a csillag pedig szétszórta anyagát a csillagközi térbe és kihunyt. Az anyag porszemekké sűrűsödött, majd elkeveredett egy közelben lévő csillagközi gáz- és porfelhővel. Az új anyaghalmaz is egyre jobban tömörült, majd megindult a csillagképződés. Így jöhetett létre Napunk is.

Ha a fentieket elolvassa az ember, egy szép mesének tűnik, hiszen az a logikus folyamat, amit a csillagászok többsége elfogad, az emberi elme logikáját követi. Biztosak lehetünk abban, hogy valóban így játszódhatott le a csillagok – köztük a Napunk – keletkezésének folyamata? Nem biztos. Ezért a napkutatás a csillagászat egyik kiemelt témája, ha egyáltalán van ilyen rangsor a kozmosz kutatásában.

A nemzetközi együttműködésben készült új japán napfizikai mesterséges hold startjára szeptember 23-án került sor Uchinourából, a japán űrügynökség háromfokozatú, szilárd hajtóanyagú M-5-ös rakétájával. A Solar-B sikeresen Föld körüli pályára állt. Az M-5 sorozatnak ez volt a hetedik, egyben utolsó indítása, mivel a jövőben egy olcsóbb hordozóeszközzel váltják majd föl. A napkutató műhold műszereit japán, európai és amerikai partnerek készítették. A három fő berendezés kiegészíti majd egymás méréseit a Nap mágneses teréről. Fedélzeti tesztelésük egy hónapon belül megkezdődik. Helyet kapott a műholdon egy 50 cm-es optikai távcső, a valaha repült legjobb felbontású röntgenteleszkóp, valamint egy, az extrém ultraibolya tartományban működő színképelemző. Mindhárom műszer egy időben a Nap ugyanazon területeit vizsgálja majd, a fotoszférától egészen a napkoronáig. A kutatók remélik, hogy kiderül, a mágneses tér energiája hogyan jut el a naplégkör külső rétegeibe, hogyan működnek az aktív jelenségek, mint például a koronakitörések és flerek.

A kilencszáz kilogrammos SOLAR-B tervezett élettartama három év, de a kutatók bíznak a meghosszabbításban. Ez a harmadik japán napfizikai hold, a SOLAR-A (Yohkoh) utóda. A hosszú, folyamatos megfigyelés érdekében az új műhold 600 km magasan, kör alakú poláris napszinkron pályára áll, a földi nappal-éjjel választóvonal fölött kering. Így lehetséges évi 8 hónap megszakítás nélküli napmegfigyelés. Az űreszköz a sikeres felbocsátás után kapott új nevet: Hinode, ami napfelkeltét jelent.

A Nap megfigyelését Galilei kezdte meg, amikor 1610-ben először irányította teleszkópját a Nap felé. Észlelte, hogy a Napon kisebb-nagyobb fekete és szürke foltok, valamint fáklyák vannak. A naptevékenységnek ezek a látható jelei a napfoltok, amelyek egy-két hétig, néha több hónapig megmaradnak. Ma már azt is tudjuk, hogy a napfolttevékenységet 11 éves ismétlődés jellemzi. A greenwichi obszervatórium 1874-ben kezdte el a Nap rendszeres fotografikus megfigyelését, és a fényképek alapján a napfoltok helyzetének és nagyságának kimérését, valamint az eredmények évi leközlését. Ezt az alapvetően fontos munkát vette át 1977-ben az MTA debreceni Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Kutatóintézetének napfizikai obszervatóriuma az időközben bezárt greenwichi intézettől. A Konkoly-Thege Miklós által tervezett és saját műhelyében elkészített, majd 1882-ben fölállított nagy távcsövet használják ma is a napfoltok vizsgálatára. A napfolttevékenység észlelése, fotók, feljegyzések készítése mindennapi feladat. Jelenleg Debrecenben készítik a világ legpontosabb napfoltkatalógusát Ludmány András vezetésével. Az intézet keretében működik a gyulai megfigyelőállomás, amelynek távcsöve egy víztorony tetején van, 42 méter magasságban.

A napfoltok tanulmányozása sok minden mellett azért is fontos, mert hatással van a földi életre és a környezetre. Számos megfigyelés bizonyítja, hogy valamilyen összefüggés van az időjárás és a naptevékenység között. A tizenegy éves napfoltciklus a földi időjárásban is megmutatkozik. Hogy mi a pontos összefüggés, még nem ismert. Az úgynevezett mágneses viharok is a napfoltokkal függnek össze, amelyek nagy hatással vannak a különböző műszerekre, de sokan a váratlan áramkimaradásokat is a mágneses viharok számlájára írják.

A vizsgálatok szerint a napfolt lényege az erős mágneses tér, amely a Nap és a Föld általános mágneses terénél több ezerszer erősebb. Hogyan jön létre ez az erős mágneses tér? A választ a dinamóelv adja meg. A Nap mozgása, forgása olyan helyzetet teremt, mintha egy nagy dinamó lenne. A sarkvidékeken a forgás 30 százalékkal lassabb, mint a Egyenlítőnél. Ez a különböző sebességű mozgás – dinamóként működve – képes a mozgási energiát elektromágneses energiává alakítani. A differenciált forgás a földfelszín alatti réteg elég vastag tartományát érinti, de ennél mélyebben már azonos sebességű a forgás, ott már merev testként viselkedik a Nap. A két réteg között van egy átmeneti sáv, amelyet tachoklínának neveznek, ez az átmeneti tartomány legfelső rétege, határa. Mivel a tachoklína igen vékony, itt a legerősebb a sebességkülönbség két pont között. Tehát a naptevékenység nem más, mint a csillag – a Nap – sebességének és mágneses erőtereinek bonyolult kölcsönhatása. A tizenegy éves periodicitás szerint a naptevékenység változik, és ez idő alatt a Nap pozitív és negatív mágneses pólusa helyet cserél. (A Földön is megtörténik ez a csere, de mintegy százezer évenként).

Talán emlékeznek rá olvasóink, hogy 2003. október végén és november elején volt egy igen nagy napkitörés, amelyet óriási geomágneses vihar követett. Minden idők legnagyobb napkitörése november 4-én volt 20 óra 50 perckor, a 486-os számú napfoltcsoport fölött. Szerencsénkre a foltcsoport már a Nap peremére fordult, így a mágneses vihar nem pont felénk irányult. Ugyanakkor kontinentális méretű rádiózavarokat okozott Észak- és Dél-Amerikában. Az 2003-as napkitörés előtt 2001-ben volt a legnagyobbnak értékelt kitörés, az erre szolgáló skálán elérte az X20-as kategóriát. A 2003-as kitörés ennél nagyobb volt. Egy biztos, hogy amint egyre kifinomultabbá és szövevényesebbé válik a Földet behálózó telekommunikációs rendszer, úgy jelentenek egyre nagyobb fenyegetést a Nap hasonló akciói.

Nemcsak a Nap, mint központi csillagunk tanulmányozása fontos, hanem állandó kísérőnké, a Holdé is. Az Európai Űrügynökség SMART-1 űrszondája 2006. szeptember 3-án csapódott a Hold felszínébe. Az űrszonda 2004. november 15-én állt pályára a Hold körül. Az odáig vezető 80 milliárd kilométeres utat 13 hónap alatt tette meg, amiben ionhajtóműve segítette. Júniusban, ahogy a küldetés vége közeledett, a földi irányítók megváltoztatták a szonda pályáját, különben a Hold éppen nem látható oldalába csapódott volna be. A korrekció után a becsapódás színhelye a látható oldalon lévő Mare Humorum holdbéli tenger területén volt. Az ütközéskor felszabadult energia megegyezett egy, a fő kisbolygóövből kb. 25 km/s-os sebességgel érkező, közel 2 kg-os test robbanásakor felszabaduló mennyiséggel. A becsapódás helyén egy 10 méter átmérőjű kráter keletkezett. A kirobbanó törmelék elemzésével sok értékes információt nyerhet a tudomány.

(hankó)