Mintegy 1,2 milliárd kilométerre a Földtől van egy potenciálisan lakható világ: a Szaturnusz jeges holdja, az Enceladus felszíne alatt lenyűgöző, folyékony óceán rejtőzködik. Elképzelhető, hogy nem az élet lehetősége az egyetlen olyan földi jellegzetesség, amit ez a világ magában hordoz. Az Icarus című szaklapban a nyár elején közzétett kutatás egy optikai jelenségről, űrbéli szivárványokról számol be a hold felszínén lévő gejzírekből kilövellő részecskeáramokban.
„Jó kis felfedezés” - mondja Matthew Hedman bolygókutató (Idahói Egyetem), aki nem vett részt a kutatásban. „Érdekes megfigyeléssorozat, amit most próbálnak értelmezni.”
Az űrbeli szivárványok nyomaira a NASA Cassini-űrszondájának adatbázisában bukkantak. A küldetés során 2004 és 2017 között vizsgálták a Szaturnuszt és holdjait. Több mint 635 gigabájtnyi adatot gyűjtött és 450 000 képet készített az űrszonda, de az adatok nagy részét még elemezni kell.
Az ötlet, hogy vizsgálják át a Cassini felvételeit, a Delfti Műszaki Egyetem campusának egyik bárjában merült fel, amikor Stéphanie Cazaux bolygókutató és egy kollégája arról beszélgettek, hogy a Nap vajon úgy süt-e át az Enceladus gejzírjein, mint a Földön egy vihar után az esőcseppeken. Cazaux egyik tanítványa, Niels Rubbrecht meghallotta, és önként jelentkezett, hogy kideríti.
Rubbrecht először a földi szivárványokat létrehozó optikai körülményeket kezdte tanulmányozni, hogy készíthessen egy képfeldolgozó eszközt, ami hasonló körülményeket keres a Cassini adataiban. Nyomon követte a Nap, az Enceladus és az űrszonda egymáshoz viszonyított helyzetét azon a 40 ezer képből álló sorozaton, amit az űrszonda akkor készített, amikor elrepült a hold mellett. Olyan fényfoltokat keresett, amelyek nem kizárólag a Nap által okozott háttérfénynek tulajdoníthatók. A vizsgálat során párhuzamos, fényes sávokat fedezett fel a Cassini látható tartományban működő és infravörös műszereinek felvételein. Az, hogy a sávokat mindkét kamera felvételein látjuk, azt jelzi, hogy nem képalkotási műtermékkel van dolgunk.
„Ha ilyen furcsa dolgot látunk a felvételeken, a legegyszerűbb magyarázat ugrik be, és azt mondjuk, hogy: „Ó, hát ez nem igazi!” - mondja Rubbrecht. „A múltban talán elnézték, de most, hogy összeraktuk a kirakóst, valóban erős érveket hozhatunk fel arra, hogy miért nem képalkotási műtermékekről van szó.”
A kutatók szerint a párhuzamos sávok az Enceladus 100 kilométer magasra törő gejzírjeiből származó jeges részecske-permetnek köszönhetően jönnek létre. Ezek a részecskék hozzájárulnak a Szaturnusz E gyűrűjéhez, amelyben a részecskékből álló szakaszok strukturáltan helyezkednek el, és a megfigyelt sávos mintázatban verik vissza a napfényt.
A kutatók szerint a sávoktól a részecskékig visszafelé haladva lehet érdekes vizsgálódni, mivel így többet tudhatunk meg az Enceladus óceánjából kilökődő anyagról – például arról, hogy jégről van-e szó vagy vízgőzről, illetve hogy milyen alakúak és kristályszerkezetűek a részecskék.
A részecskék egyelőre ismeretlenek, mondja Cazaux. „Csak azt tudjuk, hogy valami előidézi ezeket a nagy szivárványokat, de azt nem, hogy miért vannak ott, és hogy van-e közük ezekhez az idegen hópelyhekhez.”
Nem az Enceladus szivárványai az egyetlen optikai jelenség, amit a kutatók az űrben felfedeztek. A marsi légkörben lévő aprócska jégkristályoknak hála tudott a Perseverance marsjáró képet készíteni a Napot körülvevő halo jelenségről. Az Európai Űrügynökség Venus Express űrszondája pedig a Vénusz 70 kilométer magasságban lévő sűrű felhőinek köszönhető „glóriát” észlelte, azokat a színes, koncentrikus gyűrűket, amelyek csak akkor látszanak, ha a megfigyelő a Nap és a fényt visszaverő felhő között helyezkedik el. Ezek a Földön is előforduló jelenségek lehetővé tették a kutatóknak, hogy többet tudjanak meg a távoli világok légkörében lévő részecskékről.
Bár Hedmant lenyűgözték ezek az eredmények, és ígéretesnek találja, hogy a szivárványt az űrszonda több műszere is észlelte, furcsának találja, hogy a jelenség az Enceladus előtt látszik annak pályája mentén, nem pedig a Szaturnuszhoz közelebb. Mivel a hold mögött sokkal több részecske van, mint előtte, ott kellene feltűnjön a szivárvány, ezért Hedman saját bevallása szerint „még mindig szkeptikus”. Azt azonban elég valószínűnek tartja, hogy más bolygókutatók hozzá hasonlóan egyszerűen nem vették észre a jelenséget, mivel általában inkább az Enceladus fényes gejzírjeire koncentrálnak, nem pedig azokra a foltokra, amelyek képalkotási műterméknek tűnhetnek.
Rubbrecht reméli, hogy a James Webb-űrtávcső adatainak segítségével kivonható lesz a képekből a háttérfény. A kutató elméleti modelleket is tervez készíteni az anyagról, amely ezeket a furcsa sávokat létrehozhatta.
Hedman szerint, ha kiderül, hogy a szivárványok valódiak, az nemcsak a Szaturnusszal kapcsolatos megállapításokat tehet lehetővé. „Az a tény, hogy korábban nem vettük észre, arra utal, hogy különleges körülményekre van szükség a létrejöttéhez.” – mondja. „De mik ezek? És vajon magyarázatot adhatnak más jelenségekre is más csillagászati környezetekben?” Akárhogy is, „mindenképpen érdemes kideríteni, mi zajlik itt.”
Forrás: https://skyandtelescope.org/astronomy-news/saturns-moon-enceladus-might-have-weird-space-rainbows/
Az eredményeket bemutató szakcikk: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0019103525001976?ref=pdf_download&fr=RR-2&rr=96f9baa45b93e5c9s
A borítókép forrása: NASA/JPL-Caltech
Szerző: Ujhelyi Borbála, Kutatási asszisztens
CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézet