Magyar csillagászok igazolták a porhold létezését

Az ELTE kutatói igazolták a Kodylewski-porhold létezését a Földtől mintegy négyszázezer kilométer távolságra. A porholdakat Kazimiezt Kordylewski lengyel csillagász figyelte meg 1961-ben, ám sokan kétségbe vonták létezésüket.

Egy képalkotó polariméterrel fölszerelt földi távcsővel Slíz Judit, Barta András és Horváth Gábor új, polarizációs bizonyítékot talált a Föld-Hold rendszer L5 Lagrange-pontja körüli porhold létezésére. A magyar kutatók a Monthly Notices of the Royal Society folyóiratban megjelent kétrészes cikkükben úgy vélik, hogy a porhold polarimetriai észlelése rehabilitálja Kordylewski méltatlanul elfeledett és sokak által megkérdőjelezett, 1961-es úttörő fotometriai megfigyelését – olvasható az ELTE honlapján.

A közös tömegközéppontjuk körül keringő két nagy égitest gravitációs mezőjében Euler 1767-ben fedezett föl három (L1, L2, L3), Lagrange pedig 1772-ben további két olyan egyensúlyi pontot (L4, L5), amelyikbe egy harmadik kis testet helyezve, az a két égitesttel szinkronban együtt keringve nem változtatja meg relatív helyét. Csillagászok több ezer kis égitestet találtak a Nap–Jupiter, Nap–Mars, Nap–Neptunusz kettős rendszerek L4 és L5 Lagrange-féle egyensúlyi pontjaiban. Amióta 1961-ben Kazimierz Kordylewski lengyel csillagász két fényes foltot észlelt a Föld–Hold-rendszer L5 Lagrange-pontja környékén, azóta e képződményt Kordylewski-porholdnak hívják.

Sok csillagász azonban kétségbe vonta a porhold létét, mondván, hogy ha össze is gyűlne ott bolygóközi anyag, akkor a Nap, a napszél és a többi bolygó gravitációs hatása gyorsan kisöpörné onnan.

A csillagászati információk megszerzésében hasznos módszer a (képalkotó) polarimetria. A polárszűrőkkel fölszerelt távcsövekkel vizsgálható például a Föld légköre, a napkorona, a Naprendszer bolygóinak és holdjainak felszíne, de a távoli csillagok, galaxisok és ködök is.

A csillagászokhoz az égi információ nagy része a fényen keresztül érkezik. E fény jöhet közvetlenül a Napból. A napfény polarizálatlan, de amint útja közben bolygóközi poron vagy a légkör részecskéin szóródik, lineárisan polárossá válik. Mivel a nagyobb hullámhosszak kevésbé szóródnak, mint a rövidebbek, és a Kordylewski-porholdat az általa szórt napfény alapján észlelik, ezért fotometriai észlelése az infravörös tartományban nehezebb, mint a láthatóban.

„A porhold keletkezésének és szerkezetének, azaz részecskesűrűség-eloszlásának számítógépes modellezésével nyert eredményeink is megerősítik, hogy valóban a Kordylewski-porholdat észleltük” – mondta Horváth Gábor egyetemi tanár, az Eötvös Loránd Tudományegyetem Biológiai Fizika Tanszék Környezetoptikai Laboratóriumának vezetője.

Ahhoz, hogy a Kordylewski-porholdat detektáljuk, képalkotó polarimetriát alkalmaztunk: a három, elforgatott polárszűrővel a kiválasztott égterületről készített felvételekből előállítottuk az általam kifejlesztett AlgonetR szoftverrel a polarizációs mintázatokat. Így kaptuk a vizsgált égterület fényességének, polarizációfokának és polarizációszögének mintázatát a spektrum vörös, zöld és kék tartományaiban

– magyarázta Barta András fizikus, a budapesti Estrato Kutató és Fejlesztő Rt. vezetője.

Képalkotó polarimetriai vizsgálataimat három, egymáshoz képest 120 fokkal elforgatott lineáris polárszűrővel fölszerelt, hűtött CCD-kamerával végeztem 180 másodperces expozíciós idővel

– mondta a méréseket és megfigyeléseket folytató Slíz Judit, az ELTE csillagásza.

A magyar tudósok a Nap–Föld–Hold-porrészecske térbeli gravitációs négytest-problémájának számítógépes modelljét is megalkották, amit 1.860.000 részecskére egyenként futtattak. Azt vizsgálták, hogy mely részecskék maradnak a Föld–Hold rendszer L5 Lagrange-pontja közelében 3650 napig. A számítógépes szimuláció szerint az L5 pont körül mikrométerestől a sziklaméretűig is képesek részecskék hosszabb ideig ott maradni.

A Föld–Hold-rendszer L4 és L5 Lagrange-pontjai bolygóközi „porszívó” hatásának (stabilitásának) fontos szerepe lehet. Alkalmas például űrhajók, műholdak és űrtávcsövek minimális energiabefektetésű állomásoztatására. Jelenleg azonban nincs űreszköz a Naprendszerben sehol sem az L4 és L5 pontok körül. Mindkét pont átszálló állomás lehet a Marsra vagy más bolygókra indított űrexpedíciók számára, valamint állomásai lehetnek az úgynevezett „bolygóközi szupersztrádának”. Az utóbbi olyan optimális pálya, amin minimális üzemanyag-felhasználással mozgathatók űreszközök a bolygók gravitációs lendítő erejét kihasználó hintamanőverek sorozatával.

Az is lehetséges, hogy a Föld légköréből kivont fagyasztott szén-dioxidot a Föld-Hold stabil L4 és L5 Lagrange-pontjába lőjük, hogy megszabaduljunk az üvegházhatást okozó fölösleges szén-dioxidtól. A Kordylewski-porhold dinamikájának vizsgálata fontos az űrhajózás biztonsága szempontjából is, hogy elkerülhessük űreszközeinknek a porhold részecskéivel történő ütközéseit – írták a kutatók.

Thinkstock