A STEREO megfejtheti a Hold eredetének rejtélyét

A Föld két oldalán elhelyezkedő Lagrange pontok rejthetik magukban a Hold születésének titkát, amit a NASA STEREO műholdpárosa fog hamarosan felderíteni.

Az L4 és L5 Lagrange pont a Naprendszer azon különleges és rendkívül ritka zónái közé tartoznak, ahol az objektumok elidőzhetnek, ezeken a pontokon ugyanis a közeli bolygók, vagy a Nap gravitációja kiegyenlíti az objektumok orbitális mozgását. Ezért a Földhöz közel eső pontokat gyakran használják egyfajta űrbeli parkolónak, ilyen a Nap irányába 1,6 millió kilométerre található L1 pont is. Nevüket egy olasz-francia matematikusról, a felfedezésükben segédkező Joseph-Louis Lagrange-ról kapták.

Visszatérve az L4 és L5 pontokhoz, ezek azok a zónák, amiket a Föld és a Nap kombinált gravitációja egyenlít ki. "Ezek a területek kis aszteroidáknak adhatnak otthont, amik egy több milliárd évvel ezelőtt létrejött Mars-méretű bolygó maradványai lehetnek" - mondta Michael Kaiser, a STEREO projekt tudósa, a NASA Goddard Űrrepülő Központjának munkatársa. "Eduardo Belbruno és Richard Gott, a Princeton kutatói szerint körülbelül 4,5 milliárd évvel ezelőtt, amikor a bolygók még a fejlődési szakaszukban jártak, ez az elméleti világ, amit Theiának neveznek, kisodródhatott az L4 vagy L5 pontról a többi fejlődésben levő bolygó, mint például a Vénusz növekvő gravitációjának hatására, és ütközőpályára állt a Földdel. Az ütközés leszakította a Theia és a Föld külső rétegeit, amik pályára álltak, és végül saját gravitációjuk hatására összecsomósodtak, létrehozva a Holdat."


A Kaiser által felvázolt teória a Hold eredetéről alkotott "nagy becsapódás" elmélet egy módosított változata, amit azért kedvelnek a tudósok, mert az égitest több rejtélyes tulajdonságát is megmagyarázza, ilyen többek közt a viszonylag kis méretű vasmag. Az elmélet szerint az ütközés idején a két bolygó méretei miatt még nem szilárdult meg, ezért a nehezebb elemek, mint a vas lesüllyedtek középpontjaik irányába, létrehozva magjaikat. A lehántott külső rétegek főként könnyebb elemekből álltak, mint a szilícium, azaz a Hold ezekből az anyagokból alakult ki, ezért szegény a vasban.

A STEREO széles látószögű teleszkópjával aszteroidák után fog kutatni, melyek elvileg az L4 és L5 pontok körül keringő apró fénypontokként tűnhetnek majd fel a műszer számára. "Ha azt tapasztaljuk, hogy az aszteroidák összetétele megegyezik a Földével és a Holdéval, az alátámasztja Belbruno és Gott változatát a nagy becsapódási elméletről. Maguk az aszteroidák a Naprendszer kialakulásának a maradványai lehetnek, emellett az L4/L5 régiók otthont adhatnak a jövő bolygónkat veszélyeztető aszteroidáinak is." - mondta Kaiser.

Az Apollo küldetések által a Földre lejuttatott holdkőzetek elemzései arról tanúskodnak, hogy a bennük található izotópok, az elemek nehezebb változatai megegyeznek a földi kőzetekben megtalálhatókkal. A tudósok úgy vélik, hogy a Nap és a Naprendszer égitestei egy saját gravitációja alatt összeomlott gáz- és porfelhőből alakultak ki, aminek az összetétele a hőmérséklet függvényében változott. Mivel a hőmérséklet a Naptól távolodva csökken, bármi hozta is létre a Holdat, ugyanazon az orbitális területen kellett kialakulnia, mint a Föld, hogy megegyezzen izotóp összetételük.

A Föld gravitációja elvileg a pályáján elhelyezkedő anyagok nagy részét felsöpörhette, azaz nem hagyott elegendő anyagot egy nagy hold, vagy egy másik bolygó, mint a feltételezett Theia kialakulásához. "Azonban Belbruno és Gott számítógépes modelljei azt jelzik, hogy a Theia elég naggyá fejlődhetett a Hold létrehozásához, ha az L4 vagy L5 régióban alakult ki, ahol az erők kiegyenlítődése elegendő anyagot halmozhatott fel" - magyarázta Kaiser.

A STEREO szondákat úgy tervezték meg, hogy háromdimenziós nézetben jelenítsék meg az űridőjárást, azáltal hogy a Napot két nézőpontból szemlélik, majd - akárcsak a két szemünk - kombinálják a két kamera képeit. A STEREO "A" valamivel a Föld előtt halad, átszelve az L4-et, míg a STEREO "B" egy kicsivel a Föld mögött repül, áthaladva az L5-ön. A két zóna végig a küldetés látómezőjében lesz, mivel ezeken keresztül figyeli a Napot a páros. Az áthaladás után a műszerek visszafordulnak, hogy a Nap ne kerüljön ki a látómezejükből. Bár az L4 és L5 matematikailag csupán pontok, a hatósugaruk hatalmas. Egy-egy zóna körülbelül 80 millió kilométer hosszú a Föld pályája mentén és 16 millió kilométer széles a Nap irányába, tehát több hónapig tart majd a szondáknak az áthaladás, amire az őszi hónapokban kerül sor.

"Az L4 vagy az L5 kiváló hely az űridőjárás megfigyelésére. Azáltal hogy a Napot és a Földet is látjuk, nyomon tudjuk követni a napviharokat és megfigyelhetjük kibontakozásukat amint a Föld felé haladnak. Ezen túl, mivel a Nap azon részeit is látjuk, amik a Földről nem észlelhetők, néhány nappal hamarabb észlelhetjük, ha a Nap felszínének viharos területei a Föld felé irányulnának" - mondta Kaiser.