Új módszerrel mérték meg a Föld tömegét

Spanyol kutatók új módszert találtak a Föld belsejének vizsgálatához, és meg is mérték vele a bolygó tömegét – írja a Csillagaszat.hu a Live Science cikke nyomán.

Annak ellenére, hogy a Földön élünk, nem tudjuk pontosan, hogy a bolygónk milyen nehéz, illetve hogyan oszlik el a tömege, csak becsléseink vannak róla. A Caltech kutatóinak számításai szerint bolygónk körülbelül 5,974 kvadrillió kilogrammot nyom (ez 5,974 után 24 darab nulla) egy földszerű gravitációs mezőben. Ez az érték a Föld gravitációján alapuló indirekt számításból származik. A kutatók a tömeg eloszlását is megpróbálták meghatározni annak alapján, hogyan haladnak rajta keresztül különféle szeizmikus hullámok, de ezek az eredmények nem túl pontosak.

A spanyolországi Instituto de Física Corpuscular (IFIC) kutatói most alternatív módszerrel álltak elő: az űrből érkező ultrakönnyű részecskék, a neutrínók észlelésére tervezett detektor méréseit használták fel a bolygónk belsejének vizsgálatára.

A Nature Physics szaklapban megjelent tanulmányhoz a kutatók az Antarktiszon állomásozó hatalmas IceCube Neutrino Observatory adatait használták fel, hogy megbecsüljék a Föld tömegét és tömegeloszlását. Az IceCube bármilyen irányból érkező szellemrészecskéket, azaz neutrínókat képes észlelni, beleértve azokat is, amelyek a Föld belsejéből jönnek.

A neutrínók hihetetlenül gyengén kölcsönható részecskék, így a legtöbb anyagon detektálás nélkül keresztül tudnak haladni. De amikor valamilyen nehéz, sűrű objektumon haladnak át, mint a Föld, némelyikük idővel ütközni fog és eltűnik. Főleg a gyakrabban ütköző nagy energiájú neutrínók, amelyek ritkábban képesek keresztülhaladni a bolygónkon.

A Földön mégis átjutó neutrínók mérési adataiból a kutatók képesek voltak visszaszámolni, hogy mennyi neutrínó nem jött át bolygónk belsején. Innen pedig elég jól meg tudták becsülni, mennyi tömeg és hol állhatta útjukat.

Gyakorlatilag a Föld neutrínóárnyékából határozták meg bolygónk tömegét.

A módszer pedig egészen jól működik. A kutatók hasonló eredményre jutottak, körülbelül 6 kvadrillió kilogramm értékre, a Föld magjának tömegét pedig 2,72 kvadrillió kilogramm tömegűnek becsülték. Ez a bolygó teljes tömegének 45 százaléka, jóval magasabb érték, mint a szeizmikus mérésekből kapott 33 százalékos becslés.

A publikációt kísérő véleménycikkében Véronique Van Elewyck, a párizsi Diderot Egyetem asztrofizikusa – aki nem vett részt a kutatásban – azt írta, a tanulmány az új módszer jó bizonyítéka, és 10-15 éven belül valószínűleg ezzel a számítási módszerrel fogják vizsgálni a Föld belső szerkezetét. Ugyanakkor a most megjelent publikáció inkább azt mutatja be, hogy a módszer működik, nem pedig konkrét információkat a bolygónk belsejéről – írta. Szerinte ahhoz, hogy hasznos számításokat lehessen végezni, jóval több adatra van szükség az IceCube, illetve más, még építés alatt álló detektorok méréseiből.