Szó szerint szakad a gyémánt az égből a Naprendszer hátsó felében

További Ma Is Tanultam Valamit cikkek

Bár kevesen tudják, nem a Szaturnusz az egyetlen bolygó, ami gyűrűkkel rendelkezik – ide sorolható ugyanis az Uránusz, a kék gázóriás is, amit nem kevesebb, mint 13 gyűrű vesz körbe. Igaz, ezek látványa meg sem közelíti a Szaturnuszét, hiszen sokkal halványabbak, azonban ettől függetlenül ott vannak – ahogy az a 28 kisebb méretű hold is, amelyek nap mint nap a bolygó körül keringenek. Az Index cikksorozatában lépésről lépésre járjuk végig a Naprendszer bolygóit, hogy egy helyre gyűjtsük össze egy adott planéta különlegességeit – a világegyetem ugyanis rengeteg érdekességet tartogat magában; ez ráadásul az Uránuszra halmozottan igaz.

Fotó: Németh Emília / Index

Sorozatunk végéhez közeledve már a Naprendszer hátsó, vagy ha úgy tetszik külső régióiban járunk – képzeletbeli űrhajónk ezúttal a csillagtól számított hetedik bolygó környékén próbál biztonságos pozíciót keresni, ahonnan közelebbről is megvizsgálhatjuk a „jeges” planétát. Gázóriás lévén a Jupiterhez és a Szaturnuszhoz hasonlóan az Uránusz sem rendelkezik szilárd felszínnel; legalábbis olyannal nem, mint amilyenekkel a négy Föld-típusú bolygó. Légköre javarészt héliumból, hidrogénből és metánból áll, néhol egy kis vízzel és ammóniával megspékelve – erről azonban majd később.

Az Uránusz egyik legnagyobb különlegessége, hogy a Naprendszer egyéb bolygóihoz viszonyítva (a Vénuszt leszámítva) ellentétes irányba forog – emellett azonban még dőlésszöge is több mint 90 fokos, tehát Nap körüli keringése egy búgócsigával ellentétben leginkább egy körbe-körbe guruló labdára hasonlít. Érdekesség, hogy 1781-ben William Herschel német–angol zeneszerző és csillagász először III. György király után Georgium Sidusnak próbálta elnevezni felfedezését, ez azonban nem jött össze neki, helyette Johann Bode javaslatára Uránuszról, az ég görög istenéről nevezték el a planétát.

Sötét és szeles

Az Uránusz egyenlítői átmérője 51 118 kilométer, így négyszer szélesebb, mint a Föld. Naptól számított átlagos távolsága 2,9 milliárd kilométer, azaz az Uránusz körülbelül 19 csillagászati egységre található a Naprendszer közepén pihenő csillagtól – ebből a távolságból ráadásul már 2 órába és 40 percbe kerül a fénynek, hogy elérje a bolygót. A nagy távolság emellett egyet jelent a rendkívül lassú keringési idővel is. Egy nap az Uránuszon ugyan csak 17 földi órának felel meg, egy év azonban már 30 687 napnak, vagy egyszerűsítve 87 földi évnek. Kialakulása nagyjából 4,5 milliárd évvel ezelőttre, tehát a Naprendszer többi bolygójával egy időre tehető; jelenlegi helyét azonban vélhetően csak jóval később foglalhatta el. Egyes teóriák szerint az Uránusz nem sokkal keletkezése után egy másik bolygóval ütközhetett össze,

ennek okán lökődött ki a Naprendszer külső részébe, és alakult ki nem hétköznapi dőlésszöggel rendelkező forgástengelye is.

Ahogy említettük, a planétát javarészt a Jupiterhez és a Szaturnuszhoz hasonlóan hidrogén (kb. 83 százalék) és hélium (kb. 15 százalék) alkotja, mellettük azonban körülbelül két százalék metán is található a légkörben, amely az atmoszféra felső részén elnyeli a vörös fényt, emiatt láthatjuk a bolygót halvány kékeszöld színűnek. A planétát több rétegnyi, egymástól elkülönülő felhőzet borítja, ezért a napfény a belső rétegekbe már nem jut el – így teljes sötétség uralkodik a bolygó belsejében, az egyedüli fényforrást a villámok jelentik; az Uránuszon ugyanis heves viharok és rendkívül erős szelek uralkodnak, amik egyes esetekben akár az óránkénti 900 kilométeres sebességet is elérhetik. Azonban nem ez az egyetlen dolog, ami a bolygó belső rétegeiben történik.

Szakad a gyémánt az égből

Az extrém hőmérsékletnek – ami egyes helyeken mínusz 224 Celsius-fok, máshol 4982 Celsius-fok –, a brutális légköri nyomásnak és az atmoszféra építőelemei miatt az élet jelenléte a csillagászok és a tudósok jelenlegi álláspontja szerint teljességgel kizárt az Uránuszon; az extrém körülményeknek azonban van egy előnye is, amit mi, emberek ugyan nem tudunk kiélvezni, ettől függetlenül azonban még ámulatba ejtő jelenségnek számít; egyes feltételezések szerint ugyanis az Uránuszon és a Neptunuszon is gyémánt hullhat az égből. Bár ez elsőre teljességgel lehetetlennek tűnhet, jobban belegondolva annyira nem is természetfeletti, ami a bolygókon történik – ahhoz azonban, hogy ezt megértsük, érdemes néhány fogalmat tisztázni.

Az Uránuszt és a Neptunuszt a csillagászok sokszor Naprendszerünk „jégóriásainak” nevezik, mivel két külső rétegük hidrogént és héliumot tartalmazó vegyületekből áll. A csillagászati szlengben a „jég” a könnyű elemek minden olyan vegyületére utal, amely hidrogént tartalmaz, így a bolygókat a víz (H2O), az ammónia (NH3) és a metán (CH4) teszi „jegessé” – függetlenül attól, hogy milyen hőmérséklet uralkodik rajtuk.

Az Uránuszon például a 3000 kilométer vastag hidrogén-hélium légkör alatt 17 500 kilométer vastag „jégréteg” húzódik. A szimulációk szerint a gravitáció ebben a középső rétegben a „jeget” brutális sűrűségűre tömöríti, a belső hő pedig több ezer Kelvinre is emelkedhet. A magas hőmérséklet mellé érkezik még a földi légkörnél több mint egymilliószor nagyobb nyomás, ami forró, sűrű folyadékká préseli az úgynevezett jegeket – tehát a hidrogént tartalmazó vegyületeket. Ilyen hő és nyomás alatt az ammónia és a metán kémiailag reaktív lesz, amelynek következtében viselkedésük – ahogy a tudósok fogalmaznak – egzotikussá válik, beleértve ebbe a gyémántképződést is.

Laboratóriumban már bizonyították

A gyémánteső ötletét Marvin Ross, a Lawrence Livermore Nemzeti Laboratórium munkatársa mutatta be először a Nature 1981-es, „The Ice Layer of Uranus and Neptune – Diamonds in the Sky?” című cikkében. Azt feltételezte, hogy a szénhidrogének, például a metán szén- és hidrogénatomjai extrém nyomáson és magas hőmérsékleten szétválnak a jégóriások belsejében. Az elszigetelt szénatomok klaszterei ezután gyémántszerkezetté préselődnének össze, ami ilyen körülmények között a szén legstabilabb formája.

Fontos megjegyezni, hogy az elméletet igazolni egyelőre nem tudtuk, az Uránuszt egyedül csak a Voyager–2 űrszonda közelítette meg 1986-ban, laboratóriumi körülmények között azonban már sikerült reprodukálni, hogy mi is játszódhat le az Uránuszon és a Neptunuszon; így amennyiben ezt vesszük alapul, úgy szinte biztosan állíthatjuk, hogy tényleg gyémánt hullhat az „égből” a két bolygón. Képzeletbeli űrhajónk ezennel pedig tovább is indult utolsó állomása felé, ami elméletben ugyan a szomszédban van, a valóságban viszont extrém távokat kell még bejárnia – az Uránusz és Neptunusz közötti átlagos távolság ugyanis több mint tíz csillagközi egység, azaz körülbelül 1 milliárd 622 millió 600 ezer kilométer.