2010.10.11. - Felfedezhetők lesznek a távoli világok vulkánjai

A következő nagy űrtávcső, a James Webb Space Telescope érzékenysége elég lesz ahhoz, hogy más naprendszerek bolygóin is ki lehessen mutatni erős vulkáni aktivitás jeleit.

Három évvel ezelőtt a Hubble és a Spitzer űrteleszkópok mérései alapján először sikerült más csillagok körül keringő bolygók légköri alkotóelemeit azonosítani. A vizsgált exobolygók légköréről felvett - eleinte csak közvetett módon, de azóta már közvetlenül is detektált - színképfelvételek segítségével többek között metánt, nátriumot, oxigént, sőt, szén-dioxidot és vízgőzt is sikerült már kimutatni. A szakemberek rengeteg modellspektrumot is készítenek, melyek segítenek a felvett színképek értelmezésében. Az optimista kutatók szerint ezekkel a módszerekkel hamarosan kimutatható lesz, hogy egy távoli kőzetbolygón zajlik-e felhőképződés, vagy rendelkezik-e számottevő növénytakaróval, a legújabb vizsgálatok szerint pedig a közeljövőben akár az exoplanéták vulkáni aktivitásáról is szerezhetünk információkat.

Lisa Kaltenegger (Harvard-Smithsonian Centre for Astrophysics) és munkatársai modellszámításai szerint a Hubble utódjának szánt James Webb Űrteleszkóp már kellő érzékenységgel bír majd ahhoz, hogy mérései révén kimutassák az exoplanéták légkörébe kerülő, vulkáni eredetű gázokat, elsősorban a kén-dioxidot. A kutatók az elméleti vizsgálatokhoz a Pinatubo vulkán 1991-es kitörésének légköri hatásait használták fel. A 19 évvel ezelőtti esemény hatására mintegy 17 millió tonnányi kén-dioxid került Földünk atmoszférájába, ami ugyan hatalmas mennyiségnek hangzik, de a modellek szerint ennek legalább tízszerese szükséges, hogy jelenlétét egy távoli bolygón detektálni lehessen. Ekkora vulkánkitörés a történeti feljegyzések szerint csak egyszer, 1845-ben történt a Földön, ekkor az Indonéz-szigeteken lévő Tambora-vulkán lövellt ki magából rengeteg lávát és füstöt.

Fantáziarajz egy távoli világ gázóriása körül keringő hold felszínén zajló aktív vulkáni tevékenységről.
[Wade Henning]

Bár az előbbiek azt sugallják, hogy ilyen erős vulkánkitörés csak ritkán történik, tudjuk, hogy a fiatal Földön jóval erősebb volt a vulkáni aktivitás, mint napjainkban, tehát érdemes a fiatalabb planétákat vizsgálni. A vulkáni tevékenységet továbbá az is erősíti, ha a bolygó intenzív árapályerő-hatásoknak van kitéve, ekkor ugyanis a kéregmozgások jóval nagyobb mértékűek. Naprendszerünkben erre a Jupiter egyik holdja, az Io szolgál példával, melyen már több alkalommal sikerült közvetlenül megfigyelni vulkanikus eredetű erupciókat. A detektálások sikerének esélyét további két dolog is növeli: az egyik, hogy az atmoszférába jutó kén-dioxid sokáig, hetekig, hónapokig megmarad a légkörben; a másik pedig az, hogy ha egy bolygó esetében egyszer sikerül kimutatni a vulkanikus aktivitás jeleit, akkor azon a planétán a későbbiekben valószínűleg újabb kitörések is várhatóak. A szakemberek bíznak előrejelzéseik helyességében, és hogy néhány éven belül sikerülhet az első "exovulkánok" közvetett felfedezése.

Az eredményeket részletező szakcikk az Astrophysical Journal c. folyóiratban fog megjelenni.

Forrás:

• Astronomy Now Online 2010.09.09.