Élet és Tudomány, 1987. július-december (42. évfolyam, 27-52. szám)
1987-10-09 / 41. szám
köd is. Tejútrendszerünk alakja leginkább a lencsére hasonlít; benne mintegy százmilliárdnyi csillag található. E lencse átmérője jó 100 000 fényév, a vastagsága ennek nagyjában a tizedrésze. Napunk a Tejútrendszer peremvidékén, a középponttól a peremig vezető útnak mintegy a kétharmadánál helyezkedik el. Tejútrendszerünknek két spirálkarja van. Ma már azt is tudjuk, hogy az egész Tejútrendszer lassan forog a tengelye körül. Például a Nap körülbelül 250 millió év alatt tesz meg egy fordulatot. A belsőbb csillagoknak ehhez kevesebb, a külsőbbeknek pedig több időre van szükségük. De mi tartja együtt a spirálkarokban a csillagokat? — Feleletünk alighanem meglepő lesz: semmi! A karok mintegy spirálszerűen görbült küllőkiként forognak körbe, közben azonban bennük maguk az egyes csillagok folyamatosan cserélődnek: a középponttól távolabb levő csillagok elmaradnak a karoktól, a középpont közelében levők ellenben időről időre utolérik a spirálkarokat, majd túlhaladnak rajtuk. Van azonban egy olyan tartomány — ez az úgynevezett korotációs kör —, ahol a csillagok sebessége megegyezik a karokéval: az ebben levő csillagok mindig a spirálkarokban maradnak. Napunk és bolygórendszere e korotációs körnek a közelében keletkezett. Ez pedig — mint láttuk — minden, a Tejútrendszerhez hasonló csillagrendszerben egyedülálló, tehát különleges, kiemelkedő hely: olyan övezet, amely a csillagrendszer spirálkarjaival együtt — szinkronban — forog. Ezért a csillagok keletkezésének a feltételei is különlegesek ebben az övezetben. A spirálkarokban — hiszen épp ezért látjuk őket! — a csillagok sűrűsége nagyobb, mint a Tejútrendszer más vidékein. De szóltunk már arról is, hogy e karok népessége állandóan változik: semmiféle „erő” sem tartja össze az itt levő csillagokat. Ilyenformán pedig a nagyobb sűrűségnek csak egyetlen oka lehet: a spirálkarokban gyakrabban, nagyobb számban keletkeznek csillagok, mint a köztük levő térrészben! Véletlen egybeesés? Naprendszerünk pályája meglehetősen közel van a Tejútrendszer korotációs köréhez. A Nap és bolygórendszere a keletkezése idején pedig éppen az egyik spirálkarban tartózkodott. S mivel a Nap, a Föld és az értelmes élet éppen ilyen különleges körülmények között jött létre, reménykedhetünk abban, hogy mind a mi Tejútrendszerünkben, mind más galaktikákban is éppen a korotációs körök azok a helyek, amelyeknek a közelében a hozzánk hasonló lényeket keresnünk kell! Persze az egybeesés lehet véletlen is. De ha nem az, akkor új lehetőség kínálkozik a Földön kívüli civilizációk keresésére. Ezek az eszmék nyertek teret L. M. Muhin, L. Sz. Marocsnyik szovjet, és Balázs Béla magyar csillagászok munkáiban, ők a Földön kívüli élet kutatását csillagászati szempontból igyekezték megalapozni, s így ötlöttek a szemükbe a Naprendszer létezésének különleges körülményei a Tejútrendszerben. A csillagok csillagközi gázból képződnek. Ez a gáz, miközben együtt forog a galaktika korongjával, befolyik a spirálkarokba, amelyeknek a szögsebessége mindenütt — a korotációs kört kivéve — különbözik a differenciáltan forgó korong szögsebességétől. A spirálkarok gravitációs mezejében a csillagközi gáz felgyorsul. Fellép az a jelenség, amit galaktikus ütközési (illetőleg lökés-) hullámnak neveznek: a karok belső szélén az összenyomott gázból spirális réteg képződik — ebben születnek a csillagok. Minél nagyobb a csillagközi gáz és a spirálkarok viszonylagos sebessége, annál erősebb a galaktikuslökéshullám, annál erősebben nyomódik össze a gáz. És minél erősebben van összenyomva a gáz, annál erőteljesebben folyik benne a csillagképződés. A korotációs övezetben viszont — amely valójában egy keskeny gyűrű, egy tórusz, amelynek a vastagsága mintegy 250 parszeka, s középvonala a korotációs kör — a spirálkarok majdnem szinkronban forognak a csillagközi gázzal, viszonylagos elmozdulás alig van, így lökéshullám sem képződik. Épp ezért a csillagok keletkezése itt ritkábban következik be, mint a korotációs övezeten kívül. Az élet keletkezésének és fejlődésének csillagászati feltételei a korotációs övezetben (tehát nem magán a körön, hanem annak említett környezetében!) a legkedvezőbbek. Próbáljuk meg végiggondolni, hogy miért ésszerű ez a föltevés! Már szóltunk arról, hogy maguk a spirálkarok mintegy a csillagok „szülőotthonai”: ott keletkeznek a csillagok, s a sűrűségük is jóval nagyobb a karokban, mint a köztük levő térrészben. Ebből következik, hogy a spirálkarokban a csillagok egymástól valló távolsága kisebb, a szupernóva-robbanások pedig sokkal gyakoribbak, mint a karok közötti térrészben. Egy közeli szupernóva felrobbanása elpusztíthatja a fejlődő életet. Egy olyan csillag esetleges bolygóin tehát, amely éppen a korotációs körön mozog egy karban, nincsenek meg az élet zavartalan fejlődésének feltételei. Ugyanezt mondhatjuk a csillagrendszer középpontjához nagyon közel keringő csillagokról is: ezek túlságosan gyakran kerülnek be a spirálkarokba, s ugyanúgy ki vannak téve a szupernóva-robbanások gyakran ismétlődő pusztító hatásának. Vegyünk most szemügyre egy olyan csillagot, amely a középponttól nagyon távol kering. Ez nagyon ritkán jut be a spirálkarokba, tehát ritkán éri pusztító hatás. Ez egyrészt kedvező, másrészt mégis kedvezőtlen reá nézve. Tudjuk ugyanis, hogy a nehezebb, magasabb rendszámú elemek csakis szupernóvarobbanásokban keletkezhetnek. Az élő anyag szerveződésében pedig ilyenekre is szükség van: a keletkező bolygórendszernek tehát át kell haladnia egy olyan övezeten, ahol ezekre a nehezebb elemekre szert tehet. A nagyon távol keringő csillagokkal ez ritkán történik meg. Galaktikus életövek A legbiztatóbb lehetőség ezek után az „arany középút”. A korotációs övezet csillagai megfelelő gyakorisággal jutnak be a spirálkarokba ahhoz, hogy ott a csillagok és a bolygórendszerek kialakulásához szükséges ösztönző lökéshullámokat és a nagyobb rendszámú szennyező elemeket megkapják, másrészt elegendően hosszú időt töltenek el a karok között ahhoz, hogy eközben bolygóikon az élet zavartalanul fejlődhessen. Mindez megengedi azt a föltevést, hogy az életformái és a miénkhez hasonló típusú civilizációk csak az úgynevezett galaktikus „életévek”-ben — a korotációs körgyűrűkben — keletkezhetnek. Persze ma még mindez csak munkahipotézis. A Nap bolygórendszerével együtt jelenleg a Perseus és a Nyilas spirálkarjai között helyezkedik el, s lassan halad a Perseus karja felé. Különösen fontos, hogy a Naprendszer eddigi élettartama (4,6 X 109 év) nagyságrendjében megegyezik azzal az idővel, amelyet a két spirálkar közötti térségben tölt el (7,8X 109 év). A galaktikus ütközési hullámban azonban új csillagok születése kezdődik, olyanoké is, amelyek hasonlítanak a Napra, meg nagy tömegű II. típusú szupernóváké is. Az ezek felrobbanása közben keletkező kemény sugárzás elpusztíthatja civilizációnkat, miközben Naprendszerünk bekerül majd a Perseus spirálkarjába. Úgy látszik, hogy ez a sors vár a korotációs körgyűrűben keletkező más civilizációkra is. Ezért a hozzánk hasonló civilizációk teljes élettartama az az időtartam lehet, amely alatt azok az egyik spirálkartól eljutnak a másikig. Eközben föl kell tennünk, hogy vannak olyan civilizációk, amely még nem jutottak el a mi fejlődésünk fokára, s olyanok is, amelyek már túljutottak rajta. Felhasználva néhány csillagászati adatot, így megbecsülhetjük azt az időt, amely a mi civilizációnknak még hátravan valószínű elpusztulásáig. Ez ugyan évmilliárdokban mérhető, mégsincs ok a derűlátásra. Hiszen nagyon nehéz előrejelzést készíteni az emberiség jövőjéről, amely egyrészt megsemmisítheti saját magát egy globális háború tüzében, másrészt még feltalálhat valami hatékony védekezőeszközt a természetes eredetű, de pusztító sugárzás ellen... Tamara Breusz (A SZUTA Űrkutatási Intézete)