Népszabadság, 1994. december (52. évfolyam, 282-307. szám)

1994-12-17 / 296. szám

32 népszabadság Ulysses belesett a Nap szoknyája alá! Magyar kutatók dolgozzák fel a rendhagyó űrszonda adatait A közelmúltban rendhagyó és szeren­csére sikeres vállalkozást hajtott vég­re egy űrszonda. Az Ulysses nevet vi­selő űreszköz szeptember közepén ugyanis 345 millió kilométer távolság­ból figyelte meg a Nap déli pólusának közelében végbemenő fizikai folyama­tokat. Ez persze még nem lenne külön­leges teljesítmény. Az űrkutatás törté­netében azonban ezt megelőzően vala­mennyi űreszköz a Föld (és a bolygók) keringése által meghatározott síkban, az úgynevezett ekliptikában mozgott. Most viszont az Ulysses kilépett ebből a síkból, és „alulról” szemlélte meg a Napot. Az amerikai űrkutatási hivatal ezt a különleges szondát 1990 októberé­ben indította útjára a Discovery űr­repülőgép fedélzetéről. A nagy akció­hoz, az ekliptika síkjából való kitérí­téséhez ötletes módon a Jupiter boly­gó hatalmas gravitációs terét hasz­nálták fel. Azóta az Ulysses bolygó­ként kering a Nap körül, keringési síkja pedig nagyjából merőleges a Föld és a többi bolygó keringési sík­jára. A műholdat az amerikai NASA és az európai ESA űrügynökségek építették, s felbocsátását 1986-ra ter­vezték a Challenger űrrepülővel, de ez az emlékezetes katasztrófa miatt elmaradt. A tudományos műszerek tervezésében és megépítésében tizen­két ország ötven intézetének több mint száz tudósa vett részt. A fedél­zeti berendezések a kis energiájú ionokról és elektronokról, a nagy energiájú részecskékről és a semleges gázokról, valamint a kozmikus porról és a napszél ionösszetételéről gyűjte­nek adatokat, figyelik a Nap rönt­gensugárzását és a kozmikus gamma­­sugár-felvillanásokat, mérik az űrbé­li sugárzás és a Napból eredő részecs­kék összetételét, végül vizsgálják a rádió- és a plazmahullámokat, vala­mint a mágneses teret. A Ulysses a Naphoz vezető bonyo­lult pályáján a Jupiter mellett suhant el, méghozzá olyan gyorsan, amilyen­re ember készítette tárgy soha nem volt még képes. Eközben megállapí­totta, hogy az óriás bolygó magne­­toszférája a korábban mértekhez ké­pest jelentősen megnőtt, amiben ma még nem ismert tényezők is szerepet játszanak. A Jupiter egyik nagy hold­ja, az Io közelében ugyanakkor a szonda a korábbi vulkánkitörésekből összeállt, kén- és nátriumtartalmú gyűrű sűrűségének lényeges csökke­nését tapasztalta, ami valószínűleg a holdon lévő kisebb vulkáni aktivitás következménye. Más űreszköznek ennyi program is elég lett volna, de a trójai háború után kalandos utat be­járt görög Odüsszeusz nevét viselő szonda útjának igazán érdekes részei csak ezután kezdődtek. Ahogy gyűlnek az ismeretek a földi életet meghatározó Napról, egyre összetettebb, bonyolultabb kép ala­kul ki, és minden új ismeret új kérdé­seket is felvet. Az már jól ismert, hogy a Nap különböző tulajdonságai nem gömbszimmetrikusak, nem azo­nosak mindenütt a gömbön, ezért vizsgálni kell a jelenségek térbeli eloszlását. Az Ulysses adatai mind újdonságok, hiszen eddig csak közve­tett információink lehettek erről a térrészről. Különböző modellek is születtek, amelyek alapján előre je­lezték a várható tulajdonságokat, ám most mód nyílt ezek első ellenőrzésé­re. A lényeg egyetlen mondatban: sok minden másképp működik, mint gon­doltuk, de egyes előrejelzések, köztük magyar fizikusok eredményei is, be­igazolódtak. A bolygóközi térben végzett méré­sekből régóta ismeretes, hogy a Nap külső rétegéből, a koronából kilépő, főként elektronokból és protonokból álló részecskék árama, a napszél köz­vetítésével a bolygóközi térbe kiter­jedő mágneses mező különböző tarto­mányokra, szektorokra oszlik. Az el­térő mágneses polaritású tartomá­nyokat semleges zóna választja el, ennek térbeli alakjára eddig csak kö­vetkeztetni lehetett. A Nobel-díjas plazmafizikus, Alfvén a semleges el­­választó réteget alakja miatt a baleri­na szoknyájához hasonlította, amely együtt forog viselőjével, a Nappal. Az Ulysses most az ekliptika síkjából ki­lépve belesett a szoknya alá... A szonda fedélzetén működő, mág­neses teret mérő műszereket a londo­ni Imperial College-ban tervezték és építették. A program vezetője, a ma­gyar származású André Balogh a be­érkező adatok feldolgozását is vezeti. Erdős Géza kandidátus, a KFKI Ré­szecske- és Magfizikai Kutató Intéze­tének főmunkatársa pedig londoni munkatársaival a bolygóközi tér szerkezetének a Nap 11 éves ciklusá­val összefüggő változásait elemzi. (A Napon 11 évenként megfordul a mág­neses tér polaritása, az északi és a dé­li mágneses pólus felcserélődik, s ez­zel a ciklussal függ össze a napfoltok intenzitásának 11 éves váltakozása is.) Az Ulysses adatai alapján megál­lapították, hogy 1992 júniusában a Nap egyenlítői forgásához képest le­lassult a semleges elválasztó réteg mozgása, a szoknya lassabban forog, mint a viselője. Korábban, a fellövés­től 1992 nyaráig még együtt forogtak, az Ulysses ráadásul a Napnál a déli szélesség 30. fokának környékén a szektorszerkezet eltűnését észlelte, ami a periodikus változás alapján a vártnál fél évvel korábban követke­zett be. A semleges réteg, a szoknya pedig kevésbé hullámos, mint ahogy azt a napfelszín teréből várták, a szoknyát tehát ferdén, az ekliptika síkja felé hajolva viseli a Nap. A napszél a Nap legkülső rétegéből, a koronából lép ki. A csillagászok jól ismerik, hogy kétféle „szél fúj”, egy gyors és egy lassú. A lassú szél az ek­liptika síkjában, másodpercenként körülbelül 400 kilométeres sebesség­gel terjed. A gyors szél ugyanakkor az úgynevezett koronalyukakból ered, ezek alacsonyabb, mintegy egy­millió Kelvin-fok hőmérsékletű terü­letek, amelyek röntgensugárzása is kevésbé intenzív, mint a korona más részeié. A várakozások szerint a gyors szél a Nap pólusai közelében lép fel, más tulajdonságú, mint az egyebütt kilépő részecskeáramlás. A mágneses tér egyes tulajdonságainak a pólusok környékén való eltérő vi­selkedését már tíz évvel ezelőtt jelez­te modellszámításai alapján Kóta Jó­zsef, aki a a Részecske- és Magfizikai Kutató Intézet, valamint az amerikai Arizonai Egyetem munkatársa. Elő­rejelzése azon kevesek közé tartozik, amelyeket az Ulysses friss mérései igazoltak. Az adatok szerint a napko­rona a pólusoknál lényegesen hűvö­sebb, mint az egyenlítői vidékeken, s más a kilépő napszél összetétele is. Általában héliumnál nehezebb ele­mekben gazdagabb, s több nehezen ionizálható oxigént tartalmaz, mint a lassú szél. A gyors szélben új jelensé­get is felfedezett az Ulysses, ez pedig a nagy gázbuborékok kilövellése. A pólusok közelében ezek a buborékok a napszéllel együtt, vele azonos se­bességgel haladnak, miközben nagy belső nyomásuk miatt gyorsan kitá­gulnak. Ez a folyamat lökéshullámo­kat kelt, egyet a Nap felé és egyet at­tól távolodva. Ezeket a nagy kitöré­seket korábban egyértelműen kap­csolatba hozták a Földön észlelt ha­talmas mágneses viharokkal. A Nap­ból a Földre átterjedt mágneses viha­rok okozták egyes nagy áram-előállí­tó rendszerek hirtelen összeomlását, s zavarták meg a mesterséges holdak működését, így tulajdonságaik felde­rítése, a jelenségek megértése azon­nali és közvetlen haszonnal is jár. A szakértők arra számítottak, hogy a pólus közelében a mágneses tér egy rúdmágnes teréhez hasonlóan dipó­lus jellegű, tehát egyértelmű déli pó­lusa is. Ezt az elképzelést földi megfi­gyelések alapján a színképvonalak­nak a mágneses tér hatására történő felhasadásából következtették ki. Ezzel szemben az Ulysses egy megle­hetősen egyenletes teret észlelt, nem figyelt meg mágnesestér-koncentrá­­ciót, ami egy dipólusnál elengedhe­tetlen lenne. Újra kell gondolni az egészet! Az Ulysses-misszió ötletének fel­merülése óta sokakat foglalkoztatott, hogy a Nap pólusainál várhatóan sok­kal több kozmikus részecske lesz majd megfigyelhető, mint egyebütt. (A feltételezések szerint a nagy ener­giájú részecskék szupernóva-robba­násokban keletkeznek, s mozognak a galaxisokban és az intergalaktikus térben.) Úgy gondolták ugyanis, hogy a Nap pólusainál a kevésbé zavart mágneses tér miatt a mágneses erővo­nalak mentén mozgó töltött részecs­kék könnyebben juthatnak el a belső helioszférába, a Nap közelébe. Az Ulysses legfrissebb adatai szerint a déli pólus közelében a kozmikus su­gárzás közel kétszer erősebb, mint az egyenlítői tartományokban, de még ez is sokkal kevesebb, mint a várt, tízes nagyságrendű eltérés. Újabb rejtély, ami bizonyára kapcsolatban van az előzővel, a déli pólusnál megfigyelt, a várttól eltérő mágneses térrel. Eközben az Ulysses fáradhatatla­nul gyűjti az adatokat és továbbítja a Földre. Lassan ismét az egyenlítői tartományokhoz közeledik. A jövő év közepén halad el az északi pólus kö­zelében. Vajon mennyiben egyeznek majd meg az északon megfigyelhető jelenségek a délen tapasztaltakkal? Az eltérések egyik oka nyilván az lesz, hogy a mérések a 11 éves nap­ciklus másik pontjára esnek. A Nap mágneses pólusainak következő át­fordulása 2000-2001-ben várható, ekkor észak helyet cserél déllel. Ma még nem biztos, hogy az Ulysses tu­dósíthat majd erről az eseményről. Műszakilag persze minden bizonnyal képes lenne rá, egyelőre azonban a földi program 1996 utáni folytatásá­ra sincs pénz. Jéki László A Jupiter gravitációs tere által az ekliptika síkjából kitérített űrszonda most alulról szemléli a Napot Futó találkozás a 110. elemmel A Darmstadtban működő nehézion­ciklotron mellett dolgozó kutatók be­jelentése szerint világunkban néhány ezred másodpercre megjelent egy új elem. Az egyelőre névtelen, 269 tö­megszámú, 100. elemet akkor észlel­ték, amikor a gyorsítóban nikkelato­mokkal bombáztak ólomatomokat. A Peter Armbruster német fizikus által vezetett nemzetközi csapatban a hely­beliek mellett orosz, szlovák és finn kutatók is dolgoznak. Képzett „elem­vadászoknak” tekinthetők, hiszen már korábban, a nyolcvanas évek ele­jén itt fedezték fel a 107., a 108. és a 109. elemet is. A darmstadti részecskegyorsító egyike­ a világ élvonalában álló három - új elemek felfedezésére alkalmas - részecskegyorsítónak. A másik kettő az oroszországi Dubnában, illetve a kaliforniai Lawrence Berkeley labo­ratóriumban működik. Dubnái kuta­tók egyébként már 1987-ben bejelen­tették, hogy felfedezték a 110. elemet, csakhogy ezt a tudományos világ nem ismerte el. Az új elemnek igen rövid a felezési ideje (az az idő, amely alatt egy adott mennyiségben lévő atomok fele el­bomlik), azonban a kutatók nem pi­hennek babérjaikon, tovább vizsgá­lódnak még nehezebb elemek után. (New Scientist) Mint a kávéból a koffeint A koffeinmentes kávé úgy készül, hogy a kávéból úgynevezett szuper­­kritikus állapotban levő szén-dioxid­­dal kivonják a koffeint. A módszert most angol szakemberek a víz alól fel­hozott porózus anyagból készült tár­gyak károsodás nélküli víztelenítésére alkalmazták. Mivel a víz nem elegyedik a szu­perkritikus szén-dioxiddal, a kutatók a víztelenítendő tárgyat először 2,2- dimetoxi-propánba merítik. Ez az anyag úgy reagál a vízzel, hogy meta­nol és aceton keletkezik. A tárgyat ezután fagyott szén-dioxidot, száraz­jeget tartalmazó autoklávba helyezik, amelyet lassan melegíteni kezdenek. Amikor a hőmérséklet eléri a 40 Cel­­sius-fokot, a nyomás pedig a 90 bart (9 megapascalt), a szén-dioxid szuper­­kritikus állapotba kerül, vagyis a fo­lyadék- és a gázfázist nem lehet meg­különböztetni. Az autokláv aljába egy tálcán víz­mentes kalcium-kloridot helyeznek, amely megköti a szuperkritikus szén­dioxid által kiszorított acetont és me­tanolt. Mostanáig a kisebb tárgyakat elő­ször polietilén-glikolos áztatással, majd fagyasztva szárítással víztelení­tették. Ez azonban nagyon időigényes eljárás: egy 200 gramm tömegű fa­tárgy kiszárítása legalább egy hóna­pig tart. Az új eljárással ez pontosan öt napot vesz igénybe. A polietilén­­glikol ráadásul a fémeket korrodálja, s így alkalmatlan az olyan tárgyak ke­zelésére, mint, mondjuk, egy fanyelű kés, amit eddig szét kellett szedni, és a komponenseket külön vízteleníteni. A szén-dioxidos eljárásnál ez felesleges. Sajnos ez a módszer is csak kisméretű tárgyak kezelésére alkalmas, leg­alábbis olyanokéra, amelyek belefér­nek a speciális nyomásálló edénybe vagy autoklávba. (New Scientist) HÉTVÉGE, 1994. december 17., szombat Újoncok űrszéke A súlytalanságban végezhető mozdu­latokat gyakorolhatják az űrhajós „növendékek” a NASA-nál egy való­ságot imitált program segítségével. Eddig kétféle módon ismerkedhettek a súlytalansággal az asztronauták: ru­gókra felfüggesztve, illetve egy vízzel telt tartályba merülve. Mindkét mód­szernek vannak azonban hátrányai: a rugós módszer kényelmetlen, és csak részben adja a súlytalanság érzetét, míg a vízben az ember ugyan súlyta­lannak érzi magát, viszont a közegel­lenállás gátolja a mozgást. Az új módszerhez a test körvonalait követő széket és egy olyan szerkezetet használnak, amely a látszólagos való­ság érzetét kelti. A karosszékben azt az embrionális testhelyzetet utánoz­zák, amit az űrben alvó ember vesz fel, vagyis nincs olyan visszajelzés az iz­moktól, ami a gravitációra utalna. A súlytalanság érzete mellé a látszólagos valóságot utánzó felszereléssel az űr­ben lebegés látványát is adják. A ka­rosszéket mozgató mechanikát úgy tervezték meg, hogy a lehető legvaló­­sághűbben adja vissza a súlytalanság érzetét. Hidraulikát nem használhat­nak, mert a dugattyúk kemények, és nem követik elég rugalmasan az aszt­ronauták mozdulatait. Ezért „gázru­gózást” és egy lineáris motort alkal­maznak, amely csak egy mozgó alkat­részt tartalmaz. Ezzel a módszerrel kb. 0,5 g gyorsulást lehet elérni, ami több mint elég ahhoz, hogy az asztro­nautákban a mozgás érzetét keltse. A reakcióidő is sokkal rövidebb, mint a hidraulika esetében, mivel nincsenek kinyitandó szelepek, az elméleti ha­tásfok pedig eléri a 80 százalékot. A szerkezet olyan sikeresnek bizonyult, hogy feltalálója más területen is terve­zi a felhasználását. A berendezéssel lehetne ugyanis lifteket mozgatni vagy járművek felfüggesztését helyet­tesíteni. K. Z. P. A levegő nyomása is számít? Kutatásai nyomán meglepő feltétele­zésről számolt be Outake Masakazu ja­pán kutató a közelmúltban Fukuoká­­ban tartott szeizmológiai konferen­cián. Bár egyes vezető japán tudósok egyelőre fenntartással fogadják elgon­dolását, azt már elismerik, hogy az el­mélet esetleg hasznos lehet olyan ese­tekben, amikor az egyes földtani alak­zatok kritikus feszültségi állapotban vannak. Outake elemezte Japán történelmé­nek legnagyobb földrengéseit, s azt ta­lálta, hogy ezek mindegyike nyáron és ősszel következett be, amikor a légnyo­más nagyobb, mint az év többi részé­ben. Bár a nagy földrengések bekövet­keztének statisztikai valószínűsége ez esetben alig 0,1 százalék, a kutató a magas légnyomás és a nagy földrengé­sek egybeesését mégis többnek találta, mint egyszerű véletlennek. Vizsgálatait Japán dél-nyugati partvidékére korlá­tozta, ahol a tengeri kéreglemez az eu­­rázsiai kéreglemez részét képező japán szárazföld alá tolódik. Amikor a tenger alatti lemez lefelé elmozdul, magával húzza az eurázsiai lemez keleti szegé­lyét is. Ez utóbbiban rugalmas feszült­ség alakul ki, egészen addig, amíg le nem győzi a tengeri lemezzel való súr­lódási ellenállást. Ekkor az eurázsiai lemez „felugrik”, és ez okozza a föld­rengést. A japán kutató 1961-ig visszamenő­leg tanulmányozta a meteorológiai ada­tokat. Kiderült, hogy a térségben az át­lagos légnyomás mintegy ezer pascallal (10 mbar) nagyobb augusztus és feb­ruár között, mint az év többi részében. Ez azt jelenti, hogy ezekben a hónapok­ban a térségben az eurázsiai lemez min­den négyzetméterére száz kilogrammos súlytöbblet nehezedik, amely viszont nem hat a tenger alatti lemezre. Az így keletkező feszültségkülönbség pedig elegendő lehet ahhoz, hogy rengést váltson ki olyan esetben, amikor a kriti­kus hely állapota már amúgy is nagyon közel van a megbillenéshez. Outake maga is bevallja, hogy vizs­gálatai meglehetősen kevés számú ese­ten alapulnak. A továbbiakban más, kisebb földrengéseket is szemügyre akar venni, hogy megállapítsa, van-e tényleges korreláció köztük és a lég­nyomás között. Sz. Zs. A Japán alá csúszó tengeri kéreglemez magával húzza a kontinentális lemez keleti szegélyét. Az így keletkező feszültséget a légnyomás is befolyásolhatja.

Next