*
Magyar Narancs: Másfél évtizede sikerült észlelni az első, távoli csillag körül keringő exobolygót: korábban a létezésükben sem voltunk biztosak, de legalábbis a ritka jelenségek közé sorolta őket még a csillagásztársadalom többsége is - ehhez képest ma már több mint hétszázról tudunk. Mennyiben alakította át a Földön kívüli élettel kapcsolatos vélekedéseinket ismereteink rohamos bővülése?
Kiss László: Kétfelé választanám a kérdést és a rá adandó választ is. 1995-ig csupán elméletek léteztek a Naprendszeren kívüli bolygókról. Az utóbbi tizenöt év már abban a tekintetben is robbanásszerű változást hozott, hogy igazolta: a mi Tejútrendszerünkön belül a bolygók keletkezése nem holmi ritka dolog, hanem egyre inkább úgy tűnik, hogy a csillagkeletkezés egy természetes kísérőjelensége. Ahol csillag keletkezik, ott nagyon jó eséllyel bolygó is. Ezt eddig nem tudtuk, hiszen korábban egyetlen bolygórendszert ismertünk: a saját Naprendszerünket. Még azt sem tudtuk, hogy bolygónk léte csupán afféle kozmikus lottó eredménye, vagy éppen a "gyártósorról" legördülő naprendszerek egyikében élünk: most egyre inkább úgy tűnik, hogy ez utóbbiról van szó. Ez szerintem jó hír: az univerzumban számtalan bolygó található. Ugyanakkor a bolygók utáni sikeres vadászat első tíz évében a felfedezések öröme keveredett a szokásostól meghökkentően eltérő bolygók okozta meglepetéssel. Ez természetes folyománya volt annak, hogy a méréseink nem is voltak érzékenyek a tipikus naprendszeri bolygók (például Föld, Jupiter) távoli megfelelőire, de a feltárult változatosság akkor is szédítő távlatokat nyitott.
MN: Vagyis nem tudtunk olyan planetáris rendszereket érzékelni, melyek a miénkhez hasonlóan kisebb kőzet- és nagyobb gázbolygókból állnak?
KL: Igen, ugyanis a korábban alkalmazott módszerek nem elég pontosak ehhez. Arról van szó, hogy egy bolygó detektálása rendkívül precíz mérést igényel. Sokáig nem is voltunk képesek egy, a Földhöz hasonló bolygót érzékelni, és még most is csak kapargatjuk a felszínt. Jellemző, hogy habár a Jupiter jóval nagyobb, mint a Föld, ahhoz, hogy egy hozzá hasonló égitest létéről megbizonyosodjunk, huszonnégy évig kell vizsgálnunk egy távoli csillagot (annak a bolygónak Napját). Először a csillagokhoz nagyon közel keringő, nagy tömegű bolygókra leltek rá - ezek az úgynevezett forró Jupiterek. Az idő és a kutatások előrehaladtával (ahogy mind régebben végezték a méréseket) sorra potyogtak ki a valódi Jupiterek, amelyek már tíz év alatt kerülik meg a csillagukat. A Kepler-űrtávcső volt az első és mindmáig az egyetlen eszköz, mely alkalmas a Földhöz hasonló bolygó felfedezésére egy, a Napunkhoz hasonló csillag körül. Ehhez is három-négy évig kell folyamatosan és rendkívül pontosan mérni az adott csillag periodikus fényességváltozását, ha az úgynevezett fedési módszert alkalmazzuk (ilyenkor azt használják ki, hogy a bolygó néha elhalad a csillag előtt - a szerk.), hiszen egy Föld méretű planéta csak nagyon kicsi fényességváltozást okoz. A meglepetést az okozta, hogy miután a mérések egyre pontosabbak lettek, kiderült: a mi Naprendszerünk pusztán egyféle konfiguráció - az univerzumban nagyon sokféle létezik. Olyan bolygórendszereket találtunk, amelyek léte semmilyen korábbi elméletből sem következett. Csak egy példa: a mi Naprendszerünkben a bolygók szép szabályosan egy irányban mozognak: lényegében mind a Nap egyenlítőjének síkjában kering, pont abban az irányban, ahogy a Nap is forog - mint a kutyák által egy irányba hajtott birkák. Ehhez képest találtunk (a királyi többes itt a teljes csillagászközösségre vonatkozik) olyan bolygókat, melyek ellentétesen (mintegy "visszafelé") keringenek a csillagukhoz képest. Találtunk olyan bolygókat is, amelyek szinte poláris pályán kerülik meg a csillagukat - annyira megdől a pályasíkjuk, hogy szinte átmegy a csillag pólusa felett a bolygó.
MN: Ilyenkor lehet következtetni arra is, hogy hogyan alakult ki az adott planetáris rendszer - például hogy befogta-e a csillag a bolygóit?
KL: Ez az egyik lehetőség, amelyre következtetni lehet. Esetleg úgynevezett gravitációs szórási folyamatról van szó, tehát két vagy több bolygó túlságosan is megközelítette egymást a bolygórendszer fejlődése során: az egyik kirepült a rendszerből, mint a parittyakő, míg a másik nagyon furcsa pályára állt. A bolygók pályái nem istentől való stabil dolgok: a bolygók vándorolhatnak ki-be, akár a csillagukhoz képest, de az adott planetáris rendszeren belül is. Ilyenre a Naprendszeren belül is volt példa - ám korábban egy viszonylag kicsi effektusnak gondoltuk. A bolygók efféle mozgékonyságának van egy másik következménye: még ha találunk is egy olyan bolygót, amely a mérések időpontjában éppen a lakhatósági zónában keringett, nem lehetünk biztosak benne, hogy elég ideje tartózkodik-e ebben a pozícióban mondjuk ahhoz, hogy kialakulhasson rajta az élet - ahogy azt sem tudhatjuk, meddig marad ezen a helyen. Lehet, hogy csak az elmúlt kétmillió évben került oda, s hárommillió év múlva már nem találnánk ott.
MN: Úgy tudom, már most is igen ambiciózus kutatási programok folynak - például a már felfedezett bolygó légkörének kémiai összetételét próbálják tisztázni.
KL: Tudománypolitikai nézőpontból úgy fogalmazhatnánk, hogy ma az exobolygókat még nagyon könnyű "eladni" - egy pár év múlva már nem lesz ilyen szexi a téma. Ezért a következő tíz-tizenöt évben várható nagy műszerfejlesztések (szuperteleszkópok a Föld felszínén, illetve az űrben) mindegyikénél ott munkál az exobolygók témája a tudományos terv részeként. 2018-ig az ESO, az Európai Déli Obszervatórium egy 42 méteres óriástávcsövet állít fel Chilében - egy gigantikus fényvödröt, ami képes lesz arra, hogy egy exobolygós rendszerből annyi fotont gyűjtsön össze hatalmas tükre segítségével, amennyiből már le lehet választani a közvetlenül a csillagból érkező fotonokat - s ezek után még marad elég a bolygó felszínéről visszavert fényből. Adott esetben tehát fel lehet venni a bolygó színképét is. S ez lesz az érdekes, hiszen ebből tudunk következtetni arra, hogy "hoppá, akad itt egy, a fél bolygót elfedő, amazóniai típusú őserdő!" Ezek nagyon sok fényt, éppen ezért igen nagy méretű távcsöveket igénylő mérések lesznek, de mi csak megépítjük ezeket a műszereket - használni a diákjaink fogják őket.
MN: Mivel kezdetben majd kevés adat érkezik a bolygók tulajdonságairól, a lehető legvadabb hipotéziseket lehet felállítani...
KL: Ez most is zajlik. De amint egyre több konkrét, empirikus adat érkezik, ezeket a hipotéziseket már le lehet "borotválni". Amikor megjelenik egy görbülés az exobolygó spektrumán úgy négy mikronnál, akkor erre már rá lehet fogni, hogy ez víz, szén-dioxid vagy szén-monoxid. A Spitzer és a Herschel űrtávcsövek már most is alkalmasak efféle mérésekre. Az első vízdetektálás exobolygó légkörében már megtörtént pár évvel ezelőtt, de egy másik exobolygó légkörében szén-dioxidot és szén-monoxidot is találtunk. Tavaly részt vettem egy torinói konferencián, ahol az egyik széles fantáziával megáldott előadó már az exobolygó felszínén fújó erős szelekről beszélt - legalábbis ennek hatását vélte kimutatni. Ehhez képest 1997-ben, egy másik konferencián Új-Mexikóban a résztvevők fele el sem hitte, hogy léteznek ezek a bolygók.
MN: Ahogy bővül a tudásunk más bolygórendszerekről, mennyire nézünk másként saját Naprendszerünkre, mennyiben gondolunk mást a keletkezéséről, sorsáról?
KL: Korábban érteni véltük, hogyan keletkeztek a mi bolygórendszerünkben a kőzet- és a gázbolygók: az előbbiek zónájában elpárolgott a gáz és ennek nyomán kőzetbolygók maradtak hátra, míg a Naptól távolabb, alacsonyabb hőmérsékleten megmaradtak a égitestalkotó gázok, s így olyan hidrogén (és hélium) anyagú óriásbolygók keletkeztek, mint a Jupiter. Most viszont már el tudjuk azt is képzelni, hogy a Merkúr valaha egy napközeli "forró Jupiter" magja volt: igen nagy, a mi Földünknél is jóval nagyobb a sűrűsége, s az összetétele is más - elképzelhető, hogy azért, mert valaha sokkal nagyobb tömeg nehezedett rá, ami összenyomta. Ez a gázburok azután elpárolgott a Nap közelsége miatt, s visszamaradt egy "töppedt vasgolyó", ami most a Merkúr. Érdekes és konfirmálásra váró elmélet áll rendelkezésünkre annak magyarázatára, miként lehet a Földünknek ilyen nagy holdja. A Föld és a Hold átmérője ugyanis úgy aránylik egymáshoz, mint az emberi fej és ököl - csak azért nem tudjuk méretarányban bemutatni, mert egy 12 méteres kéz kéne hozzá. Az igazolandó teória szerint a Naprendszer fejlődésének egy korai szakaszában egy Mars méretű égitesttel ütközött a Föld, s ebből szakadt ki az a bolygóanyag, amiből idővel összeállt a Hold. Ebből a szempontból érdekes, hogy már találtak fiatal (néhány száz- vagy akár néhány tízmillió éves) csillagokat - szemben Napunk 5 milliárd éves korával -, környezetükben olyan porfelhőkkel, amelyeknek nem kéne ott lenniük - hacsak nem feltételezünk egy, a Föld- Mars találkozóhoz hasonló kataklizmát...
MN: Ott is történhetett egy kozmikus karambol.
KL: Amit korábban csak vad hipotézisnek gondoltunk, megerősítést nyert. A Naprendszer igazi ikertestvérét ugyanakkor még nem találtuk meg - ahol a központi csillagtól egy csillagászati egységre egy Föld méretű és ahhoz hasonló tulajdonságú bolygó kering. Találtunk már a Földhöz hasonló bolygókat, ám ezek még mindig 2-3-szor nagyobbak - úgynevezett szuper-Földek. S az is biztos, hogy a Naphoz hasonló csillagoknál a méret és tömeg csökkenésével arányban nő a bolygók gyakorisága: a kisebb tömegű, átmérőjű bolygókból több van. Ezek a szabályszerűségek azt sugallják, hogy a Nap méretű csillagok egynegyede körül keringhet egy Föld méretű bolygó - ez a méret nagyon gyakori lehet még a Tejútrendszer hozzánk közel eső részein is.
MN: Ezek kapcsán ugye hipotetikus lakhatósági zónákban is gondolkodunk?
KL: Kimondatlanul is erről van szó, hiszen valójában ez az izgalmas.
MN: Ugyanakkor saját Naprendszerünket vizsgálva is csak találgatunk a tekintetben, hol lehetnek lakott zónák - egyről tudunk csak biztosan: ez a mi Földünk, bár egyelőre más égitesteket sem tudunk kizárni. Pontosan ilyen okokból indult el pár hete a Curiosity a Marsra, hogy megvizsgálja, van-e vagy a közelmúltban lehetett-e élet a Marson, illetve milyen feltételekkel válhat lakhatóvá.
KL: Az efféle megközelítések azért is izgalmasak, mivel az élet meglepően változatos tud lenni. A Föld felszínén is rálelhetünk extremofil élőlényekre: száraz sivatagokban, örökké fagyott környezetben vagy óceáni árkokban, forró és savas vulkáni kürtőkben. Ennek fényében is kérdés, hogy mit találhatunk a Marson: senki sem gondolja azt, hogy marslakókat. Jelenleg abban mutatkozik konszenzus, hogy ha ott találunk is valamiféle életet, az csak mikrobiális lehet. Annál nagyobb lenne a meglepetés, ha mégsem. Magam is szívesen beszélgetnék egy igazi marslakóval, de ilyenre nem számít senki. Ám a létformák szívós életképessége azt sugallja, hogy rendkívül különös és extrém körülmények között is számíthatunk meglepetésekre. A lakhatósági zóna ennek megfelelően egy igen gyengén definiált fogalom, ezért amikor arról beszélnek, hogy egy bolygó a lakhatósági zónán belül kering-e vagy sem, akkor rendre hozzá kell tenni, hogy milyen feltételezések alapján húztuk meg e zóna határait. Elég, ha egyetlen tényezőt megváltoztatunk: mondjuk vénuszi légkörre cseréljük ki a földit, s itt is létrejön egy elszabadult üvegházhatás 200 fokos átlaghőmérséklettel. A lakhatósági zónákkal kapcsolatos leegyszerűsítő modellekkel ugyanaz a baj, mint a szimplifikált kozmológiai modellekkel: ha egy megszállott laikus érteni véli őket, akkor máris előáll egy saját elmeszüleménnyel, miközben nincs tisztában az összetett modellek mögötti matematikával sem. Ellenben ha egy evolúcióbiológust (például Szathmáry Eörsöt, a téma jeles hazai szakértőjét) kérdezünk a lakhatósági zónák problémájával kapcsolatban, akkor széttárja a kezét, és visszakérdez: uraim, milyen életről is beszélünk? És mit nevezünk egyáltalán életnek? Mennyire hisszük el egy jelenségről, hogy az már élet? Mit tartunk az élet feltételének?
MN: Szathmáry Eörs úgy fogalmazott - az ön jelenlétében, egy televíziós vitában -, hogy az igazi nagy evolúciós ugrás alighanem az eukarióta, azaz a valódi sejtmagvas szerveződések kialakulása lehet a korábbi, sejtmag nélküli egysejtűekből (prokarióták). Pontosan ezért, ha találunk is élő szervezeteket a Földön kívül, azok nagy valószínűség szerint csak igen egyszerű mikroorganizmusok lesznek.
KL: De már az is nagy előrelépés lesz, ha egyáltalán találunk ilyeneket - jelenleg ugyanis univerzumunkban még mindig csak egyetlen példát ismerünk az életre. Kedvenc példám a csillagászat utolsó ötszáz évének fejlődéséről, hogy eddig minden egyes fokozata arról szólt, hogy Földünk mégsem kivételezett. Előbb a heliocentrikus csillagászat lökte ki a Földet a középpontból, majd a múlt század elejére nyilvánvalóvá vált, hogy a Napunk, s vele Naprendszerünk sem kivételezett. Amíg Harlow Shapley amerikai csillagász meg nem határozta megközelítőleges helyét galaxisunk centrumától távol, azt gondolhattuk, hogy legalább a Tejútrendszer közepén helyezkedünk el, pedig valójában annak perifériáján. Ráadásul a csillagászat fejlődése az utóbbi évtizedekben megmutatta azt is, hogy Napunk egy teljesen átlagos égitest a Tejútrendszeren belül - annyi van belőle, mint csillag az égen, sem a mérete, sem a helyzete nem különleges. Az utóbbi tizenöt év exobolygó-kutatásai pedig azt látszanak igazolni, hogy Földünk is egy teljesen átlagos planéta - efféle bolygókkal tele a világegyetem. Egy újabb trónfosztás előtt álunk: Földünk kivételezett helyzetének mítosza fog megdőlni. Ebben a logikusnak tűnő lépéssorban az utolsó lenne, ha megcáfolódna a földi élet kivételességéről szóló hipotézis: kiderülne, hogy amint a bolygókeletkezés természetes kísérőjelensége a csillagok létrejöttének, úgy az élet kialakulása is természetes kísérőjelensége a planéták létrejöttének. Én magam maximálisan elégedett lennék azzal, ha ezt be tudnánk bizonyítani. Ez azt jelentené, hogy nem egy, az élet számára ellenséges, nagy energiájú asztrofizikai folyamatok által folyton sterilizált univerzumban élünk, ahol jó, ha mi túléltük a külső környezet agresszióját.
