Rieth József: Világképem - Háttérismeret

Trupka Zoltán

Madárdal a Világűrből - Interjú Lichtenberger Jánossal

<<< Tartalomjegyzék <<<  Világképem <<<     

Lichtenberger János az ELTE Geofizikai és Űrtudományi Tanszékének professzora az űrből érkező madárdalt tanulmányozza. Ha hozzátesszük, hogy ennek az interjúnak a válaszait az Antarktiszról küldte, akkor nagyon különös kép alakulhat ki róla az olvasóban. Pedig valójában a felsőlégkör olyan különös jelenségeit kutatja, mint a whistlerek és a kórusok. Ezek révén következtethetnek a szakemberek olyan folyamatokra, amelyek veszélyesek lehetnek a műholdakra, s így a mindennapi életünkre is.

— Fizikusként hogyan került a felsőlégkör kutatásába?
— Kalandos úton. 1980-ban végeztem az ELTE-n... Barta György professzor, a Geofizikai Tanszék akkori vezetője felajánlotta, hogy dolgozzak az Űrkutató Csoportban... A Nap-Föld rendszer dinamikáját vizsgálom, amit az utóbbi időben úgy neveznek, hogy űridőjárás. Beletartozik a napfizika, a bolygóközi mágneses tér, a földi magnetoszféra és ionoszféra vizsgálata is. Elsősorban a magnetoszférával, azon belül is plazmaszférával és a földi sugárzási övekkel foglalkozom. Kutatásaimhoz elsősorban rádióhullámokat használok, melyeket műholdakon és földi mérőállomásokon is regisztrálunk. A rádióvevőket (mind a földieket, mind a fedélzetieket) mi tervezzük és készítjük.

— Mik azok a whistlerek és kórusok?
— A whistlerek nagyon alacsony frekvenciájú rádióhullámok, melyeket közönséges villámok keltenek. A hullámok az ionoszférán keresztül eljutnak a magnetoszférába is, ahol a földi mágneses tér erővonalai mellett, az úgynevezett vezetőcsatornákban terjedve eljutnak a másik féltekére, ahol megfelelő vevővel észlelni lehet őket. Mivel a felsőlégkör mágneses térbe ágyazott plazmából áll, a rádióhullámok terjedési sebessége függ a hullám frekvenciájától. Ezért a villám által keltett, körülbelül 1 milliszekundumnyi impulzusból 0,5—1,5 másodperc hosszú szétkent jel lesz. Ezek a rádióhullámok pontosan ugyanabban a frekvenciatartományban vannak, mint a közönséges hanghullámok, így hangszóróra kapcsolva mélyülő füttyként hallatszanak. Innen ered a nevük. A jel torzulásából vissza lehet fejteni, hogy hol, milyen viszonyok között terjedt, azaz meg tudjuk mondani, melyik erővonal mellett történt ez és ott milyen volt az elektronok sűrűsége. A kórusok szintén természetes eredetű jelek, de nem a földön, hanem 20—30 000 km magasságban, az Egyenlítő környékén, a külső sugárzási övben keletkeznek az ott lévő és a mágneses erővonalak mentén mozgó, néhányszor 10 keV-os energiájú elektronok hőmérsékleti eloszlásának egyenetlensége miatt. Ezek hangja a tavaszi hajnalok madárkórusára emlékeztet. Ezek a rádiójelek aztán az Egyenlítő környékéről kiindulva akár a földre is eljuthatnak.

— Tehát van földi jelentőségük is?
— Van, méghozzá a szó valódi és átvitt értelmében egyaránt. A kórusokat ugyanis energikus elektronok keltik, azaz fontos jelzői az elektronok meglétének és mennyiségének. Miután elindulnak az egyenlítő környékéről, képesek arra, hogy a mágneses erővonalak mentén mozgó elektronoknak energiát adjanak át, felgyorsítva azokat akár relativisztikus (1-10MeV) energiákra. Ezek a relativisztikus elektronok mozgásuk során találkozhatnak műholdakkal, és azok elektronikus egységeit, műszereit tönkre is tehetik. Mivel mai életünk nagyban függ a (nem olcsó) műholdaktól — gondoljunk csak a helymeghatározásra (GPS), távközlésre (telefon, internet, műsorszórás), időjárási és földmegfigyelő műholdakra —, ezek megóvása elsőrendű fontosságú. Nem véletlen, hogy világszerte nagy energiákat és pénzeket fektetnek be ezek kutatásába. Tudnunk kell például, hogy a nagyenergiájú részecskék mikor keletkeznek, és mennyi ideig maradnak meg, ismernünk kell a kiindulási állapotot (kórusok keletkezése) és a változásokat (gyorsítási folyamat). És itt kerülnek elő a whistlerek, ugyanis abban a hullám-részecske kölcsönhatásban, amelyben a relati-visztikus elektronok keletkeznek a háttérplazma sűrűsége az egyik kulcsparaméter, ezt pedig a whistlerekből kaphatjuk meg.

...

 

 

A belga antarktiszi állomás, a Princess Elisabeth

 

— Ennek a témának a vizsgálata viszonylag régóta folyik hazánkban is. Mi újat hozhat az antarktiszi expedíció?

— Az Antarktisz három ok miatt is fontos hely az űridőjárási kutatásokban. Egyrészt a nagy mágneses szélességű helyeken, ahol felszíni űridőjárási mérések elvben lehetségesek, az északi féltekén nincs szárazföld, délen viszont ott az Antarktisz. Másrészt a Föld forgástengelyének és a mágneses tér tengelyének eltérése miatt (ez az úgynevezett dél-atlanti anomália oka) az antarktiszi félsziget és az Antarktisz pereme az a terület, ahol a sugárzási öveken keresztülhaladó mágneses erővonalak elérik a felszínt. Ezeken a helyeken lehet észlelni a sugárzási övek dinamikájához kapcsolódó rádióhullámokat és az onnan kicsapódó töltött részecskéket. A harmadik fontos ok a civilizáció hiánya: ezeket a méréseket csak olyan helyekre érdemes telepíteni, ahol a természetes jeleket nem nyomja el az iparicivilizációs zaj. És az itteni kutatóállomásokon rendelkezésre áll a megfelelő infrastruktúra is.

 

A Föld mágneses terének erővonalai. A távolságok földsugáregységben vannak megadva.
A whistlerek az erővonalak mentén kialakuló vezetőcsatornákban terjedve érik el a másik
féltekét. Az ábra jobb oldalán lévő narancsszínű tartományban alakulnak ki a kórusok.

A munka a belga Princess Elisabeth kutatóállomáson az AWDANet vagyis az automatikus whistler érzékelő és elemző hálózat itteni, új vevőjének telepítése. Ez a vevőállomás két újdonság miatt fontos: a kórusok a sugárzási övek azon tartományában keletkeznek, amelyik kívül esik a plazmaszféra határán (a plazmaszféra és a külső sugárzási öv részben átfedi egymást). Ez az állomás ilyen mágneses szélességen fekszik, ezeken a szélességeken eddig nem volt ilyen mérés, azaz itt lehetőség van ezeknek a jeleknek gyakoribb észlelésére, amelyek a kisebb szélességű állomásokon csak olykor-olykor fordulnak elő. Whistlerek szempontjából fordított a helyzet. Ezen a szélességen a klasszikus elmélet szerint csak ritkán fordulhatnak elő. A Nemzetközi Geofizikai Év (1957-58) alatt azonban dán kollégák Grönlandon is észleltek whistlereket, amelyik hasonló mágneses szélességen található — csak az északi féltekén. Arra számítunk, hogy az itteni eredmények segítenek tisztázni ezt a kérdést is.

-------------------------------

Északi mágneses pólus vándorlása

 

<<< Tartalomjegyzék <<<  Világképem <<<     

------------------------

Élet és Tudomány ■ 2016/7 ■ 205