2011.10.14. - Ózonréteget detektáltak a Vénusz légkörében

Az ESA Venus Express szondája vékony ózonréteget detektált a Vénusz légkörének legfelső részében. Az eredmény az exobolygóknál is segíthet az élet atmoszférikus feltételeire vonatkozó elméletek tesztelésében.

Az ózont a Venus Express SPICAV (Spectroscopy for Investigation of Characteristics of the Atmosphere of Venus) nevű műszerével detektálták, miközben a bolygó légkörének felső részén átvilágító csillagok fényét vizsgálták. Az atmoszféra gáz halmazállapotú összetevői a rájuk jellemző hullámhosszakon elnyelik a rajtuk átvilágító csillagok fényének egy részét, így jellegzetes nyomot hagynak azok színképében: a három oxigénatomból felépülő ózon spektroszkópiai ujjlenyomata az ultraibolya tartományban a legszembetűnőbb.

A Franck Montmessin (Centre National de la Recherche Scientifique, LATMOS) által vezetett kutatócsoport azt találta, hogy a vékony ózonréteg 100 kilométeren, a földinél mintegy négyszer magasabban helyezkedik el, sűrűsége pedig 0,01-0,001-szerese a bolygónk légkörében mérhető értéknek. Az elképzelések szerint a napfény hatására a szén-dioxid molekulákból leszakadó oxigénatomok a felsőlégkörben a bolygó éjszakai oldalára sodródnak, ahol vagy kétatomos oxigénmolekula vagy egy kétatomos oxigénmolekulával reagálva háromatomos ózon keletkezik belőlük. Montmessin szerint a molekula ciklusa nagyon hasonló a földihez, ahol a keletkezett ózon egy része klórvegyületek hatására szétbomlik (lásd ózonlyuk). Ezt látszik alátámasztani az ózon O₂ + O → O₃ éjszakai oldali rekombinációs keletkezési mechanizmusa is, bár természetesen vannak furcsaságok. Az észlelt ózonréteg 100 kilométeres magassága nagyjából megegyezik azzal a magassággal, ahol az O₂ molekulák keletkeznek az éjszakai oldalon, de a vénuszrajzi pozíciók szignifikánsan különbözőknek tűnnek. Az O₂ infravörös emissziója, ami az éppen rekombinálódó oxigénmolekulákat jelzi, lényegében a Vénusz antiszoláris pontja körül észlelhető. Az ózonmolekulák esetében azonban nincs ilyen kitüntetett koncentrációs régió, az O₃ az egész éjszakai oldalon detektálható egyenetlen eloszlásban. Montmessin elképzelése szerint az ózon a klórgyökök hatása miatt viselkedik így, ezek a nappali oldalon szabadulnak fel és az oxigénatomokhoz hasonló módon sodródnak az éjszakai oldalra. Az eredmény egy komplex egyenúly beállta az ózonmolekulák keletkezése és bomlása között az éjszakai oldalon, ami magyarázhatja az O₂ emissziójával való korreláció hiányát is.

Fantáziarajz az ózon detektálásáról a Vénusz éjszakai oldalán. Az inzert az ózon keletkezési sémáját mutatja.
[ESA/AOES Medialab]

Az elképzelések szerint a földi ózonréteget oxigéntermelő mikrobák kezdték el felépíteni mintegy 2,4 milliárd évvel ezelőtt, ma pedig elsősorban a növényeknek köszönhetően újul meg folyamatosan. A Földön kívül még a Marson és az új eredmények szerint a Vénuszon van ózon, de ez utóbbiakon túl kis mennyiségben ahhoz, hogy a létrejötte biológiai tényezőknek lenne köszönhető. Az asztrobiológusok a földi ózonkoncentráció 20%-át tekintik a küszöbértéknek, e fölött már valamilyen életformák működését kell az ózon fő forrásának tekinteni.

Az eredménynek van egy érdekes, az élet hordozására esetleg alkalmas Naprendszeren kívüli bolygókkal kapcsolatos vetülete is. Egyes elképzelések szerint a CO₂-H₂O-O₃ hármas egyidejű kimutatása egy exobolygó légkörében a planéta biológiai aktivitására utal. Mind a Vénuszon, mind a Marson van tehát ózon, viszont egyiken sincsenek általunk ismert létformák. Montmessin szerint az eredményük azonban nem érvényteleníti a fenti kritériumot, inkább arra utal, a Vénuszon és a Marson észleltnél sokkal nagyobb arányban kell az ózonnak jelen lennie, hogy ez alapján kimondhassuk egy adott exobolygóról, valószínűleg hordoz valamilyen életformát. Természetesen bármilyen jövőbeli, a távoli világok biomarkereinek keresését célzó stratégiának az érvényességét a Naprendszer bolygóin is igazolni kell, ebben pedig minden bizonnyal nagy segítséget jelent a Vénusz-légkör kémiájának és a bolygó klimatológiai viszonyainak jobb megértése.

Forrás:

• Astronomy Now Online 2011.10.10.