Száz bolygót találtak: új exobolygó-jelöltek és közelmúlt felfedezései
A potenciális exobolygókat - Naprendszeren kívüli bolygókat - a hawaii Mauna Kea vulkán csúcsán álló HIRES spektrométernek (színképelemzőnek) az elmúlt húsz évben a radiális gyorsulás módszerével gyűjtött adatait elemezve találták - közölték a Kaliforniai Egyetem Santa Cruz-i intézményének asztronómusai. Hozzátették: ennél jóval több rejtőzhet a több mint 1600 csillagon végzett csaknem 61 ezer önálló mérés elemzésében.
Miben különbözik ez az adatbázis?
Ezért az adatokat online elérhetővé tették, jelenleg ez az exobolygókra vonatkozó legnagyobb, valaha nyilvánosságra hozott adathalmaz. A több mint 100 új felfedezett exobolygó egyike (illusztráció: Ricardo Ramirez, forrás: news.ucsc.edu)
A radiális gyorsulás módszere
A radiális gyorsulás módszere az egyik legsikeresebb technika bolygók megtalálására. Azt a tényt használja ki, hogy miközben a bolygót befolyásolja a csillag gravitációja, amely körül kering, a bolygó gravitációja is befolyásolja a csillagot. A csillagászok kifinomult eszközök segítségével képesek észlelni azt az apró megingást, amelyet a bolygó vált ki a csillagból gravitációs ereje révén.
Közeli rendszerek és fontos felfedezések
Az egyik megtalált potenciális bolygó a Lalande 21185 nevű csillag körül kering, amely a Naphoz negyedik legközelebb lévő csillag, tömege csupán 40 százaléka a Napénak. A bolygócsoport a Vízöntő csillagképben található.
Habár már közel négyezer exobolygót ismerünk, ezek többsége közepesen távol (~néhány száz fényévre) található tőlünk a Tejútrendszerben; nem pedig közel, ahová ugyanúgy nem egyszer talán eljuthat az emberiség. Ez a fajta távolság-szelekció köszönhető egyrészt a Kepler űrtávcső észlelési stratégiájának (nem a közeli csillagokat vizsgálta, hanem egy fix égboltterület kétszázezer csillagát); másrészt a csillag közelsége keveset számít a detektálás során, sokkal inkább függ a felfedezés a bolygó és a csillag méretarányától, egymástól való távolságuktól és a látóirányra bezárt szögüktől.
Trappist-1 és a sűrű, kisméretű rendszerek
A bolygók - melyek mind a Földéhez hasonló vagy annál kisebb méretűek - szorosan egy halvány törpecsillag, a Trappist-1 körül keringenek, melynek mérete a Jupiteréhez hasonló. 2016 tavaszán a Liege-i Egyetem kutatója, Michael Gillon arról számolt be, hogy a Trappist-1 körül három bolygót találtak 2015 végén. Egy különösen ígéretes törpecsillagra bukkantak, amely a Trappist-1 nevet kapta, mérete a Nap nagyságának tizede, ám jóval hidegebb nála. A kutatók hónapokig figyelték, és észrevették, hogy az infrajele rendszeres időközönként elhalványult, ami annak bizonyítéka, hogy objektumok keringenek körülötte.
Proxima Centauri és a közeli exobolygók
Így történhetett, hogy a Naprendszer szomszédságában egyelőre nem fedeztek fel tömegesen exobolygókat, mindössze a vörös törpe Proxima Centauri körül akadt horogra egy fagyos szuper-Föld.
Barnard-csillag és a Barnard b
A Barnard-csillag nem hiába kapott kitüntetett nevet a csillagászoktól. Habár csak egy jelentéktelen, kis méretű csillag, a mi szempontunkból gyakorlatilag szomszédnak számít. Alig több, mint hat fényéves távolsága most még áthidalhatatlan, ha azonban az emberiség egyszer képes lesz kilépni a Naprendszerből, az első célpontok között lehet. Főként, ha van is olyasmi a csillagnál, amiért érdemes meglátogatni - például egy bolygó.
A Barnard-csillag a napokban ismét a figyelem középpontjába került, ugyanis egy nemzetközi kutatócsoport bolygót azonosított a vörös törpe körül - ez pedig, ahogy a fentiekből is kiderült, a jelenleg ismert második legközelebbi exobolygó! A Barnard b-vel jelölt planétát az ún. radiális sebesség módszerrel azonosították, vagyis a Barnard-csillag spektrumának hosszabb időtartamon keresztül végzett megfigyelése alapján mutatták ki, hogy egy körülötte keringő objektum gravitációs hatása “rángatja” a csillagot.
A Barnard b-vel kapcsolatban, akárcsak az eddig felfedezett exobolygók esetében (kevés kivételtől eltekintve), az elérhető információk a tömegére, valamint a keringési pályájára korlátozódnak. Előbbi jellemzője bő háromszorosa a saját bolygónkénak, vagyis egy ún. szuper-Földről beszélünk. Csillagától mért távolsága 0,4 CSE (1 CSE = 150.000.000 km), vagyis szűkebb pályán kering, mint teszi azt a Merkúr a Nap körül. A bolygó azonban mégsem elviselhetetlenül forró, a Barnard-csillag ugyanis vörös törpe lévén a Nap sugárzásának mindössze 3%-t bocsájtja ki. Éppen ellekezőleg: mivel a rendszer ún. lakhatási zónája (ahol a várható hőmérséklet 0 és 100 °C közé esik) a 0,06 és 0,1 CSE közötti régióra korlátozódik, a Barnard b egy jeges égitest, nagyjából -170 °C-os átlaghőmérséklettel (kellemetlen…).
TESS és a nagyszámú bolygójelölt
A NASA most még több exobolygó-jelöltről adott hírt. A TESS nevű műhold küldetésének első évéből (2018) származó adatok újraelemzésével 11 554 bolygójelöltet fedeztek fel, ami egészen elképesztő mennyiség. A lista 411 tagját csupán egyetlen átvonulás során sikerült megfigyelni - amikor az égitest a csillaga és a műhold közé került, így változtatva meg a csillaga fényét -, így nem sikerült a pontos pályaadataikat kikalkulálni. Az is kiderült, hogy a lista 1052 tagját már korábban is ismerték, ugyanakkor a fennmaradó 10 091 égitest teljesen új a tudósok számára - írja az IFLScience.
A TESS a csillagok fényének vizsgálatával keresi a bolygójelölteket. Egy csillag előtt elhaladó bolygó apró eltérést hoz létre a fényben. Vannak azonban más okok is, amelyek miatt egy csillag fénye megváltozhat, ezért a jelöltek észlelésének megerősítésére irányuló munkának nagyon részletesnek kell lennie. Ugyanilyen aprólékos munka az is, ahogyan megvizsgálják, egy jelölt valóban bolygó-e.
Új módszerek és hosszabb keringési idők
A csapat továbbfejlesztette a keresési metódust, ami lehetővé teheti a számukra, hogy olyan bolygókat találjanak, amelyeknek hosszabb a keringési idejük. A szakemberek a TIC 183374187 kódjelű csillagon tesztelték a megfigyelési módszert, és megállapították, hogy a körülötte keringő exobolygó-jelölt valóban egy forró Jupiter, így egyértelművé vált, hogy az adataik pontosak lesznek. Ennek köszönhetően sokkal nagyobb lett a merítés lehetősége. Az eredményekről az arXiv preprint szerveren tettek közzé egy publikációt.
Különleges felfedezések: TOI 700, TOI 1338 és GJ 3378b
A NASA bolygókutató intézete a napokban jelentette be a Földtől mindössze 100 fényévnyire található TOI 700 d jelzésű bolygó felfedezését. Korábban a Kepler űrteleszkóp is azonosított hasonló bolygókat, de a 2018-ban útnak indított TESS űrszondának ez az első ilyen felfedezése. A TOI 700 jelzésű csillag kisméretű, és csak nagyjából fele olyan forró, mint a Nap. A csillag körül három planétát is felfedezett a TESS: a TOI 700 b-t, c-t és d-t. Ezek közül csak a d fekszik az úgynevezett lakható zónában, amely azt a távolságot jelenti egy csillag körül, ahol a hőmérséklet lehetővé teszi, hogy a víz folyékony halmazállapotú maradjon a bolygó felszínén.
A TOI 700 d nagyjából 20 százalékkal nagyobb a Földnél és 37 nap alatt kerüli meg csillagát. A kutatók a gazdacsillagának méretére és típusára alapozva készítettek modelleket a TOI 700 d légkörének lehetséges összetételéről és a bolygó felszíni hőmérsékletéről. Az egyik szimuláció szerint a bolygót óceánok boríthatják, és sűrű, szén-dioxidban gazdag lehet a légköre, amely hasonlít ahhoz az atmoszférához, amely a kutatók szerint a fiatal Marsot ölelhette körbe. Egy másik modell szerint viszont a planéta egyik oldalát állandóan felhők takarják, míg egy harmadik szimulációban a bolygó egészét szárazföld borítja. A jövőben több különböző műszerrel fogják megfigyelni a csillagászok a bolygót, hogy új adatokat gyűjtsenek, amelyek talán majd alátámasztják a NASA valamelyik modelljét.
A TESS másik figyelemre méltó felfedezése a TOI 1338 b: a cirkumbináris, azaz kettőscsillag körül keringő exobolygó. A Csillagok háborújából ismert Tatuinra - Luke Skywalker "szülőbolygójára" - emlékeztető planéta 6,9-szer nagyobb a Földnél, és valószínűleg nem alkalmas a földi értelemben vett élet támogatására. A TOI 1338 b az egyetlen planéta a TOI 1338 rendszerben. Ez mintegy 1300 fényévnyire található a Földtől a Festő (Pictor) csillagképben. A cirkumbináris exobolygókat egyébként nagyon nehéz észlelni, a kutatók mostanáig nagyjából két tucat ilyen planéta felfedezését erősítették meg.
Egy mindössze 25 fényévre található exobolygó került a kutatók figyelmének középpontjába. A GJ 3378b a lakható övezetben kering, ezért különösen izgalmas célpont lehet az élet nyomainak keresésében. A szakértők ugyanakkor óvatosságra intenek, mert egyelőre nem tudni, van-e légköre. Ez döntheti el, hogy valóban fennmaradhat-e rajta folyékony víz, és mennyire kedvezőek a körülményei.
A csillagászok egy új, rendkívül ígéretes szomszédot azonosítottak a kozmikus térben, amely alapjaiban változtathatja meg a földönkívüli élet utáni kutatást. A felfedezés középpontjában a GJ 3378b jelű exobolygó áll, amely egy tőlünk viszonylag közel, mindössze 25 fényévnyire található vörös törpe körül kering. A bolygó mérete nagyjából kétszerese a Földének, ami a szakértők szerint ideális célponttá teszi a részletesebb vizsgálatokhoz. Ami azonban igazán izgalmassá teszi a felfedezést, az az égitest elhelyezkedése: a GJ 3378b ugyanis az úgynevezett lakható övezetben, vagy más néven a Goldilocks-zónában található. Ez az a tartomány a csillag körül, ahol a hőmérséklet éppen megfelelő ahhoz, hogy a bolygó felszínén - megfelelő légkör esetén - folyékony állapotban maradjon meg a víz.
További következő lépések és jövőbeli távcsövek
A GJ 3378b közelsége miatt a jövőbeli űrkutatási missziók egyik kiemelt célpontja lehet. A NASA már tervezi a Habitable Worlds Observatory (Lakható Világok Obszervatóriuma) nevű egységét, amelynek feladata a következő évtizedekben kifejezetten a távoli világok légkörének elemzése és az életre utaló kémiai nyomok, az úgynevezett bioszignatúrák keresése lesz. Bár egyelőre senki nem állítja, hogy életet találtak volna a bolygón, a felfedezés egy újabb izgalmas célpontot kínál a tudomány számára.
5 módszer, amellyel exobolygókat találhatunk mindössze 2 perc alatt #asztrofizika
Közvetlen megfigyelés és a halvány bolygók felkutatása
Ahhoz, hogy egy exobolygó felfedezését hivatalosan is megerősítsék, általában újabb célzott megfigyelésekre van szükség. A Beta Pictoris rendszert azonban a múltban már olyan kiterjedten tanulmányozták, hogy elegendő volt az ESO korábbi SPHERE nevű műszerének adatait, valamint a James Webb űrtávcső NIRCam eszközének archív felvételeit újraelemezni. A tőlünk nagyjából 63 fényévre található rendszerben a két korábban ismert planétához hasonlóan az új jövevény is egy gázóriás, akárcsak a mi Jupiterünk vagy Szaturnuszunk. A Beta Pictoris d pályája a két korábban ismert bolygó pályája között helyezkedik el.
Míg az első két bolygó tömege nagyjából a Jupiter tízszerese, addig az új planéta mindössze 2,4 Jupiter-tömegű, ami a valaha közvetlenül leképezett legkisebb tömegű exobolygók egyikévé teszi. A szakemberek kiemelték, hogy az újonnan felfedezett bolygó közel százszor halványabb, mint a rendszer híres b bolygója, amivel ez a valaha volt leghalványabb exobolygó, amit a Földről valaha is sikerült lencsevégre kapni. A többszörös bolygórendszerek azért számítanak a csillagászok „Szent Gráljának”, mert felbecsülhetetlen értékű információkkal szolgálnak arról, hogy ugyanabban a formálódási környezetben hogyan jönnek létre eltérő típusú exobolygók.
További ismert közelitő exobolygók
A James Webb űrtávcső is megtalálta első exobolygóját, az LHS 475 b nevű, Föld méretű kőzetbolygót - ez azonban jóval közelebb van a csillagjához, így kívül esik a lakhatósági zónán. A nem túl hangzatos LP 890-9c nevű bolygó 40 százalékkal nagyobb a Földnél, 8 és fél nap alatt kerüli meg a központi csillagát, és felfedezői szerint csak a TRAPPIST-1e nevű exobolygón lehetnek nagyobb eséllyel életképes körülmények.
A véletlen és a célzott kutatás szerepe
Bár a csillagászatban a tudatos kutatás az elsődleges, a legnagyobb áttöréseket gyakran a véletlen szüli. Ben Sutlieff, a The Astrophysical Journal Letters folyóiratban megjelent tanulmány társvezetője, az Edinburghi Egyetem csillagásza is megerősítette, hogy eredetileg a rendszerben keringő Beta Pictoris b jelű bolygót szerették volna tüzetesebben megvizsgálni, hogy nyomon kövessék a pályamozgását és egyéb tulajdonságait. A felfedezést Markus Bonse, az Európai Déli Obszervatórium (ESO) németországi csillagásza is egy izgatott kérdéssel nyugtázta, amikor az adatok böngészése közben először észrevette a rendellenességet. A nyomozás váratlan eredményt hozott: az újonnan azonosított Beta Pictoris d bolygó ugyanis több, akár tizenegy évvel ezelőtti felvételen is szerepelt, bár az egyiken épphogy csak kivehető volt a jóval nagyobb szomszédja vakító fénye mellett.
Összegző adatok (táblázat)
| Rendszer / jelölés | Távolság | Jellemző |
|---|---|---|
| Lalande 21185 | - | Naphoz negyedik legközelebbi csillag, 0.4 M☉ körül |
| Trappist-1 | - | Törpe csillag, több Föld-méretű bolygó szorosan kering |
| Barnard b | ~6 fényév | Szuper-Föld, ~3× Föld-tömeg, jeges (~-170 °C) |
| TOI 700 d | ~100 fényév | ~20% nagyobb a Földnél, lakható övezet |
| GJ 3378b | ~25 fényév | ~2× Föld, lakható övezet (légkör ismeretlen) |
| Beta Pictoris d | ~63 fényév | Gázóriás, ~2.4× Jupiter, igen halvány |
A felfedezések és a nagy adatbázisok új lehetőségeket teremtenek a következő évtized kutatásaihoz: a HIRES-adatok online elérhetővé tétele, a TESS újraelemzése és a James Webb űrtávcső megfigyelései együttesen növelik annak esélyét, hogy rövidesen további közeli, potenciálisan lakható exobolygókat azonosítsunk.
tags: #lakhato #bolygot #talaltak