Először figyelték meg egy idegen bolygó fényét

Első alkalommal sikerült egy Naprendszeren kívüli planéta, egy exobolygó légköréről szórt csillagfényt elkülöníteni csillagának sugárzásától.

A HD 189733b jelű, a Földtől 60 fényévre, a Vulpecula csillagképben lévő Naprendszeren kívüli planétát két éve fedezték fel. Az objektum egy ún. forró Jupiter-típusú exobolygó, amely 0,03 CSE-re (0,03 csillagászati egységre, az átlagos Föld-Nap távolság 0,03-szorosára) kering csillaga körül, 2,2 napos periódusidővel. Mivel a bolygó mozgása során alkalmanként elhalad csillaga előtt, annak egy részét ekkor eltakarja, és körülbelül 3%-kal csökkenti a fényét. Ebből sikerült megbecsülni méretét, amely a Jupiter 1,26-szorosának adódott. Tömege közel 1,15 jupitertömeg.

Korábban a Spitzer-űrteleszkóppal a planéta légkörében 973 és 1212 K közötti hőmérséklet mértek. A kis csillagtávolság miatt a bolygó tengelyforgása kötött, tehát mindig ugyanazt az oldalát mutatja csillaga felé - ezért legforróbb pontja a csillag felőli oldal közepén várható. A valóságban a legmelegebb terület a csillag irányától 30 fokkal eltolódva mutatkozott, amit feltehetőleg a 9-10 ezer km/h sebességű, kelet felé fújó szelek okoznak. A Spitzer-űrteleszkóppal vízgőz egyértelmű nyomára akadtak a légkörben.

Az objektumot nemrég egy nemzetközi csillagászcsoport figyelte meg a 60 cm átmérőjű KVA teleszkóppal, La Palma szigetéről. A megfigyelés során a bolygó légköri részecskéiről visszavert, illetve szóródott sugárzást rögzítették, amelyet polarizációs technikával választották szét a központi csillag erős fényétől. A módszerrel sikerült megbecsülni, hogy mekkora részecskék lebegnek a légkörben, amelyek mérete nagyságrendileg fél mikrométernél kisebbnek mutatkozott. A szemcsék révén a légkörről a földi atmoszférához hasonlóan több kék fény szóródik, mint hosszabb hullámhosszú vörös sugárzás.

A mérésből a légkör kiterjedését is megbecsülték, amely a planétánál legalább 30%-kal nagyobb átmérőjű - tehát hatalmas, "felpuffadt" atmoszféráról van szó. Ez egybevág a feltételezésekkel, amelyek szerint a csillagukhoz ennyire közeli exobolygók atmoszférája az erős besugárzástól felforrósodik, és jelentősen kitágul. A felfúvódott légkörből feltehetőleg folyamatosan veszít anyagot a bolygó, amit aztán a központi égitesttől kifelé áramló csillagszél elfúj.

A rögzített polarizált sugárzás az exobolygónak a csillaga körül leírt pályáján két helyen mutatott maximumot: amikor a Földről nézve a központi égitesttől legtávolabb, annak "egyik", illetve "másik" oldalán volt. A mérés keretében sikerült a bolygó pályájának térbeli helyzetét pontosítani.

Fantáziarajz a HD 189733b jelű exobolygóról. A kép nagyméretű változatának letöltése (NASA)

Ez az első alkalom, hogy sikerült egy exobolygó légköréről visszavert csillagfényt polarizációs technikával elkülöníteni. A megfigyelés rámutat a technológia előnyeire: hasonló módszerrel más, a csillagukhoz nagyon közel mozgó exobolygók sugárzását is el lehet majd különíteni, légkörük méretét megbecsülni, emellett a visszaszórt sugárzásból a légkört alkotó anyagok, az ott lebegő szemcsék méretére következtetni.

A megfigyelés az exobolygók légkörének anyagvesztése szempontjából is támpontokat adhat. Az elméleti megfontolások alapján ugyanis nagyságrendileg 0,15 CSE-nél kisebb csillagtávolság esetén egy Napunkhoz hasonló égitest körül keringő exobolygó a felsőlégkörén keresztül olyan sok gázt veszít, hogy idővel teljesen el is fogyhat.

A fenti hírhez kapcsolódik egy másik bejelentés a TW Hydrae csillag körül keringő planétáról. A fiatal csillag körül egy kiterjedt anyagkorong található, amelyben egy kb. 10 jupitertömegű exobolygót sikerül azonosítani. Az objektum mindössze 0,04 CSE távolságban, 3,56 napos keringési idővel járja körül a központi égitestet, az anyagkorong belső határvidékén. Mivel csillaga csak 8-10 millió éves, a bolygó sem lehet ennél idősebb. A megfigyelés tehát azt bizonyítja, hogy 10 millió év elegendő egy ilyen planéta keletkezéséhez, ami nagyjából megegyezik az elméleti előrejelzésekkel.