Feje tetejére állhat mindaz, amit a bolygók keletkezéséről tudunk

2018.10.19. 19:40

Brit csillagászok egészen egyedülálló felfedezést tettek. Egy ifjú csillag körül négy Jupiter és Szaturnusz nagyságú gázóriás kering, hasonlót idáig nem sikerült ennyire fiatal rendszerben megfigyelni. Nemcsak a planéták együttese, hanem pályáik is igen furcsák: a napjától legtávolabb keringő bolygó ezerszer távolabb van központi csillagától, mint az ahhoz legközelebb eső égitest. Ez pedig a rendszer kialakulását illetően számos kérdést felvet.

A csillag még csupán kétmillió éves, asztronómiai szempontból egy csecsemőnek számít. Hatalmas anyaglemez veszi körül, amely főként porból, valamint jégből áll össze. Az ilyen képződményt szakszóval protoplanetáris korongnak nevezik, ebben jönnek létre a bolygók, a holdak, az aszteroidák és más csillagászati objektumok a csillagrendszer születése folyamán.

A tőlünk mindössze 500 fényévre található csillag (amit CI Tau-nak kereszteltek el) nem számít újnak a tudomány számára, már korábbról ismerik, mellette egy úgynevezett forró Jupiter – a szülőcsillagához rendkívül közel keringő masszív gázbolygó – járja "kozmikus táncát". A legújabb kutatásnak köszönhetően a gázóriásnak három, mostanáig ismeretlen testvérét is fel tudták deríteni. Az eredményekkel kapcsolatban Cathie Clarke professzort, a Cambridge-i Egyetem Csillagászati Intézet munkatársát kérdeztük.

Illusztráció egy forró JupiterrőlForrás: leemage/©Ron Miller/Novapix/Leemage/Ron Miller

„A rendszerben elsőként megtalált bolygóra úgy leltek rá, hogy a gázóriás (annak gravitációs hatása – a szerk.) miatt csillagának pozíciója >>imbolygott<<: ez a Doppler-jelenség révén periodikus változásokat idézett elő a kibocsátott fény hullámhosszában" – mondta az Origónak Clarke. – „Saját kutatásunkban az Atacama sivatagban felépített ALMA (Atacamai Nagyméretű Milliméteres/Szubmilliméteres Hálózat) nevű, számos rádióantenna együtteséből felépülő teleszkóppal alkottunk képet a csillagról. A felvétel tisztán megmutatta, hogy a csillagot körülvevő korongban három sötét barázda van jelen, amit saját értelmezésünk szerint három, a központi csillagtól jóval távolabb eső planéta vájt ki."

Tömegüket tekintve a két külső gázóriás a Szaturnuszra hasonlít, míg a belső bolygók a Jupiter tömegének tízszeresével bírnak.

Nem egy megszokott rendszer

Clarke szerint a nagytömegű forró Jupiter pályája közelebb van a csillagához, mint a Merkúré a Naphoz. Ebben rejlik egyúttal az egyik legnagyobb rejtély is: miként kerülhetnek a csillaghoz közel hasonló gázóriások?

Rendkívül valószínűtlen, hogy ott helyben formálódnának" – véli a csillagász.

A CI Tau rendszerének felépítéseForrás: University of Cambridge

Jelenleg számos elmélet próbálja magyarázni, hogy az efféle bolygók miként tudják ilyen mértékben megközelíteni csillagukat, és azt, hogy e folyamat vajon mennyi időt vesz igénybe. „Az egyik legnépszerűbb teória, hogy maga a protoplanetáris korong löki a forró Jupitereket a helyükre, a másik viszont a többi bolygó befolyását feltételezi a háttérben" – magyarázta Clarke.

A szakértő hozzátette, hogy egyetlen csillagrendszerben sem figyeltek még meg ekkora eltéréseket a pályasugarak tekintetében. „A csillagtól legtávolabb eső bolygó ezerszer messzebb kering, mint a napjához legközelebb eső planéta. További furcsaság, hogy a CI Tau tömege közel megegyezik a Napéval, ennek ellenére bolygórendszere drasztikusan különbözik a miénktől, mivel igen gazdagon tartalmaz méretesebb égitesteket" – hívta fel a figyelmet Clarke.

Az ALMA felvétele a CI Tau-ról. Jól megfigyelhető a csillagot körülvevő protoplanetáris korongForrás: University of Cambridge

Többféle módszerrel is tanulmányozni fogják a csillag körüli bolygókat

A kapott adatok Clarke szerint értékes információkkal látják el azokat, akik a bolygókeletkezés és -vándorlás számítógépes szimulálásával foglalkoznak. Az eddigi megfigyelések tárgyai ugyanis olyan rendszerek voltak, amelyekben a csillagok a több milliárd éves kort taposták, így a bolygók bölcséjének számító protoplanetáris korongok sem vették már körül őket. A felfedezés azért is lényeges lépés, mert lehetőség nyílik ellenőrizni a számításainkat egy ilyen fiatal rendszer esetében is. További szimulációkat kell készíteni, hogy mely elméleteket vessük el vagy tartsuk meg" – mondta Clarke.

A kutató elmondta, hogy a jövőben várhatóan új, fejlettebb teleszkópokat vetnek be, hogy a korongba barázdákat vájó bolygókról visszaverődő fényt közvetlenül is detektálni lehessen, minden kétséget kizáróan igazolva az égitestek létezését.

Egy forró Jupiter illusztrációjaForrás: leemage/©Ron Miller/Novapix/Leemage/Ron Miller

Becslések alapján a csillagok egy százaléka körül keringenek forró Jupiter típusú óriások, legtöbbjük azonban több százszor idősebb a CI Tau-nál. Kiemelt feladat lesz a jövőben további fiatal csillagok körül keringő forró Jupitereket keresni, és kideríteni, hogy akárcsak a CI Tau-nál, másutt is több óriásbolygó csatlakozik-e az ilyenfajta planétákhoz" – vázolta a jövőbeni terveket Clarke.

Az eredményeket részletező publikáció az Astrophysical Journal Letters című csillagászati szakfolyóiratban jelent meg.