Földhöz hasonló bolygó van a legközelebbi csillagnál

2012.10.17. 10:00

Egy várva várt csillagászati felfedezés: a Földéhez hasonló tömegű bolygó kering a Naphoz legközelebbi csillag, az Alfa Centauri rendszerében. Sajnos túl forró a felszíne.

A Tejútrendszerben, azaz a saját galaxisunkban lévő körülbelül 100 milliárd csillag egyike a Nap. A Naphoz legközelebbi csillag pedig az Alfa Centauri, amely a déli égbolt egyik legfényesebb csillaga. Távolsága 4,3 fényév, azaz ennyi ideig tart, míg a fény vagy a rádióhullámok eljutnak oda. Hogy ezt a távolságot el tudjuk képzelni, kicsinyítsük le gondolatban a Napot egy narancs méretére - a Föld ez esetben egy mákszem lenne -, és helyezzük mindkettőt gondolatban Budapestre. Ebben az esetben - a távolságokat is arányosan számolva - a hozzánk legközelebbi narancs, vagyis a legközelebbi csillag Moszkvában lenne.

Európai csillagászok kedden bejelentett felfedezése szerint sikerült megtalálni "az első mákszemet a legközelebbi narancs mellett", vagyis az Alfa Centauri rendszerében egy a Földéhez hasonló tömegű bolygó kering.

Forrás: ESO/L. Calçada
Fantáziakép a bolygóról és az Alfa Centauri rendszeréről. Balra a hármas rendszer legnagyobb tömegű csillaga, az Alfa Cen A, közelebb pedig a bolygó központi csillaga, az Alfa Cen B. A kép jobb felső sarkában saját Napunk látható, amely az Alfa Cen távolságában a helyi égbolt egyik legfényesebb csillaga

Az Alfa Centauri valójában egy három csillagból álló rendszer (lásd a fenti képen). Két nagyobb, a Naphoz hasonló csillaga az Alfa Centauri A és B, ezeknél halványabb a harmadik tag, a Proxima Centauri, amely egy kistömegű vörös törpecsillag. Már a 19. század óta tudjuk, hogy ez a hozzánk legközelebbi rendszer, ezért különösen izgalmas kérdés volt, hogy vannak-e benne bolygók.

A most felfedezett bolygó az Alfa Centauri B körül kering 6 millió kilométeres távolságban, mindössze 3,2 napos keringési idővel. Ez igen kis távolság (a Nap-Merkúr távolságnak töredéke), ezért felszíne sajnos az élet számára túl forró. Lehetséges azonban, hogy más bolygók is vannak a rendszerben.

Az Alfa Centauri rendszer

Részletes beszámolónk a felfedezésről

Az Alfa Centauri B minden szempontból nagyon hasonló a Naphoz. Tömege 0,934 naptömeg, vagyis alig 7%-kal marad el a Napétól. Felszíni hőmérséklete 5214 K (szemben a Nap 5500 K hőmérsékletével), színképtípusa K1V, ahol az V (római ötös) azt jelenti, hogy a Naphoz hasonlóan úgynevezett fősorozati, tehát stabil működésű csillag. Akárcsak a Nap, az Alfa Centauri B is viszonylag gyenge aktivitást mutat, ami segít pontos színképi méréseket végezni.

A csillagászoknak alapvetően két óriási nehézséggel kellett megbirkózniuk. Egyrészt, minél kisebb a keresett bolygó tömege, annál kisebb mértékben "rángatja" keringése közben a csillagát, vagyis annál kisebb a csillag színképében kimutatható Doppler-eltolódás. Mint kiderült, a bolygó mindössze 0,51 m/s sebességváltozást okoz az Alfa Centauri B mozgásában. Összehasonlításképpen érdemes megjegyezni, hogy az 1995-ben elsőként felfedezett exobolygó, természetesen egy óriásbolygó, 50 m/s, vagyis százszor nagyobb sebességingadozást okoz csillaga, az 51 Pegasi radiális sebességében. Ezért a csillagászok méréseikhez az Európai Déli Obszervatóriumok (ESO, www.eso.org) 3,6 m-es, a chilei La Silla Obszervatóriumban működő távcsövére szerelt HARPS spektrográffal végezték. Ezt tartják a szakemberek a világ legstabilabb, ilyen mérésekre alkalmas spektrográfjának.

Forrás: ESO/Digitized Sky Survey 2
Az Alfa Centauri és környezete

A második, és az előzőnél is nagyobb kihívást az jelentette, hogy a bolygó által okozott elmozdulás színképi jelét a csillag spektrumában el kellett tudni választani a csillag egyéb változásaitól. Az Alfa Centauri B-n, akárcsak a Napon a mágneses aktivitás miatt fellépő foltok helyezkednek el, hatásuk megzavarhatja a méréseket. Kezdetben a csillag változásaiból adódó jel háromszor akkora volt, mint a bolygó hatása. Ezután a csillag forgásából adódó változásokat nem kevesebb mint 23 paraméterrel modellezték, hogy kiszűrjék a bolygóra utaló színképi jeleket.

Végső soron megállapították, hogy a bolygó periodikusan az említett 0,51 m/s-mal változtatja meg a csillag sebességét. Keringési periódusa 3,326 nap, pályájának fél nagytengelye, vagyis közepes távolsága a csillagtól 0,04 csillagászati egység, tehát körülbelül 6 millió km. (A Merkúr legkisebb távolsága a Naptól 46 millió km.) Ami pedig a legfontosabb, a bolygó tömege nagyjából akkora, mint a Földé. Következésképpen, ez az eddig talált legkisebb tömegű exobolygó, amelyik egy Naphoz hasonló csillag körül kering, továbbá ez a Naprendszerhez legközelebbi exobolygó.

Akadnak kételkedők, akik a csak érzékeltetett nehézségek miatt nem tartják elég meggyőzőnek a felfedezés hírét. A felfedezők mindenesetre remélik, hogy hamarosan mások, más műszerekkel megvizsgálva az Alfa Centauri rendszerét, meg tudják erősíteni a bolygó létezését.

Egy bökkenő azonban így is marad. A felfedezett bolygó, amint azt Dumusque és munkatársai hivatkozott cikkükben is elismerik, túlságosan közel van csillagához ahhoz, hogy folyékony víz lehessen a felszínén, vagyis jóval a lakható zónán belül kering az Alfa Centauri B körül. A felfedezőket azonban bizakodással tölti el, hogy az exobolygók statisztikai vizsgálatának eredménye szerint a kis tömegű bolygók rendszerint több bolygót tartalmazó rendszerekben fordulnak elő. Remélhetjük tehát, hogy az Alfa Centauri B körül további, a Földhöz hasonló tömegű bolygók is keringenek, talán valamelyik a lakható zónában. Ugyanakkor roppant bonyolult és érzékeny méréseikkel bebizonyították, hogy a radiális sebességen alapuló módszer ma már alkalmas lehet a Naphoz hasonló, sőt, akár a Napnál hűvösebb (M színképtípusú) csillagok lakható zónájában is a kis tömegű bolygók kimutatására.

A Xavier Dumusque (Genfi Obszervatórium) és munkatársai által jegyzett felfedezést a Nature magazin október 17-i számában publikálták.