Halott csillagok bolygói

Első alkalommal sikerült egy pulzár körül olyan anyagkorongot kimutatni, amelyből később ún. második generációs exobolygók születhetnek.

Az exobolygók kutatásával kapcsolatban az egyik legváratlanabb felfedezés 1992-ben történt, amikor kiderült, hogy a PSR B1257+12 jelű pulzár körül planéták keringenek. A pulzárok a szupernóva-robbanások után visszamaradt neutroncsillagok, amelyek körül korábban nem vártak exobolygókat. A robbanás ugyanis elméletileg elsöpri őket - főleg az anyagkidobás miatt lecsökkent tömegű központi égitest megváltozott gravitációs tere révén "keverednek össze" a bolygópályák.

A megoldást az ún. második generációs bolygórendszer adhatja, amelyben a szupernóva-robbanáskor kirepült, de az égitest körüli pályán maradt anyag alkotta korongból állnak össze újra bolygók. Ilyen korongot azonban pulzár körül nem találtak - egészen mostanáig.

Deepto Chakrabarty (Massachusetts Institute of Technology, Cambridge) és munkatársai a Spitzer-űrteleszkóppal a 4U 0142+61 jelzésű pulzárt vizsgálták az infravörös tartományban. Az égitest 13 ezer fényév távolságban, a Cassiopeia csillagkép irányában helyezkedik el. Az objektum eredetileg egy 10-20 naptömegű csillag volt, amely kb. 100 ezer évvel ezelőtt ért a becslések alapján igen rövid, mindössze 10 millió éves élete végée. Az ekkor történt robbanás nyomán magja periódikus sugárzást kibocsátó neutroncsillag, azaz pulzár formájában maradt vissza. A kirepült anyag kisebb része pedig egy korongot alkotott körülötte, ennek infravörös sugárzását azonosították most.

A korong közel 1,6 millió km sugarú, tehát nagyságrendileg 30-szor kisebb, mint a Merkúr pályájának sugara a Naprendszerben, és mintegy tízszer annyi anyagot tartalmazhat, mint a Föld tömege. Ebben az anyagkorongban elméletileg létrejöhetnek a fent említett második generációs planéták. Kialakulási folyamatuk egyelőre alig ismert, és születésük után is alapvetően más környezetben lehetnek, mint egy "normál" csillag körüli exobolygók. A kb. Budapest méretű pulzár erős röntgensugárzással bombázhatja felszínüket, így az általunk ismert életformák számára például ez igen kellemetlen hely lenne.

Fantáziarajz egy pulzár körül kialakult exobolygókról és a központban lévő, gyorsan forgó neutroncsillagról (NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC))

Különleges exobolygók

Az elmúlt évtized felfedezései és elméleti okfejtései nyomán a "normális" exobolygók mellett egyre több olyan planéta akad távcsővégre, illetve "jelentkezik" az elméleti okfejtések során, amelyek jellemzői szokatlanok, és nincs hozzájuk hasonló a Naprendszerben. Az ilyen, jórészt feltételezett egzotikus exobolygók három érdekes csoportjáról az alábbiakban olvashatnak - bár e típusokon kívül még számtalan szokatlan paraméterrel (keringési távolság, kötött tengelyforgás, méret és tömeg, a központi csillaghoz közeli helyzet stb.) bíró planéták is létezhetnek.

• Bolygókká vált holdak: ezek az exobolygók közötti gravitációs kölcsönhatások és zavarok révén térnek le egy-egy planéta körüli pályájukról. Ha a központi csillag körüli útvonalra állnak, látszólag hasonlóak lesznek egy "hagyományos" nagybolygóhoz - legfeljebb kisebb mérettel és tömeggel bírnak. Ugyanakkor, ha egy óriásbolygó távoli jeges holdja kerül a csillaghoz közeli pályára, globális folyékony vízóceánt és sűrű vízpáralégkört fejleszthet - ami például az Europa nevű Jupiter-holddal történne, ha hirtelen nagyjából a Föld helyére raknánk.
• Hold jellegű bolygók a barna törpék körül lehetnek. Elképzelhető, hogy egy barna törpe körüli planéták alkotta rendszer jobban emlékeztet egy óriásbolygó holdrendszerére, mint a Naprendszer egészére. Elméletileg itt is eltérő összetételű planéták születnek, bár egyes feltételezések alapján ezek gázban szegény égitestek, és nem várhatók a Jupiterhez hasonlóan nagy tömegű óriásbolygók. További érdekesség, hogy a barna törpék csak életük elején sugároznak erősen, utána fokozatosan halványodnak - úgy is fogalmazhatunk, egy ilyen rendszer központi "napja" hamar kialszik.
• Pulzárok exobolygói a jelen cikkben említett planéták. Itt a "hagyományos" bolygókeletkezéshez viszonyítva az okozhat eltérést, hogy az anyagkorongban feltehetőleg kevesebb a gáz, mint a klasszikus bolygókeletkezés protoplanetáris korongjában. Eszerint kevesebb illékony anyag, főleg hidrogén és hélium lesz az ilyen exobolygókban - itt tehát nem várhatunk a Jupiterhez hasonló gázóriásokat. Ugyanakkor a pulzár energia-kibocsátása is eltér egy születő csillagétól, ezért mások a korong hőmérséklet viszonyai, és máshol esetleg másfajta ásványok (is) kiválnak benne. Utóbbi nem csak a belőlük született bolygók összetételét, hanem az ásvány-kondenzálódás és így például a legbelső planéta helyzetét is befolyásolja - ez pedig pályarezonanciák révén külső társai születési pozícióira lehet hatással.

Kereszturi Ákos