Az Európai Déli Obszervatórium Nagyon Nagy Távcsöve (VLT) elkészítette minden idők első felvételét egy fiatal, a Naphoz hasonló csillagról és két óriás exobolygójáról. A több exobolygót tartalmazó rendszerekről nagyon ritkán készülnek képek, és a csillagászok – egészen mostanáig – sosem figyelhettek meg közvetlenül több bolygót egy Naphoz hasonló csillag körül. A megfigyelések segíthetnek a csillagászoknak megérteni, miként alakultak ki és fejlődtek a bolygók saját Napunk körül.

Az ESO néhány héttel ezelőtt tett közzé egy lenyűgöző felvételt, amelyet a VLT készített egy születőben lévő rendszerről. Most ugyanennek a távcsőnek ugyanaz a műszere fényképezte le először közvetlenül a TYC 8998-760-1 jelű csillag bolygórendszerét, amely hasonló a Naphoz, és nagyjából 300 fényévre van tőlünk.

„Ez a felfedezés betekintést nyújt egy, a saját Naprendszerünkhoz nagyon hasonló környezetbe, amely fejlődésének sokkal korábbi stádiumában van." – mondja Alexander Bohn, a hollandiai Leideni Egyetem PhD-hallgatója, a The Astrophysical Journal Letters folyóiratban ma közzétett kutatás vezetője.

Az ESO Nagyon Nagy Távcsövének SPHERE műszere által készített kép a TYC 8998-760-1 jelű csillagot és két óriásbolygóját, a TYC 8998-760-1b és TYC 8998-760-1c jelzésű bolygót mutatja. Ez az első alkalom, hogy a csillagászok egy Naphoz hasonló csillag körül keringő több bolygót közvetlenül figyeltek meg. A két bolygó két világos pontként látszik a képkocka közepén (TYC 8998-760-1b) és jobb alsó sarkában (TYC 8998-760-1c) nyilakkal jelölve. A képen látszik több más fénypont is, ezek háttércsillagok. A kutatócsoport különböző időpontokban több képet készített, így tudta elkülöníteni a bolygókat a háttércsillagoktól. A felvétel úgy készült, hogy a fiatal, a Naphoz hasonló csillag (a bal felső sarokban) fényét koronográffal kitakarták, és ennek köszönhetően a halványabb bolygók is érzékelhetők lettek. A csillag képén látszó fényes és sötét gyűrűk optikai eredetű hibákForrás: ESO/Bohn et al.

„Bár a csillagászoknak galaxisunkban több ezer bolygót sikerült már közvetett módon kimutatniuk, csupán néhány exobolygó látszik közvetlenül." – mondja Matthew Kenworthy, a tanulmány társszerzője, a Leideni Egyetem docense. „A közvetlen megfigyelések fontosak az élet számára alkalmas helyek felkutatásában." – teszi hozzá. Az ugyanazon csillag körül keringő két vagy több exobolygóról készített felvételek még ritkábbak; ez idáig csupán két hasonló rendszert figyeltek meg, és mindkettő csillaga merőben eltér a Naptól. Az ESO VLT távcsövének új képe az első közvetlen felvétel egy olyan rendszerről, amelyben egy Naphoz hasonló csillag körül több exobolygó kering. Szintén az ESO VLT távcsöve volt az első teleszkóp, amely 2004-ben képet készített egy exobolygóról, amikor kiszúrt egy fénypontot egy barna törpe, egy „félbemaradt" csillag körül.

„Kutatócsoportunk most elkészíthette az első képet két gázóriásról, amelyek egy fiatal, a Naphoz hasonló csillag körül keringenek." – mondja Maddalena Reggiani, a belgiumi Leuveni Katolikus Egyetem posztdoktori kutatója, aki szintén részt vett a kutatásban. A két bolygó az új képen két ragyogó fénypontként látszik távol a csillagától, amely a kép bal felső sarkában helyezkedik el (kattintsunk a képre, hogy lássuk a teljes képkockát). A kutatócsoport különböző időpontokban készített több képet, így el tudta különíteni a bolygókat a háttércsillagoktól.

A két gázóriás 160-szor, illetve 320-szor távolabb kering a csillagától, mint a Föld a Naptól. A bolygók így sokkal messzebb vannak a csillagtól, mint a szintén gázóriás Jupiter vagy Szaturnusz, amelyek csupán a Nap–Föld távolság 5- és 10-szeresére keringenek a Nap körül. A kutatócsoport azt is megtudta, hogy a két exobolygó tömege sokkal nagyobb, mint Naprendszerünk bolygóié, a belső bolygó tömege 14-szerese, a külső pedig 6-szorosa a Jupiter tömegének.

Bohn és munkatársai akkor készítették a képet, amikor a Naphoz hasonló vagy sokkal fiatalabb csillagok körül kerestek fiatal óriásbolygókat. A TYC 8998-760-1 jelű csillag csupán 17 millió éves, és a déli égbolt Musca (Légy) csillagképében látszik. Bohn úgy írja le, mint „a Nap nagyon fiatal mása".

A felvételek az ESO chilei Atacama-sivatagban lévő VLT távcsövének nagy teljesítményű SPHERE műszerének köszönhetők. A SPHERE a koronográfnak nevezett eszközzel takarja ki a csillag fényét, amelynek köszönhetően láthatóvá válnak a halványabb bolygók. Míg az idősebb bolygók, mint amilyenek a Naprendszerben is vannak, túl hidegek ahhoz, hogy ezzel a technikával megtaláljuk őket, a fiatalabb bolygók melegebbek, így jobban fénylenek infravörös tartományban. A kutatók több képet készítettek az elmúlt évben, és korábbi, 2017-es és azt követően kapott adatokat is felhasználtak, így megerősíthették, hogy a két bolygó a rendszer része.

A készülő Extremely Large Telescope (ELT) művészi megrajzolásaForrás: ESO

A további megfigyelések, köztük az ESO készülőben lévő Rendkívül Nagy Távcsöve (Extremely Large Telescope, ELT) segíthetnek megvizsgálni, hogy a bolygók a jelenlegi, a csillagtól távoli helyükön alakultak ki, vagy máshonnan vándoroltak oda. Az ESO ELT távcsöve segíthet majd elemezni ugyanazon rendszer két fiatal bolygójának kölcsönhatásait is. „Az a lehetőség, hogy a jövőbeni műszerek, például az ELT műszerei képesek lesznek érzékelni a még kisebb tömegű bolygókat is a csillag körül, fontos mérföldkövet jelent a több bolygóból álló rendszerek megértésében, amelynek hatásai lehetnek saját Naprendszerünk történetére is." – foglalta össze Bohn.

Forrás: ESO