Temérdek bolygó lehet a Naprendszeren kívül

A HST megfigyeléséi alapján akár 6 milliárd, a Jupiterhez hasonló exobolygó is lehet a Tejútrendszerben.

Az eddig felfedezett Naprendszeren kívüli bolygókat (exobolygókat) szinte kivétel nélkül a Naprendszer közelében találták, a legelterjedtebb módszerrel, amelynek során az úgynevezett radiális sebesség változását mérik egy csillagnál (a közvetlenül nem látható bolygó egy kicsit "rángatja" a csillagot, és ez az elmozdulás a csillag színképéből kimutatható). A bolygókeletkezéssel kapcsolatos egyik nagy kérdés, hogy a Napunktól eltérő csillagok körül is kialakultak-e planéták. A Hubble-űrteleszkóppal (HST) ezúttal távoli csillagok körül próbáltak exobolygókra akadni, a Tejútrendszer központi vidékén.

A HST-vel folytatott SWEEPS program (Sagittarius Window Eclipsing Extrasolar Planet Search) a Sagittarius (Nyilas) csillagkép irányában a Tejútrendszer belső vidékét vizsgálja. A megfigyelést egy csillagközi anyagban szegény zónán keresztül végzik, ahol nagy távolságra láthatunk, egészen galaxisunk központi dudoráig. A program során az itt található csillagok fényváltozásait követték.

A telehold látszó területének mindössze negyedét kitevő kutatási zónában közel 180 ezer csillag mutatkozott, egészen +30 magnitúdós halványságig. Ezek többsége közel 26 ezer fényére van tőlünk, és mintegy felük volt olyan fényes, hogy megfelelő pontossággal követhessék sugárzásuk változásait. A felmérés során az úgynevezett tranzitmódszert használták: ennek keretében az exobolygót a csillaga előtti áthaladásakor azonosítják, a csillag fényében bekövetkező intenzitás-csökkenésből.

Kailash Sahu (STScI) vezetésével a HST-vel 520 felvételt készítettek a kék és a vörös hullámhosszakon, 2004 februárjában. Ennek során mintegy 16 olyan csillagot azonosítottak, amelyeknél exobolygók avagy törpecsillagok átvonulásai okozhattak fényességcsökkenést.

Közülük öt esetében egy napnál is rövidebb keringési idő mutatkozott. Ha itt planétákkal van dolgunk, ezek a csillagukhoz rendkívül közel keringő objektumok lehetnek. Közülük a legrövidebb periódust mutató SWEEPS-10 mindössze 10 óra alatt, 1,2 millió km távolságban járja körül csillagát. Felszíni hőmérséklete a kis távolság miatt 1600-1800 ^oC lehet. Tömege legalább 1,6-szorosa a Jupiterének, különben a közeli csillag vonzásából ébredő árapályerő darabokra szaggatná.

Az ilyen ultrarövid periódusú planéták főleg kistömegű vörös törpecsillagok körül mutatkoznak. Hiányukat a nagyobb tömegű csillagok körül talán az okozza, hogy az ilyen közeli pályán a csillagok intenzív sugárzásától teljesen elpárologtak. További fontos megfigyelés, hogy a mostani bolygójelöltek elsősorban a nehéz elemeken gazdagabb csillagok körül mutatkoznak.

A tranzitmódszer hátránya, hogy a fényességcsökkenésből csak az objektum átmérőjét lehet megállapítani, tömege azonban nem derül ki. Enélkül pedig nem lehet megállapítani, hogy exobolygóval, barna törpével, esetleg vörös törpecsillaggal van dolgunk. Utóbbi megméréséhez a radiális sebesség módszert kell használni, ehhez azonban színképelemzés kell - ami viszonylag fényes csillagot vagy nagy távcsövet igényel.

Az alábbi kép felső részén a zöld körök kilenc olyan csillagot jelölnek, amelyek körül a fényességmérések alapján néhány napos periódussal exobolygók vagy törpecsillagok keringhetnek. Sajnos a jelöltek többsége túl halvány ahhoz, hogy spektroszkópiás módszerrel megállapíthassák a körülöttük keringő objektumok tömegét.

Néhány csillag a megfigyelt égterületen (NASA, ESA, STScI)

Az ábra alsó részén bejelölt csillagnál színképelemzéssel és radiális sebesség módszerrel sikerült megállapítani a fedéseket okozó égitest tömegét. Eszerint a kérdéses objektum tömege kb. 3,9-szorosa a Jupiterének - azaz exobolygónak számít. Emellett még egy esetben sikerült spektroszkópiás módszerrel megerősíteni az exobolygó létét, ahol az 9,7 jupitertömegűnek mutatkozott.

A fenti két példán túl egyelőre csak statisztikai becslést lehet végezni a többi megfigyelt csillagra. Eszerint a fedést okozó objektumoknak közel fele lehet exobolygó - azaz keringhetnek planéták a Tejútrendszer központi vidékén lévő csillagok körül is. Ha pedig az eddigi statisztikai eredményeket Galaxisunk összes csillagára kiterjesztjük, közel 6 milliárd Jupiter-kategóriájú planétával számolhatunk a Tejútrendszerben.

Egy másik firss hír: a Hubble-űrteleszkóp nemrég az eddigi legközelebbi exobolygó azonosításában is közreműködött. A kérdéses planéta a 10,5 fényévre lévő Epszilon Eridani körül kering, 6,9 éves periódussal. Tömege közel másfélszerese a Jupiterének, pályasíkja pedig 30 fokos szöget zár be látóirányunkkal, és egybeesik a csillag körüli anyagkorong síkjával. A megfigyelés azért fontos, mert ez az első eset, hogy sikerült megfigyelni egy exobolygót és a vele egy síkban lévő anyagkorongot ugyanazon csillag körül.

Az égitest létezésére még egy 2000-es földi megfigyelés utalt, a csillag mozgásában mutatkozó apró, periodikus sebességváltozások révén. Később a HST-vel sikerült a csillag helyzetében mutatkozó igen csekély változásokat azonosítani, így a bolygó létezése biztos lett. A számítások szerint az égitestet a HST 2007-ben közvetlenül is megörökítheti majd, addig a mellékelt fantáziarajzzal kell beérnünk.

Kereszturi Ákos