Az első közvetlen jel egy távoli szuperföldről

608
Újabb mérföldkövéhez érkezett az utóbbi évek egyik legdinamikusabban fejlődő tudományterülete, az exobolygók kutatása: amerikai és belga csillagászoknak első alkalommal sikerült közvetlen jelet észlelniük egy más csillag körül keringő, az ún. szuperföldek kategóriájába sorolt égitestről.

A M. Gillon (Université de Liège, Belgium) és B.-O. Demory (Massachusetts Institute of Technology, MIT, Cambridge) által vezetett kutatócsoport a Spitzer infravörös űrtávcső segítségével vizsgálta a Földtől 41 fényévre lévő, 55 Cancri jelű csillag környezetét. Az 55 Cancri – mely Napunkhoz hasonló méretű, de annál valamivel hűvösebb, kb. 4800 Celsius-fok felszíni hőmérsékletű csillag – már régóta az exobolygó-kutatók érdeklődésének középpontjában áll, mivel jelenlegi ismereteink szerint legalább öt bolygó kering körülötte; ezzel pedig a Naprendszerünkhöz egyik leginkább hasonlító bolygórendszer, amit eddig találtak.

A csillagához legközelebb keringő "55 Cancri e" Földünknél mintegy kétszer nagyobb átmérőjű és nyolcszor nagyobb tömegű planéta, mely ezzel a Naprendszerünkben lévő kőzetbolygóknál nagyobb, de a Neptunusznál kisebb exobolygók besorolására létrehozott szuperföldek kategóriájába esik. A rendkívül rövid – mindössze 18 órás – keringési idejű bolygót eddig csak a központi csillag előtt való átvonulásai során, a csillag fényességének változásai alapján lehetett vizsgálni. Az amerikai-belga kutatócsoport a napokban közzétett eredményei alapján viszont a bolygó saját, infravörös sugárzását is sikerült kimutatni a Spitzer-űrtávcső kamerájának segítségével.


Míg látható fényben (fent) a központi csillag fényessége nem teszi lehetővé a közeli bolygó közvetlen detektálását, az infravörös tartományban (lent) a bolygóról érkező sugárzás már összemérhető a csillagéval, így előbbi is kimutathatóvá válik (a NASA/JPL-Caltech illusztrációja).

Közvetlen bolygódetektálást korábban már a Spitzerrel és más űrtávcsövekkel (HST, Kepler) is sikerült végrehajtani, ezek azonban mind Jupiter-méretű, vagy annál is nagyobb óriásplanéták voltak. Ez az első eset, hogy közvetlen jelet – jelen esetben a saját hősugárzást – egy szuperföld-kategóriájú égitestnél is ki tudtak mutatni. A Spitzer mérései alapján a kutatók a bolygó több paraméterének értékét is pontosítani tudták: az átmérőre 2,17±0,10 földátmérő, míg a planéta felszíni hőmérsékletére 2100±300 Celsius-fok adódott.

A csillagászok azt már korábban kiderítették, hogy a bolygó kötött keringésű (azaz mindig ugyanazt az oldalát fordítja a csillaga felé). Az új, infravörös adatoknak köszönhetően viszont az is kiderült, hogy a planéta csillag felé forduló oldala jóval magasabb hőmérsékletű, mint a másik, azaz a bolygó nem rendelkezik számottevő, a hatékony hőáramlást lehetővé tevő légkörrel (vagy, ha volt is neki korábban, mostanra nagyrészt elpárolgott). Az 55 Cnc e tehát valószínűleg egy "gőzbolygó", melynek szilárd magját egy erősen párolgó víz-vízgőzburok veszi körül.


Az 55 Cnc infravörös (pontosabban 4,5 mikronos) sugárzásának intenzitásváltozása a legbelső, "e" jelű bolygó keringési periódusának függvényében. A bolygónak a csillag mögött történő áthaladása (0,45-0,55 fázis között) során lecsökken a bejövő infravörös sugárzás erőssége, ennek mértéke pedig pont a bolygó saját infravörös fényességének felel meg (NASA/JPL-Caltech/MIT).

Bár az 55 Cnc e biztos, hogy nem lakható bolygó, a Spitzer mérései fontos lépést jelentenek a további szuperföldek, sőt, akár Föld-méretű bolygók saját sugárzásának kimutatásához. Ezeket az eredményeket várhatóan a Hubble Űrtávcső utódja, a tervek szerint 2018-ban startoló James Webb Űrtávcső szolgáltathatja majd.

Forrás: NASA Science News, 2012.05.08.

Hozzászólás

hozzászólás