Bár jelenleg már több mint négyszáz, idegen naprendszerben keringő planétát ismerünk, túlnyomó többségük létezésére csak közvetett bizonyítékaink vannak. Arra, hogy valaha űrszondákat küldjünk ezen távoli világok felé, a jelenlegi tudományos-technológiai ismereteink szerint nincsen esély – éppen ezért már az is óriási eredménynek számít, hogy űrtávcsöveink és földi óriásteleszkópjaink segítségével néhány exobolygó képét sikerült közvetlenül is megörökíteni.
Van azonban egy, a csillagászat számos területén kulcsszerepet betöltő módszer, melyről úgy tűnik, hogy az exobolygók megismerésében is a leghatékonyabb eszközünk lehet: ez pedig a spektroszkópia (színképelemzés). A színképek felvételével lehetőség nyílik a távoli égitestek (akár a más csillagok körül keringő planéták légkörének) kémiai összetételének, valamint az objektumra és környezetére vonatkozó fizikai jellemzők (hőmérséklet, mágneses térerősség, forgási vagy keringési sebesség, stb.) meghatározására.
Az exobolygóknak (akárcsak a mi Naprendszerünk planétáinak) nincsen saját fénye, csak csillaguk fényét reflektálják – ezt azonban igen nehéz detektálni, mivel a bolygókról visszaverődő fény sokkal gyengébb a csillag közvetlen fényénél, ráadásul a nagy távolság miatt a legtöbb esetben összeolvad a különböző objektumok irányából érkező fény (a mérések nehézségi fokát joggal hasonlítják ahhoz az esethez, mikor egy több kilométerre lévő reflektor körül repkedő szentjánosbogarat akarunk észrevenni szabad szemmel…). Néhány fedési exobolygó esetében sikerült közvetett módon spektrumokat felvenni a Spitzer és a Hubble űrtávcsővel: a bolygóátvonuláskor és a bolygó csillag által történt elfedésekor felvett színképek különbségéből meghatározhatóvá vált a planéták légkörének összetétele – ilyen módszerrel egyes bolygók esetében következtettek már többek között szén-dioxid, oxigén és nátrium jelenlétére is.
A közelmúltban újabb mérföldkőhöz érkezett az exobolygó-kutatás. Egy kanadai-német kutatócsoportnak a Chilében felépített, európai óriástávcső-együttes (ESO VLT) műszereivel sikerült direkt színképfelvételt készítenie egy távoli csillag körül keringő planéta légköréről. Az égitest egy hármas bolygórendszer, a tőlünk mintegy 140 fényévre lévő HR 8799 tagja, mely több szempontból is különleges. Ez volt az első naprendszer, melyről sikerült közvetlenül képet alkotni; ráadásul három ismert bolygóján kívül két kisbolygóöv-szerű alakzatot is megfigyeltek benne. A HR 8799c jelű planéta a Jupiternél mintegy tízszer nagyobb tömegű, légkörének becsült hőmérséklete 800 Celsius-fok. A megfelelő minőségű színképfelvételek elkészítéséhez csaknem öt órányi expozícióra volt szükség.
A Gemini-távcső 2007-es, központi kitakarással készített felvétele a HR 8799 jelű csillag két bolygójáról; a "c" jelű égitest az első távoli planéta, melyről közvetlen színképfelvételt sikerült készíteni (Gemini Observatory).
A csillagászok nagy előrelépésnek tartják az eredményt, mivel az exobolygók többsége nem mutat fedést a Földről nézve, s ezek spektroszkópiai vizsgálatára csak direkt módszerrel van lehetőség. A hasonló megfigyelések révén az eddigieknél jóval pontosabban meghatározhatóvá válik az exobolygók légköri összetétele, s akár új légkörmodellek megalkotására is szükség lehet – ezt mi sem bizonyítja jobban, mint a HR 8799c esete, melynek felvett színképét eddig semmilyen ismert modellel sem sikerült leírni.
Illusztráció a HR 8799c bolygó színképének a VLT NACO nevű spektrográfjával való elkészítéséről. A planéta színképe a közvetlen csillagfényt jelző, erős központi sáv fölött látszó, vékonyabb csík. Látszik, hogy a mérést diffrakciós mintázatok és szellemképek megjelenése is zavarta (ESO).
A jövőben – akár már a VLT-re 2011-ben felszerelésre kerülő, új generációs műszerek révén – egyre több és több távoli planéta pontos légköri összetételét ismerhetjük meg; ez lehetőséget adhat a bolygókeletkezési elméletek tesztelésére és pontosítására, s akár az életre alkalmas helyszínek feltárásában is.
Forrás: ESO Press Release, 2010.01.13.
