Exobolygó a hóhatáron túl

418

A Kepler-421b, a maga 704 napos keringési periódusával rekordot döntött a fedési exobolygók között, és az első olyan gázbolygó lehet, amelyet a kialakulása távolságában sikerült megfigyelni.

A Kepler-űrtávcső adataiból, a négy évig tartó megfigyelések ellenére, eddig szinte csak közeli, egy évnél rövidebb keringési idejű bolygókat sikerült felfedezni. A Kepler-421b felfedezése viszont új rekordot állított fel: a bolygó két fedése között nem kevesebb, mint 704 nap telik el. Ez majdnem olyan hosszú, mint a 780 napig tartó szinodikus marsi év. A bolygó meglehetősen nagy méretű, a kutatók szerint leginkább az Uránuszhoz hasonlító jégóriás lehet.

20140724_kepler421_kep1
Művészi koncepció a vöröses Kepler-421 csillagról és távoli bolygójáról. Forrás: David A. Aguilar (CfA)

“A Kepler-421b megtalálása óriási szerencse”, állítja David Kipping (Harvard-Smithsonian CfA, Cambridge, USA), a bolygót bemutató szakcikk vezető szerzője. “Minél messzebb van ugyanis egy bolygó a csillagától, annál kisebb az esélye, hogy látjuk a fedését a Földről nézve. Ehhez pontosan irányban kell állnia.” A bolygó 1,22 Csillagászati Egységre kering a csillagtól, ilyen távolságban mindössze 0,3% az esélye, hogy pont fedést látunk. A Kepler-űrtávcső ideális műszer volt a bolygó azonosításához, de még így is csak kettő fedést sikerült megfigyelni. Jelenleg pedig nincs is olyan távcsövünk, amely négy éven át, hosszabb megszakítás nélkül képes lenne gyűjteni az adatokat, türelmesen várva egy ilyen távoli bolygó keringésére.

20140724_kepler421_kep2
16 órán át tart, amíg elhalad a csillag előtt. Felül a két fedés, kékkel és lilával, illetve az illesztett modell, alul a fedés levonása utáni maradék. Forrás: Kipping et al.

A felfedezés másik jelentőségét az adja, hogy a bolygó a “hóhatáron” túl helyezkedik el: ez az a távolság, ahol elég gyenge már a csillag sugárzása ahhoz, hogy a vízjég fagyott állapotban maradhasson. Mivel a Kepler-421 csillag kisebb és halványabb is a Napnál, a bolygó távolságában már csak a földi besugárzás kevesebb, mint fele éri, a légköre tetején 185 K (-88 °C) lehet a hőmérséklet. Ugyanez a besugárzás a Naprendszerben a Mars és a kisbolygóöv között félúton, 1,9 Csillagászati Egységnél lenne mérhető.

A hóhatár alapvető jelentőségű távolság a bolygókeletkezési modellekben. A jelenlegi elméleti megfontolások alapján gázóriások csakis a hóhatáron túl keletkezhettek, ugyanis csak ott tudtak kellő mennyiségű jeget és gáznemű összetevőket, hidrogént és héliumot összegyűjteni. Az eddig felfedezett, csillagaikhoz közel keringő forró Jupiterek és Neptunuszok a kialakulások után kellett, hogy bevándoroljanak a csillag közelébe. A Kepler-421b példája azonban igazolja, hogy a vándorlás nem szükségszerű: a gázbolygók meg is maradhatnak abban a tartományban, ahol eredetileg kialakultak. Pontosan ahogy a Naprendszerben is látjuk.

A kutatók szerint ilyen, Neptunuszhoz és Uránuszhoz hasonló méretű gázbolygókból rengeteg lehet a hóhatáron túl – megtalálásuk azonban hatalmas kihívásokat támaszt a jövő exobolygó-kereső programjai elé.

Az eredményeket bemutató szakcikk az Astrophysical Journal folyóiratban jelent meg.

Forrás: Harvard-Smithsonian CfA

Hozzászólás

hozzászólás