Forró bolygók a Naprendszeren kívül

1044

A NASA Spitzer űrteleszkópjának segítségével először kaphatunk közelebbi képet arról, milyen is lehet az "időjárás" egy exobolygón. Az infravörös távcsövet használva egy kutatócsoportnak első alkalommal sikerült kimutatnia egy Naprendszeren kívüli gázóriás atmoszférájában eltérő hőmérsékletű területeket. Az adatok alapján a HD 189733b katalógusjelű objektum nem éppen barátságos hely, légkörét valószínűleg állandóan üvöltő szelek korbácsolják. Egy szintén a Spitzerrel dolgozó másik kutatócsoport pedig megállapította, hogy a 2005-ben felfdezett HD 149026b katalógusjelű objektum a legforróbb ismert exobolygó.

Mindkét bolygó az ún. forró Jupiterek osztályába tartozik, azaz méretüket tekintve legalább akkorák, mint a Naprendszer óriásbolygója, viszont annál jóval közelebb keringenek csillagukhoz, s ezért felszíni hőmérsékletetük nagyon magas, ugyanis másodpercenként körülbelül 20000-szer több energia éri őket, mint a Jupitert. A ma ismert, kétszáznál is több exobolygó körülbelül 25 százaléka tartozik ebbe a csoportba. Ezen objektumok az optikai tartományban működő távcsövek segítségével is detektálhatók, főbb paramétereik (méret, pálya) is megállapíthatók, légkörükről azonban csak az infravörös tartományban nyerhető információ, mert itt kisebb a csillag és a bolygó fényessége közti különbség, s a bolygóról érkező jel könnyebben detektálható. Az infravörös észlelések legjobb eszköze manapság a 2005 óta a Föld körül keringő Spitzer űrteleszkóp.

A HD 189733b tőlünk 60 fényévre, a Vulpecula csillagképben figyelhető meg. Csillaga körül 2,2 naponként tesz meg egy keringést, periodikusan elé, illetve mögé kerülve, azaz a jelenleg ismert legközelebbi fedési exobolygó. A Spitzer segítségével a keringés során, ahogyan a bolygó más és más részeit fordította felénk, 33 órán keresztül mérték a planétáról érkező infravörös sugárzást. A mintegy negyedmillió mérési adatból rekonstruálták a bolygó egész légkörének hőmérsékleti eloszlását. Az eljárást az tette lehetővé, hogy az elképzelések szerint az összes forró Jupiter típusú exobolygó keringése kötött, azaz tengelyforgási és keringési ideje megegyezik (hasonlóan a Holdéhoz), így a keringési periódussal ismert a rotációs periódus is. A kötött keringés miatt a forró Jupiterek egyik oldala mindig a napjuk felé néz, a másik pedig sötét.

A hőmérséklet változása a HD 189733b óriás gázbolygó felhőzetében a Spitzer űrteleszkóp infravörös mérései alapján. A világosabb színek magasabb, a sötetebb színek alacsonyabb hőmérékletű területeket jelölnek. A meridiántól 30 foknyira keletre egy óriási forró folt található a bolygó atmoszférájában.

Az eredmények szerint a HD 189733b hőmérséklete 650 Celsius fok körüli a sötét oldalon, míg 930 Celsius fok a napsütötte oldalon. Mivel a két oldal közötti hőmérsékletkülönbség nem túl nagy, a kutatók úgy gondolják, hogy a bolygó atmoszférájában tomboló szeleknek jelentős szerepük van az energiának a napsütötte oldalról a sötét oldalra történő szállításában. A tombolás kifejezés korántsem túlzás, ugyanis a számítógépes modelleken alapuló becslések szerint a szélsebesség elérheti a 9600 km/h-t is! A HD 189733b-nek van egy forró foltja is körülbelül 30 foknyira keletre a meridiántól. Ha a bolygó keringése valóban kötött, akkor ez azt jelenti, hogy a légkörében a szelek főleg keleti irányban fújnak.

A másik kutatócsoport a tőlünk 256 fényévre, a Hercules csillagképben megfigyelhető HD 149026b katalógusjelű, szintén fedési exobolygót vizsgálta a Spitzer műszereivel. A bolygó napja mögé kerülésekor az infravörös sugárzásban bekövetkező csökkenésből kimutatták, hogy az atmoszféra hőmérséklete meghaladja a 2000 Celsius fokot, ezzel forróbb, mint néhány kistömegű csillag. Ezen tulajdonságával természetesen az elméleti szakembereket is elgondolkodtató feladat elé állítja. A magas hőmérséklet miatt valószínű, hogy a csillagától kapott energia nem terjed szét úgy a légkörében, mint a HD 189733b esetében, így a nap felőli oldala nagyon forró, míg a másik jóval hidegebb. A kutatócsoport vezetője szerint a bolygó légköre valószínűleg az összes ráeső energiát elnyeli, abból szinte semmit nem ver vissza, így nem csak a legforróbb, de egyben a legfeketébb exobolygó címmel is büszkélkedhet. A HD 149026b egyébként a legkisebb és legsűrűbb ismert fedési exoplanéta, mérete a Szaturnuszéhoz hasonló, tömege azonban jóval nagyobb annál, csak a magja tömegét 70-90 földtömegnyire becsülik. Csillagát 2,9 naponként kerüli meg.

Fantáziarajz a legforróbb, s egyben legsötétebb eddig ismert exobolygóról, a HD 149026b katalógusjelű objektumról.

Forrás: Spitzer Space Telescope PR, 2007. május 9.

Hozzászólás

hozzászólás