Kepler bonanza: 715 új exobolygó!

1229

Közel megduplázta az ismert, megerősített exobolygók számát a Kepler űrtávcső eredményein alapuló bejelentés. A kulcs pedig az volt ilyen sok bolygó megerősítéséhez, hogy egyik sincs egyedül, legalább két bolygó jut egy csillagra a csapatban.

Az első exobolygók azonosítása óta nagy kihívást jelentett az új felfedezések megerősítése, és a legtöbb esetben további megfigyeléssel kellett minden jelölt létéről egyénként meggyőződni. Ez a pluszmunka leginkább a fedési exobolygókat sújtotta: a bolygó csillag előtti elhaladását jelző apró fényességcsökkenést más objektumok is képesek utánozni. Emiatt csak akkor nyilvánítanak egy exobolygót létezőnek, ha sikerült színképekből kimutatni a csillagára gyakorolt, gyenge gravitációs hatását. Pontosan ezért nevezték csak bolygójelölteknek a Kepler által azonosított, több ezer fedést mutató égitestet is. Tovább nehezíti a helyzetet, hogy csak néhány olyan műszer van bolygónkon, amelyek elég pontosak a legkisebbek detektálásához. A rengeteg Kepler bolygójelölt gyors megerősítéséhez ezért új eljárást kellett kidolgozni.

20140227_kepler715_kep1
Csillagokkal nem magyarázhatóak a többszörös fedést mutató rendszerek. (Forrás: NASA Ames)

 Ennek eléréséhez a Jack Lissauer (NASA Ames) vezette kutatócsoport a többszörös bolygórendszerekre koncentrált. Nagyon sok Kepler célpontnál kettő vagy több bolygójelölt is okoz fedéseket. Egyetlen bolygó fedésére hasonlító, hamis jelet könnyű előállítani, például ha egy irányban látszik egy fényes csillag és egy távoli, halvány fedési kettőscsillag, és a három csillag összeadott fényességéhez képest a csillagfedés csak kis halványodást okoz. Kettő ilyen, pontosan egy irányban látszó hamis pozitív forrás azonban már igen valószínűtlen, három vagy több pedig szinte teljesen kizárható. Vagyis statisztikai alapon meg lehet becsülni, hogy a kettő, de különösen a még több bolygójelölt fedést mutató csillagok körül valóban exobolygók keringenek-e. Szimulációk azt is megmutatták, hogy ha csillagokat helyeznénk olyan közel egymáshoz, mint egyetlen naprendszeren belül a bolygójelöltek távolsága, a rendszer dinamikailag instabil lenne, szétesne, a csillagok elnyúlt pályákra jutnának, majd végül kidobódnának.

20140227_kepler715_kep5
Az utóbbi években úgy tűnt, megtorpant az addig exponenciálisan növekvő évi felfedezésszám, de most a Kepler egy teljesen új kategóriát hozott létre magának. (Forrás: NASA/SETI Inst.)

 Alapos válogatás után végül 305 olyan csillag maradt, amelyek körül több, eddig még nem megerősített exobolygót lehetett azonosítani. A csillagok körül összesen 715 exobolygó kering: többségük kettes-hármas csoportokban, de akár hat kísérője is lehet egy csillagnak. A módszerrel a korábban már azonosított, hét bolygós Kepler-90 (KOI-351) rendszert is sikerült függetlenül igazolni. Különlegességek is felbukkantak: a Kepler-132-t például két, viszonylag távoli csillag alkotja, és mindkettő körül keringenek bolygók. Az még nem világos, hogy melyik körül kering kettő, és melyik körül a harmadik. A Kepler-296 ezzel szemben egy olyan kettőscsillag, amelynek egyik tagját öt kisméretű bolygó kerüli meg.

 A Kepler hatalmas áttörést ért el, mikor bebizonyította, hogy az exobolygók között túlnyomó többségben vannak a kisméretű égitestek, a szuper-Földek és mini-Neptunuszok és a még kisebb kőzetbolygók. Ugyanez az eloszlás köszön vissza a megerősített bolygók között is. Eddig az exobolygók többsége gázóriás volt, ezek számát csak 2 %-kal növelte a Kepler. A kisebb mérettartományokban viszont elképesztő ugrás mutatkozik: már a Neptunusz mérettartományába eső bolygók számát is megháromszorozta, a szuper-Földekét viszont egyenesen meghétszerezte. A legkisebb, Földhöz hasonló méretű kőzetbolygók számát pedig ötszörösére növelte – de ezek között nincs még igazi Föld-analóg. A mostani eredmények csak két évnyi észlelési adat feldolgozásán alapulnak, vagyis csak a szoros bolygórendszereket térképezték fel. A bolygókutatás szent Grálja, az egy év körüli keringési idejű, kicsi kőzetbolygó remélhetőleg a teljes, négy évet lefedő adathalmazból fog előbukkanni. A mostani bolygók között csak négy van, ami a lakhatósági zónába esik (köztük a Kepler-296f), de azok is inkább gázbolygóknak tűnnek.

20140227_kepler715_kep2
A kisebb bolygók számát hihetetlen mértékben megnövelte a Kepler bejelentés. (Forrás: NASA Ames/SETI Inst.)

Van azonban más hasonlóság a mi Naprendszerünkkel. A magányos forró Jupiterek összevissza, mindenféle szögben hajló pályán keringenek a csillaguk forgástengelyéhez képest. A Naprendszerben ehhez képest rend van és fegyelem, a nagybolygók közel egy síkban keringenek. A jelek szerint ez a rendezettség a több bolygót tartalmazó rendszerek általános ismertetőjele. „A kutatásainkból kiderült, hogy a többes rendszerekben keringő bolygók kicsik, a pályáik pedig laposak és körszerűek, mint egy palacsinta – egyáltalán nem olyanok mint a klasszikus atom-ábrázolás” – mondta el Jason Rowe, a SETI Institute munkatársa. Ezt egyébként statisztikailag igen könnyű ellenőrizni: ha nem így lenne, az eltérő irányokban álló bolygópályák miatt jóval kevesebb csillagnál látnánk egyszerre négy, öt, hat bolygó okozta fedéseket.

Ezzel a bejelentéssel a megerősített exobolygók száma bő ezerről 1800 közelébe ugrott. De még fontosabb a minőségbeli változás: egyre több kisméretű bolygóról szerzünk tudomást, így a Földet és a belső Naprendszer többi lakóját is egyre jobban el tudjuk helyezni a Tejút rengeteg bolygója között. Ahogy a kanadai származású Rowe fogalmazott: „Most már csak azt kell kideríteni, melyiken játszanak közülük hokit.”

Az eredményeket bemutató szakcikkek az Astrophysical Journal szakfolyóiratban fognak megjelenni.

Forrás: NASA sajtótájékoztató, sajtóközlemény.

Hozzászólás

hozzászólás