Megtalálták a Naprendszer testvérét

2249

A DLR egyik kutatócsoportja, melynek honfitársunk, Csizmadia Szilárd egyik vezető munkatársa, rátalált az eddigi legnagyobb létszámú exobolygó-rendszerre: a KOI-351 jelű csillag körül hét planéta kering.

A Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) egyik kutatócsoportja rátalált az eddigi legkiterjedtebb exobolygó-rendszerre: a KOI-351 jelű csillag körül hét planéta kering, olyan sok, amennyi egyetlen másik ismert exobolygó-rendszerben sincs. (Az eddigi rekorderekben legfeljebb hat bolygó keringett egy csillag körül.) A bolygórendszer tulajdonságai meghökkentő módon hasonlítanak a mienkére. Naprendszerünkben a kicsi kőzetbolygók keringenek a Naphoz közelebb, és a hatalmas gázóriások a Naptól távolabb. A KOI-351 pedig az első és eddig egyetlen exobolygó-rendszer, ahol a planéták a naprendszerbeliekhez hasonlóan vannak elrendezve, a kőzetbolygók belül, a gázbolygók pedig kívül. Ugyanakkor a KOI-351 rendszere sokkal zsúfoltabb, mint a miénk.

A csillagászok már régóta keresik a miénkre leginkább hasonlító bolygórendszert. Az eddig felfedezettek mind nagyon különböznek a Naprendszerünktől, a Juan Cabrera által vezetett kutatócsoport azonban most nagy lépést tett ezen a területen. A hetes rendszerben három bolygó már korábban is ismert volt, ezek 331, 211 és 60 nap alatt járják körbe a csillagot olyan távolságban, mint a mi Naprendszerünkben a Föld, a Vénusz, illetve a Merkúr. A csapat azonban négy újabb, eddig nem ismert bolygót is felfedezett a rendszerben, melyek rendre 7, 9, 92 és 125 nap alatt kerülik meg a csillagot. A legkülső bolygó olyan távolságban van a KOI-351-től, mint a Föld a Naptól. Vagyis hét bolygó zsúfolódik be akkora térrészbe, amit a mi Naprendszerünkben csak három bolygó tölt ki, a Merkúr, a Vénusz és a Föld. Cabrera és kollégái azonban hangsúlyozzák, hogy ennek ellenére óriási a hasonlóság a KOI-351 rendszere és a Naprendszer között. Heike Rauer (TU Berlin, DLR) szerint ennek az összetett, komplex bolygórendszernek a felfedezése nemcsak új rekordot jelent az egy csillag körül keringő exoplanéták számát tekintve, de segít a hasonló bolygórendszerek kialakulásának megértésében is.

20131029_megtalaltak_a_naprendszer_testveret_1

A Naprendszer és a KOI-351 bolygórendszerének összehasonlítása. Utóbbiban hét bolygó kering 1 csillagászati egységen, azaz olyan távolságon belül, ahol a Naprendszerben csak három. Egyéb tekintetben azonban a rendszer rendkívüli módon hasonlít a miénkre.
[DLR]

 rendszerben található négy újabb bolygó felfedezését a DLR-ben Juan Cabrera által kifejlesztett speciális algoritmussal működő szoftver tette lehetővé. Nem egyszerűen tranzitokat kell keresni a Kepler-fénygörbéiben, ügyelni kell arra is, hogy a csillagfoltok, a műszerzajok és a bolygók keringési idejének apró változásai könnyen elrejthetik ezeket az apró, nehezen detektálható jeleket, ezért különös aprólékossággal kell azok után kutatni. Ez és az ehhez hasonló más eljárások valószínűleg döntőek lesznek a jövőbeni bolygókereső műholdak hatalmas adatbázisai alapján történő vizsgálatok során. A DLR-ben a nyár elején született eredményeket egyébként október folyamán teljes mértékben megerősítette a J.R. Schmitt által vezetett amerikai, a Planet Hunters projekt keretében a munkába amatőrcsillagászokat is bevonó kutatócsoport, akik vizuálisan vizsgálták át a Kepler-űrtávcső fénygörbéit.

Csizmadia Szilárd magyarázata szerint a KOI-351 hetes rendszerében előforduló periódusrezonanciák még érdekesebb fényben tüntetik fel a felfedezést. Ilyen rezonanciák esetén két bolygó keringési ideje jól közelíthető két kis egész szám hányadosával, környezetükben pedig nagyon felerősödhetnek a kölcsönös gravitációs perturbációs hatások. A rezonanciák a Naprendszerben is fontos szerepet játszanak, például a Jupiter-holdaknál. A KOI-351 három bolygója éppen olyan típusú rezonanciákat mutat, amelyekre még Laplace figyelt fel a 18. században a Jupiter holdjai esetében, így a KOI-351 rendszere aranybányát jelent azoknak a kutatóknak, akik a bolygórendszerek keletkezését és a többtest-rendszerek stabilitási kérdéseit vizsgálják.

A KOI-351 rendszerében fellépő rezonanciák azonban nagyon elbonyolítják az automatikus bolygókeresést. Ilyen esetekben ugyanis – a korábbiaktól eltérően – nem periodikus jeleket kell keresni. A kutatócsoport egyik tagját, Rudolf Dvorak professzort (Universitätssternwarte Wien) különösen a KOI-351g jelű bolygó viselkedése ragadta meg, mivel Kepler-űrtávcsővel megfigyelt utolsó keringése egy teljes nappal hosszabb ideig tartott, mint a megelőzőek. Hasonló zavarokat már korábban is megfigyeltek, de azok egy-két perccel, néhány kivételes esetben 1-2 órával változtatták csak meg a keringésidőt, de itt egy teljes napról van szó!

20131029_megtalaltak_a_naprendszer_testveret_2

A Naprendszer és a KOI-351 rendszerének összehasonlítása azokkal a rendszerekkel, melyekben legalább öt tranzitos bolygó kering. A különböző színek a planéták méreteit kódolják: kék a szuperföldeket, a Földnél alig valamivel nagyobb bolygókat, zöld a Neptunuszhoz hasonló méretű planétákat, míg a vörös a Jupiterhez és a Szaturnuszhoz hasonló gázóriásokat jelzi. A vízszintes tengelyen a keringési idő napokban kifejezett értéke olvasható le.
[DLR]

Miután a CoRoT és a Kepler-űrtávcsövek meghibásodtak, már egyikük sem szolgálhatja az exobolygók keresését. Ezért a bolygókutató csillagászok most minden reményüket az ESA 2014-ben meghozandó döntésébe vetik. Pozitív esetben ugyanis a következő évtized elején útnak indulhat a PLATO (Planetary Transits and Oscillations of Stars) műhold, amely a CoRoT és a Kepler tapasztalatait felhasználva kutatna az égbolt mintegy felén fényes csillagok körüli bolygók és bolygórendszerek után. Jelenleg ugyanis a CoRoT és a Kepler bolygójelöltjei többnyire túl halvány csillagok körül keringenek ahhoz, hogy tömegüket is meghatározhassuk. Így csak az átmérőjüket ismerjük. A PLATO bolygórendszerei azonban elegendően fényes csillagok körül keringenének ahhoz, hogy a tömegeket is jól lehessen mérni. Ez már lehetővé tenné, hogy a bolygók összetételét és esetlegesen légkörüket is vizsgálni tudjuk majd. Ez utóbbi vizsgálatok pedig természetesen az első jeleket adhatják arra nézve, hogy van-e biológiai aktivitás a bolygón. A mostani felfedezés is azt mutatja, hogy érdemesebb lenne fényesebb csillagok körül hasonló bolygórendszereket keresni, ráadásul kezünkben van a szoftver is, ami automatikusan tudja detektálni őket a hatalmas jövőbeni adathalmazokban.

Az első exobolygót mintegy 20 éve fedezték fel, azóta már több, mint ezret találtak. 771 csillag körül azonban csak egy-egy bolygót ismerünk, mindössze 171 csillag körül kering két vagy több planéta és nagyon kevés azok száma, melyek körül öt vagy több bolygó rója pályáját. Csak egy rendszer, a most felfedezett KOI-351 az, ahol hét bolygó van, így ez a jelenlegi rekorder. Valószínűleg sokkal több ilyen bolygórendszer is létezik, csak nagyon nehéz őket felfedezni.

Az eredményeket részletező szakcikk az Astrophysical Journal c. folyóiratban jelent meg.

Forrás: DLR News 2013.10.28.

Hozzászólás

hozzászólás