Jupiter méretű bolygót találtak fedési módszerrel egy kis tömegű csillag körül. Míg nagyobb, a Naphoz hasonló csillagok körül több száz Jupiter méretű bolygót fedeztek már fel, ritkán látunk olyat, hogy ilyen bolygók kis tömegű csillag körül keringjenek. A felfedezés segíthet jobban megértenünk az óriásbolygók kialakulását.
Az eredményeket közlő szakcikk vezető szerzője, Caleb Cañas (Penn State University) szerint: „Ez az ötödik Jupiter méretű bolygó, amelyet kis tömegű csillag körül figyeltek meg, és az első, amelynek ilyen hosszú a keringési ideje. Ez teszi igazán érdekessé a felfedezést.”
A bolygót először a NASA TESS űrtávcsöve észlelte. A csillagászok a Habitable-zone Planet Finder (HPF) segítségével mérték fel az égitest tömegét, sugarát és keringési idejét. A HPF spektrográfot a Penn State Egyetem kutatócsoportja építette, és szerelte fel a texasi McDonald Obszervatórium 10 méteres Hobby-Eberly teleszkópjára. A kutatás eredményeit közlő szakcikk 2020 szeptemberében jelent meg az Astronomical Journal című folyóiratban.
A bolygó csillaga, a TOI-1899 egy kis tömegű, M színképtípusú törpecsillag, amely nagyjából 419 fényévre van a Földtől. A most megfigyelt, TOI-1899b jelzésű bolygó tömege a Jupiter tömegének kétharmada, sugara pedig 10 százalékkal nagyobb, mint a Jupiteré. A csillagtól 0,16 csillagászati egységre keringő, úgynevezett meleg Jupiteren egy év 29 földi napig tart. (A meleg Jupitereket hosszabb keringési idejük alapján különböztetjük meg a forró Jupiterektől.) A másik négy, hasonló csillag körül keringő, Jupiter méretű bolygó kevesebb, mint 4 nap alatt kerüli meg a csillagát.
A bolygót a TESS-űrtávcső fedezte fel a fedési módszerrel. A módszer lényege, hogy a csillag fényének átmeneti halványodását keressük, ami annak a jele, hogy egy bolygó a Föld és a csillaga között halad el, és kitakarja a korongjának egy részét. Később, a HPF spektrográf precíziós megfigyelései alapján igazolták, hogy bolygóról van szó. Ez a műszer a csillag elmozdulása alapján képes becslést adni a bolygó tömegére is.
Kialakulásukat és pályájuk időbeli fejlődését tekintve nincs egyértelmű választóvonal a meleg Jupiterek és a csillagukhoz még közelebb keringő, könnyebben felfedezhető óriásbolygók, a forró Jupiterek között.
„A TOI-1899b jelű bolygóhoz hasonló meleg Jupiterek meglepően közel keringenek a csillagukhoz.” – mondta Rebekah Dawson (Penn State), a szakcikk egyik társszerzője. „Bár a bolygó keringési ideje hosszúnak számít sok más, tranzit módszerrel felfedezett óriásbolygóhoz képest, még mindig jóval közelebb kering a csillagához, mint azt a klasszikus bolygókeletkezési elmélet alapján várnánk. Megismerjük a fizikai tulajdonságaikat és pályájukat, a rendszer felépítését és a csillagukat. Mindez lehetővé teszi számunkra, hogy ellenőrizzük az óriásbolygók kialakulásával és a csillaguktól mért távolságukkal kapcsolatos elméleteket.”
A HPF spektrográfot 2017-ben szállították a McDonald Obszervatórium 10 méteres Hobby-Eberly teleszkópjához, és 2018 végén kezdte meg tudományos működését. Arra tervezték, hogy észlelje és megvizsgálja a lakhatósági zónában lévő bolygókat az M típusú csillagok körül. (Ez az a terület, ahol a víz folyékony állapotban is megmaradhat egy kőzetbolygó felszínén.) Emellett képes részletes méréseket végezni a lakhatósági zónán kívül keringő bolygókról is.
Suvrath Mahadevan (Penn State), a tanulmány társszerzője szerint: „A HPF segített abban, hogy megerősítsük a bolygó létezését, de fontos lenne egy második tranzit megfigyelése is, hogy pontosan meghatározzuk a keringési időt.” A kutatók érdemesnek tartják a rendszert további vizsgálatokra is, így például az exobolygó légkörének felmérésére a jövőben munkába álló James Webb-űrtávcsővel.
Az eredményeket közlő szakcikk online is olvasható az arXiv preprint portálon.
Forrás: Science Daily
