Olyan boly­gót fe­dez­tek fel, amely nem is lé­tez­het­ne

A Uni­ver­sity of Ari­zo­na mun­ka­tár­sai olyan óri­ás­boly­gót de­tek­tál­tak, amely 650-szer na­gyobb tá­vol­ság­ban jár­ja kör­be csil­la­gát, mint a Föld a Na­pot. A pla­né­ta lé­te iga­zi ki­hí­vást je­lent a boly­gó­ke­let­ke­zé­si el­mé­le­tek szá­má­ra.

A Uni­ver­sity of Ari­zo­na mun­ka­tár­sai Van­es­sa Bai­ley vég­zős csil­la­gász sza­kos hall­ga­tó ve­ze­té­sé­vel olyan óri­ás­boly­gót de­tek­tál­tak egy nap­tí­pu­sú csil­lag rend­sze­ré­ben, mely­nek pá­lya­mé­re­te min­den ed­di­gi ex­o­boly­gó­é­nál na­gyobb: a 11 ju­pi­ter­tö­me­gű pla­né­ta 650-szer na­gyobb tá­vol­ság­ban ró­ja kö­re­it a HD 106906 ka­ta­ló­gus­je­lű csil­lag kö­rül, mint a Föld a Nap kö­rül. A fel­fe­de­zés ko­moly ki­hí­vás elé ál­lít­ja a csil­lag- és boly­gó­ke­let­ke­zé­si el­mé­le­te­ket, mi­vel ilyen óri­á­si tá­vol­ság­ban ke­rin­gő pla­né­ta lé­té­ről je­len­leg nem tud­nak szá­mot ad­ni.

A csil­la­guk­hoz a Föld­höz ha­son­ló­an kö­zel ke­rin­gő boly­gók­ról azt gon­dol­juk, hogy ki­sebb, asz­te­ro­i­da-mé­re­tű tes­tek­ből áll­tak össze, me­lyek vi­szont a fi­a­tal csil­la­got öve­ző ősi por- és gáz­ko­rong frag­men­tá­ló­dá­sá­nak ered­mé­nyei. Ez a fo­lya­mat azon­ban túl las­sú ah­hoz, hogy a csil­lag­tól nagy tá­vol­ság­ban ve­zes­sen óri­ás­boly­gók ki­ala­ku­lá­sá­hoz. El­kép­zel­he­tő az is, hogy az óri­ás­boly­gók a diszk anya­gá­nak gyors, di­rekt kol­lap­szu­sá­val jö­het­nek lét­re, je­len eset­ben ez el­len azon­ban ko­moly el­len­érv, hogy a pro­to­pla­ne­tá­ris ko­ron­gok a kül­ső tar­to­má­nya­ik­ban rit­kán tar­tal­maz­nak annyi anya­got, ami­ből a HD 106906 b-hez ha­son­ló mé­re­tű boly­gók ki tud­ná­nak ala­kul­ni.

Fan­tá­zia­rajz a HD 106906 rend­sze­ré­ről, mely­ben a csil­lag­tól nagy tá­vol­ság­ban ke­rin­gő óri­ás­boly­gó mel­lett a pro­to­pla­ne­tá­ris ko­rong ma­rad­vá­nyai is meg­fi­gyel­he­tők. [NA­SA/JPL-Cal­tech]

Al­ter­na­tív le­he­tő­ség­ként fel­me­rül­het az a ma­gya­rá­zat, hogy a csil­lag-óri­ás­boly­gó pá­ros egy mi­ni ket­tős rend­szer­ként ke­let­ke­zett: a ta­gok egye­di, füg­get­len kol­lap­szu­sok ered­mé­nye­ként jöt­tek lét­re a gáz­fel­hő­ből, de egy­más­hoz olyan kö­zel, hogy a fo­lya­mat vé­gén gra­vi­tá­ci­ó­san kö­tött rend­szert al­kot­tak. Va­la­mi ok­nál fog­va azon­ban a boly­gó pro­ge­ni­to­ra nem tu­dott ele­gen­dő anya­got össze­gyűj­te­ni ah­hoz, hogy el­ér­je a csil­lag­gá vá­lás­hoz szük­sé­ges tö­me­get. Bai­ley sze­rint ez­zel a szce­ná­ri­ó­val csak az a baj, hogy ket­tős csil­lag­rend­sze­rek­ben a tö­meg­arány ti­pi­ku­san 10-nél nem na­gyobb, a HD 106906 és boly­gó­ja ese­té­ben azon­ban ez az arány a 100-at is meg­ha­lad­ja. Ek­ko­ra el­té­rést a ket­tős­csil­la­gok ki­ala­ku­lá­sá­ra vo­nat­ko­zó el­mé­le­tek egy­ál­ta­lán nem pre­dik­tál­nak, mint aho­gyan a boly­gó­ke­let­ke­zé­si te­ó­ri­ák sem je­lez­nek elő­re ilyen nagy tá­vol­ság­ban ke­rin­gő pla­né­tát. Bai­ley sze­rint a HD 106906 rend­sze­re azért is ér­de­kes, mert a boly­gó mel­lett még a pro­to­pla­ne­tá­ris ko­rong ma­rad­vá­nyai is de­tek­tál­ha­tók ben­ne, így a jö­vő­be­ni meg­fi­gye­lé­sek ta­lán a kü­lön­bö­ző for­má­ló­dá­si mo­del­lek kö­zöt­ti dön­tés­ben is se­gít­het­nek. A HD 106906 b mind­össze 13 mil­lió éves, ezért a ki­ala­ku­lá­sa köz­ben fel­sza­ba­du­ló gra­vi­tá­ci­ós po­ten­ci­á­lis ener­gia egy ré­szét még most is su­gá­roz­za hő for­má­já­ban. Kö­rül­be­lül 1500 fo­kos hő­mér­sék­le­té­vel azon­ban sok­kal hi­de­gebb a csil­la­gá­nál, így fö­lös ener­gi­á­já­nak nagy ré­szét nem a lát­ha­tó, ha­nem az inf­ra­vö­rös tar­to­mány­ban bo­csát­ja ki.

A Ma­gAO/Cli­o2 mű­szer­együt­tes­sel rög­zí­tett, majd spe­ci­á­lis szá­mí­tó­gé­pes el­já­rá­sok­kal fel­dol­go­zott ké­pen jól lát­szik a HD 106906 b boly­gó­kí­sé­rő, amely több mint 20-szor na­gyobb tá­vol­ság­ban ke­ring, mint a Nep­tu­nusz a Nap kö­rül. [Van­es­sa Bai­ley]

A fel­fe­de­zést ered­mé­nye­ző di­rekt fel­vé­telt az Ata­ca­ma-si­va­tag­ban mű­kö­dő 6,5 mé­te­res Mag­el­lán te­lesz­kóp Cli­o2 inf­ra­vö­rös ka­me­rá­já­val rög­zí­tet­ték, tel­jes mér­ték­ben ki­hasz­nál­va a táv­cső Ma­gAO (Mag­el­lan Adap­tive Op­tics) adap­tív op­ti­kai rend­sze­re ál­tal nyúj­tott le­he­tő­sé­ge­ket, rend­kí­vül jó fel­bon­tást. Mind­két mű­szert/tech­no­ló­gi­át a Uni­ver­sity of Ari­zo­na ku­ta­tói fej­lesz­tet­ték. A Ma­gAO ve­ze­tő­je, az UA pro­fesszo­ra, La­ird Close ma­gya­rá­za­ta sze­rint a Ma­gAO lel­ke az a spe­ci­á­lis se­géd­tü­kör (Adap­tive Se­con­dary Mir­ror), me­lyet 585 da­rab tüs­ke de­for­mál má­sod­per­cen­ként ezer­szer úgy, hogy a rend­szer min­dig a lég­kör ak­tu­á­lis ál­la­po­tá­nak meg­fe­le­lő­en a le­he­tő leg­jobb le­ké­pe­zést nyújt­sa, le­he­tő­vé té­ve ez­ál­tal a boly­gó sok­kal ki­sebb in­ten­zi­tá­sú inf­ra­vö­rös su­gár­zá­sá­nak el­kü­lö­ní­té­sét a csil­la­gé­tól.

A ku­ta­tó­cso­port – mely­nek Bai­ley mel­lett még több csil­la­gász hall­ga­tó tag­ja is van – a Hubb­le Űr­te­lesz­kóp nyolc év­vel ko­ráb­bi, más prog­ram ke­re­té­ben vég­zett meg­fi­gye­lé­se­it fel­hasz­nál­va meg tud­ta erő­sí­te­ni, hogy a boly­gó a csil­la­gá­val együtt mo­zog, a szin­tén a Mag­el­lán te­lesz­kó­pon ins­tal­lált FI­RE spekt­ro­gráf ada­tai alap­ján pe­dig a kí­sé­rő boly­gó vol­ta is egy­ér­tel­mű.

Az ered­mé­nye­ket rész­le­te­ző szak­cikk az Ast­rophy­si­cal Jour­nal Let­ters c. fo­lyó­irat­ban fog meg­je­len­ni.

For­rás: Sci­en­ce­Da­ily 2013.​12.​05.

Hozzászólás

hozzászólás