Szenzációsak a Kepler űrtávcső első eredményei

662

A Kepler név egy 1,5 méter főtükörátmérőjű Schmidt-távcsövet takar, mely Nap körüli pályára állt, mintegy 100 megapixelnyi detektorral felszerelve. A műszer elsődleges célja Föld típusú (lakható) bolygók detektálása fedési (tranzit-) módszerrel a nyári Tejút egy rögzített területén. Ehhez először 3,5 évig, sikeres működés esetén további két évig folyamatosan méri mintegy 170,000 fősorozati csillag fényességét az optikai tartományban, a bolygóátvonulások okozta parányi fényváltozásokra vadászva. A program hosszú időtartama akár 1 évet meghaladó keringési idejű exobolygók felfedezését is lehetővé teszi. Ezek az égitestek eddig nem voltak elérhetőek a fedési módszerrel.

Még az évekig tartó tudományos megfigyelések előtt, a műszerek kalibrációja alatti 10 nap folyamán az “űrfotométer”  egy, már eddig is ismert exobolygót észlelt. Ez a rövid idő alatt sikerült a bolygó légkörét kimutatni, ami látványos belépőt jelent az exobolygó-kutatás színpadára. Ráadásul a fantasztikus fotometriai  pontosságot igénylő mérést úgy sikerült elvégezni, hogy a kalibrációs és az adatok analízisét végző programok még kísérleti fázisban vannak.

Az eddig felfedezett
exobolygók tömege a csillaguktól mért távolság függvényében.
A lakhatósági zónát zöld csík jelöli.

A szóban forgó, HAT-P-7b jelű bolygót – mely 1000 fényévre található Naprendszerünktől – a magyar fejlesztésű HATNet hálózattal fedezték fel 2008-ban. A Jupiternél valamivel nagyobb tömegű égitest 2,2 nap alatt kerüli meg központi csillagát, ez a Nap-Föld távolság 1/26-od részét jelenti. Ezen jellemzői alapján a a planéta a “forró Jupiterek” családjába tartozik.

A HAT-P-7b jelű bolygó
átvonulási fénygörbéje a Föld felszínéről és a Keplerrel végzett
megfigyelések alapján

A Kepler-adatok rendkívüli pontossága miatt a tranziton kívül kis mértékű, folyamatos fényességnövekedés és -csökkenés is jelentkezik a fénygörbén. Ezt William Borucki (a Kepler tudományos vezetője, NASA, Ames Research Center) és munkatársai a bolygó fázisváltozásával magyarázzák. A jelenség nagyon hasonló a Hold és a naprendszerbeli belső bolygók Földünkről látható megvilágítás-, azaz fázisváltozásához. A rendszer detektált intenzitása a csillag fényéből, valamint a bolygó által kibocsátott és a róla visszavert fotonokból tevődik össze. A pályán végighaladva folytonosan változik a bolygó megvilágítása a keringés síkjához közel tartozkodó távoli szemlélő számára, ez hozza létre a fényváltozást. Mindezeken túl jól látszik az a parányi fényességcsökkenés is, amikor a bolygó a csillag mögé kerül (okkultáció). Ezt a jelenséget a fedési exobolygóknál eddig általában csak az infravörös tartományban lehetett megfigyelni, ahol kisebb a fényességkülönbség a csillag és a bolygó között.

A bolygó fényének ily módon történő kimutatását elméletileg már előrejelezték. A Kepler által szolgáltatott új adatok révén egyrészről sikerült igazolni ezt a jóslatot, másrészt minden korábbinál behatóbban lehetett vizsgálni a HAT-P-7b tulajdonságait. A másodlagos fedés mélysége, valamint a fénygörbe alakja és a fényváltozás nagysága alapján a bolygó csillag felőli oldalán 2380 Celsius fok lehet a hőmérséklet. A fő tranzit és a másodlagos fedés időtartamának egyezése pedig a bolygópálya kör alakjára utal.

A Kepler-fénygörbe
nagyítása. A főminimum mellett jól látható a másodminimum és
a fedések közötti időben a fényesség folyamatos változása,
ami a bolygó fázisváltozásával magyarázható.

Az első eredmények arra mutatnak, hogy a Keplerrel minden reményünk megvan a Földhöz hasonló, felszínükön esetlegesen folyékony vizet tartalmazó planéták megtalálására, és gyakoriságuk meghatározására Galaxisunkban. Ezt az optika, a detektorok és a feldolgozó szoftverek jelenlegi állapota is lehetővé teszi, azonban a rendszer finomhangolásával a detektálási határ még tovább javulhat. Az eddigi legpontosabb optikai csillagászati fényességméréseket pedig a bolygókutatókon kívül a csillagok fizikájával és más égitestekkel foglalkozó asztrofizikusok is kamatoztatni fogják.

Az eredményeket bejelentő cikk  a Science 2009. augusztus 7-i számában jelent meg.

Forrás:
NASA PR 2009.08.06.

Hozzászólás

hozzászólás