“Tinédzserbolygókat” talált a TESS két törpecsillag körül

3968

Egy nemzetközi kutatócsoport a NASA TESS-űrtávcsövének adataiban négy exobolygót fedezett fel, amelyek két, egymással kapcsolatban álló fiatal csillag, a TOI-2076 és a TOI-1807 körül keringenek. A felfedezésnek hála betekintést nyerhetünk a bolygófejlődés egyik, eddig kevéssé értett fázisába.

„Mindkét rendszer bolygói átmeneti korban vannak, “tinédzserkorban”, ha az életkorukat tekintjük.” – mondta Christina Hedges (NASA Ames Research Center). „Már nem újszülöttek, de még nem nyugodtak meg. Ha többet megtudunk az ilyen korú bolygókról, akkor más rendszerek idősebb bolygóit is jobban megérthetjük” A Christina Hedges vezette kutatás eredményeit a The Astronomical Journal tette közzé.

Forrás: NASA’s Goddard Space Flight Center/Chris Smith (KBRwyle)

A TOI-2076 és a TOI-1807 jelű csillagok több mint 130 fényévre vannak tőlünk, egymástól pedig mintegy 30 fényév távolságra helyezkednek el. Az Ökörhajcsár (Bootes) és a Vadászebek (Canes Venatici) csillagképekben látszó objektumok K típusú csillagok: a Napnál narancssárgább törpecsillagok, amelyek nagyjából 200 millió évesek.

2017-ben az ESA Gaia űrobszervatóriumának adatai alapján megállapították, hogy a csillagok ugyanabba az irányba mozognak. A csillagászok úgy gondolják, hogy túl messzire vannak egymástól ahhoz, hogy egymás körül keringjenek, de a mozgásuk arra utal, hogy kapcsolatban állnak, valószínűleg ugyanabban a gázfelhőben születtek.

Mind a TOI-2076, mind a TOI-1807 sokkal erősebb és gyakoribb flereket produkál, mint a mi Napunk. „Talán tízszer több UV-sugárzást bocsátanak ki, mint akkor fognak, amikor elérik a Nap életkorát.” – mondta a tanulmány társszerzője, George Zhou (University of Southern Queensland, Ausztrália). „Mivel a Nap egykor hasonlóan aktív volt, ez a két rendszer megmutathatja, milyen lehetett a korai Naprendszer.”

A TESS-űrtávcső nagyjából egy hónapon át figyel meg egy adott sávot az égbolton. A hosszú megfigyelési időnek köszönhetően képes észlelni a csillagok apró fényesség-csökkenéseit, amelyeket az előttük elhaladó bolygók idéznek elő. Egy ilyen tranziteseményt észlelt a TESS adataiban Alex Hughes, miközben a TOI 2076-ot vizsgálta egy egyetemi projekt keretében. A kutatócsoportja végül három mini-Neptunuszt fedezett fel a csillag körül. Ezek olyan exobolygók, amelyek mérete a Föld és a Neptunusz közé esik. A rendszer legbelső bolygója, a TOI-2076 b háromszor akkora, mint a Föld, és 10 nap alatt kerüli meg a csillagot. A másik két planéta, a TOI-2076 c és d kicsit több mint négyszer nagyobb a Földnél, és 17 nap alatt kerüli meg a csillagát.

A TOI-1807 csupán egyetlen ismert bolygóval rendelkezik: a TOI-1807 b kétszer akkora, mint a Föld, és mindössze 13 óra a keringési ideje. Az ilyen kis keringési idejű bolygók ritkaságnak számítanak. A TOI-1807 b az eddig ismert legfiatalabb tagja az úgynevezett ultrarövid keringési idejű bolygók családjának. A kutatók még dolgoznak a planéták tömegének kiszámításán, de a rendkívül aktív csillagok okozta interferencia nem könnyíti meg a munkájukat.

Az elméleti számítások szerint a bolygók kezdetben vastag légkörrel rendelkeznek, ami az újszülött csillagok körüli gáz- és porkorongból történő kialakulásuk maradványa volt. Egyes esetekben a csillag sugárzása miatt a bolygók elveszítik az eredeti légkörüket, és csak a kőzetmagjuk marad meg. Közülük néhánynak új légköre alakul ki olyan planetáris folyamatok révén, mint a vulkanikus tevékenység.

A TOI-2076 és a TOI-1807 jelű rendszerek kora arra utal, hogy a bolygóik légkör-evolúciójuknak valahol a közepén járhatnak. A TOI-2076 b jelű bolygó 400-szor erősebb UV-sugárzásnak van kitéve, mint a Föld, a TOI-1807 b pedig 22 ezerszer erősebbnek. Ha a kutatók ki tudják számítani a bolygók tömegét, akkor a NASA Hubble-űrtávcsövével és a készülő James Webb-űrtávcsővel vizsgálhatjuk majd a légkörük összetételét – amennyiben rendelkeznek légkörrel.

A kutatókat főként a TOI-1807 b érdekli, mivel ez egy ultrarövid keringési idejű bolygó. Az elméleti modellek szerint nagyon nehézkes lenne egy bolygó kialakulása ilyen közel a csillaghoz, az azonban lehetséges, hogy távolabb alakul ki, és később beljebb vándorol. Mivel ez esetben mind a planéta kialakulásának, mind a vándorlásának meg kellett történnie 200 millió év alatt, a TOI-1807 b segíthet megértenünk ezeknek a bolygóknak a történetét. Ha nem rendelkezik vastag légkörrel, és a tömegét nagyrészt kőzet teszi ki, akkor a bolygó közelsége a csillaghoz azt jelentheti, hogy a felszínét lávaóceánok vagy lávatavak borítják.

Művészi illusztráció a TOI-1807 b jelű, valószínűleg lávatavakkal borított exobolygóról. (Forrás: NASA’s Goddard Space Flight Center/Chris Smith (KBRwyle))

„A csillagászok által vizsgált objektumok többsége hosszú idő alatt változik – ezeket az ember hónapok vagy évek alatt nem veheti észre.” – mondta Trevor David (Flatiron Institute), a cikk társszerzője. „Ha látni akarod, hogyan fejlődnek a bolygók, az a legjobb, ha keresel több, különböző korú bolygót, és megnézed, miben különböznek. A TOI-2076 és a TOI-1807 felfedezése felgyorsítja a “tinédzser” exobolygók megismerését.”

Forrás: NASA

Hozzászólás

hozzászólás