Úttörő VLTI felvétel egy viharok által tépázott exobolygóról

3947

Az Európai Déli Obszervatórium (ESO) csillagászai az obszervatórium Nagyon Nagy Távcsövének Interferométere (Very Large Telescope Interferometer – VLTI) segítségével elsőként figyeltek meg egy exobolygót közvetlenül, az optikai interferometria módszerével. Az úttörő módszer egy bonyolult exobolygólégkört tárt fel az egész planétára kiterjedő, örvénylő vas- és szilikátpor-felhőket kavaró viharokkal. A módszer új lehetőségeket nyit meg sok, már jelenleg is ismert exobolygó jobb megismeréséhez.

A HR 8799e jelű exobolygó optikai interferometriai megfigyeléseinek eredményeit néhány napja közölte a GRAVITY kutatócsoport az Astronomy and Astrophysics folyóirat rövid bejelentéseinek rovatában. Ezt az exobolygót 2010-ben fedezték fel a tőlünk 129 fényévre, a Pegazus csillagképben lévő HR 8799 jelű fiatal fősorozati csillag mellett.

Fantáziarajz a HR 8799e jelű exobolygóról. Forrás: ESO/L. Calçada.

A HR 8799e bolygóról ma közölt új eredményekhez egy rendkívül érzékeny és különösen nagy felbontású műszerre volt szükség. A GRAVITY képes az ESO VLT négy távcsőegységének fényét kombinálni, így a négy, egyenként sem kicsi teleszkóp egyetlen óriási távcsőként működhet. Ez az interferometria nevű módszerrel érhető el [1]. Az interferometrikus üzemmódban a VLT négy egysége egyetlen szupertávcsőként működik – ez a  VLTI, – ami képes összegyűjteni és precízen elkülöníteni a HR 8799e bolygó légköréről visszavert fényt a központi csillag ragyogásától [2]. A HR 8799e egy szuperjupiter-típusú exobolygó. Ehhez hasonló égitest a Naprendszerben nem található. Ez az exobolygó jóval nagyobb tömegű és jóval fiatalabb is a Nap bármelyik kísérőjénél. A mindössze 30 millió éves újszülött bepillantást enged a bolygók és bolygórendszerek keletkezésébe. Ez a bolygó tökéletesen lakhatatlan. A keletkezéséből visszamaradt, valamint az erős üvegházhatás révén magába zárt hő közel 1000 °C-os, halálos hőmérsékletre hevítette a felszínt.

A világon most alkalmazták először a csillagászok az optikai interferometriát egy exobolygó részletes megfigyelésére. Az új módszer eredménye egy rendkívüli minőségű, a korábbi méréseket legalább tízszeresen túlszárnyaló részletességű spektrum. A kutatócsoport feltárta a HR 8799e légkörének kémiai összetételét, ami több meglepetéssel is szolgált.

A VLT távcsőegységei által összegyűjtött és interferométerben összekombinált fény olyan éles képet szolgáltat a csillagászok számára, mint egy akkora óriásteleszkóp, aminek átmérője megegyezik a két legtávolabbi távcsőegység távolságával, ami közel 100 m. Forrás: ESO.

„A méréseink azt mutatják, hogy a HR 8799e légköre a metánnál jóval több szén-monoxidot tartalmaz. Ez a kémiai folyamatok egyensúlytalanságára utal” – fejti ki a kutatócsoport vezetője, Sylvestre Lacour, az Observatoire de Paris–PSL CNRS, valamint a Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik kutatója. – „Ennek a legvalószínűbb magyarázata az, hogy a légkörben erős függőleges áramlások uralkodnak, ami megakadályozza, hogy a szén-monoxid a hidrogénnel reagálva metánt képezzen.”

A kutatócsoport azt is kimutatta, hogy a légkörben vas- és szilikátpor-felhők kavarognak. Ez a szénmonoxid-többlettel együtt arra utal, hogy a HR 8799e atmoszférájában hatalmas és heves viharok dúlnak.

„Megfigyeléseink szerint a gázgömb belsejéből fény világít, amelynek meleg sugarai átsejlenek a viharok sötét felhői között” – festi le érzékletesen Lacour. – „A szilikát- és vaspor-szemcséket a konvekció tartja a magasban, melyek szétdarabolódva hullanak vissza a bolygó belsejébe. Egy születőben lévő óriásbolygó dinamikus légköre rajzolódik ki előttünk összetett fizikai és kémiai folyamatokkal.”

A friss eredmény a GRAVITY lenyűgöző felfedezéseinek egy újabb gyöngyszeme, melyek közt olyan áttörő eredményeket találunk, mint az eddigi legrészletesebb megfigyelések egy fekete lyuk közelében keringő anyagról, amiről tavaly számoltunk be. A módszer továbbá új elem az exobolygó-megfigyeléseknek az ESO távcsövei és műszerei által nyújtott gazdag eszköztárban, megnyitva az utat további lenyűgöző eredmények előtt.

Megjegyzések

[1] Az interferometria módszere lehetővé teszi a csillagászok számára, hogy több kisebb teleszkóp összekapcsolásával egy szupertávcsövet hozzanak létre. Az ESO VLTI egy olyan interferométer, ami a VLT kettő vagy több távcsőegységéből, illetve mind a négy 2 m átmérőjű Segédtávcsövéből épül fel. Bár a VLT távcsőegységeinek főtükrei egyenként is 8,2 m átmérőjűek, összekapcsolásukkal a felbontás egy önálló távcsőegységének is a huszonötszörösére növelhető.

[2] Az exobolygók sokféle módszerrel figyelhetők meg. Ezek némelyike közvetett, ilyen például az ESO exobolygóvadász HARPS műszere által alkalmazott radiálissebesség-módszer, amely a bolygó által a központi csillagra gyakorolt gravitációs vonzás hatását méri. A közvetlen módszerek közé tartozik az itt bemutatott úttörő módszer is, amely révén közvetlenül a bolygót figyelik meg, nem pedig annak központi csillagra gyakorolt hatását.

Forrás: ESO

Hozzászólás

hozzászólás