Bolygójelöltet fotóztak a legközelebbi csillagrendszer, az Alfa Centauri lakhatósági zónájában

7240

Manapság, ha nem is rutinszerűen, de szinte futószalagon fedeznek fel más csillagok körül keringő bolygókat. A cikk írásakor több mint 4400 hivatalosan elismert exobolygóról van tudomásunk, és további sok száz jelölt vár megerősítésre. Ez a magas szám főként a már nyugdíjba vonult Kepler-űrtávcsőnek köszönhető, de már évek óta működik a szintén tranzitos módszert alkalmazó TESS, valamint a már felfedezett bolygókat megfigyelő CHEOPS űrtávcsövek.

Egy bolygó illusztrációja az Alfa Centauri rendszerében. (Forrás: ESO/L. Calçada/Nick Risinger)

A korábbi felfedezések zömmel két módszerrel történtek, a fedési (idegen szóval tranzitos), illetve a csillagok radiális sebességének változását vizsgáló spektroszkópiai metódussal történtek. Ezeken kívül még számos alternatív metódussal sikerült kimutatni bolygók jelenlétét, többek között direkt képalkotással is. A kihívást az jelenti, hogy a csillagokéhoz képest a bolygóik fényessége gyakorlatilag elhanyagolható; ráadásul, mivel tőlünk szemlélve a közvetlen közelükben tartózkodnak, így teljesen elvesznek a csillaguk ragyogásában. A speciális szűrők és képfeldolgozási technikák révén csak a közelmúltban jutottak el odáig a csillagászati megfigyelések, hogy a bolygók fényét közvetlenül is megörökíthessük. Mindeddig összesen 27 planétajelölt került ilyen módon lencsevégre, kivétel nélkül a Jupiternél is nagyobb óriásbolygók – sőt valószínűsíthetően még ezeknek is közel fele barna törpecsillag. A közelmúltban ezen maréknyi felfedezéshez tett hozzá egy újabbat az Európai Déli Obszervatórium (ESO) és a Breakthrough Initiative által támogatott kutatócsoport az általuk fejlesztett Near Earths in the Alpha Cen Region (NEAR) műszer révén. A projekt, mint ahogy az eszköz neve is mutatja, nem véletlenszerűen keresgélt, hanem a Naphoz legközelebbi csillagrendszerben kutatott bolygók után.

A VLT távcsőegyüttes egyik kupolája, háttérben a déli égbolt csillagképeivel, külön kiemelve az Alfa Centauri rendszert. (Forrás: ESO)

Az Alfa Centauri egy három csillagból álló rendszer, tömegközéppontja mindössze 4,37 fényévre található tőlünk. Két fényesebb tagja, az Alfa Cen A és B egyaránt Nap-típusú csillagok; előbbi némiképp nagyobb, míg utóbbi kissé alacsonyabb tömegű a csillagunknál. Kettősük szabad szemmel egyetlen fényes csillagként tündököl a déli égbolton, hazánkból sajnos nem figyelhető meg. A rendszer harmadik komponense a Proxima Centauri, az AB párostól távolabb keringő halvány vörös törpecsillag, amely mostanság pályájának a Naprendszerhez közelebbi részén tartózkodik – ezáltal a Proxima a Naphoz legközelebbi csillag, 4,24 fényéves távolságával.

Az Alfa Centauri kettőscsillag rendszere a naprendszerbeli bolygók keringési pályáihoz képest és a csillagok relatív mérete. (Forrás: UPR Arecibo)

Az utóbbi években már fedeztek fel bolygókat a csillagrendszerben. A Proxima körül rögtön kettőt is, ráadásul a szuper-Föld kategóriába eső planéták egyike a csillag lakhatósági zónájában kering. Ez a fogalom azonban csak annyit takar, hogy a csillagtól mért távolsága alapján a bolygón lehetségesek olyan hőmérsékleti viszonyok, amelyek lehetővé teszik a folyékony víz jelenlétét. Egy vörös törpe körül azonban ettől még nem fenékig tejfel az élet: a csillagtípusra jellemző flerek nagy energiájú sugárzással bombázzák a környezetüket, valószínűleg ellehetetlenítve az általunk ismert életformákat. Egy Nap-típusú csillag közelsége sokkal nyugodtabb környezetet biztosít, akár az élet fejlődése, akár egy (távoli) jövőbeli kolónia számára – mindeddig azonban nem sikerült hitelt érdemlő felfedezést tenni az Alfa Centauri rendszerében. Ez azonban nem feltétlenül jelent bolygó nélküli csillagokat.

Ez jelentette a motivációt ahhoz, hogy az ESO és a Breakthrough Initiative támogatásával a kutatók kifejlesszenek egy speciális, a Chilében található Very Large Telescope-hoz tervezett koronográfot, a NEAR-t. Ennek segítségével még a megfigyelések során viszonylag jó hatásfokkal ki lehet szűrni a csillagok erős fényét. A technikát az infravörös tartományon végzett mérésekkel kombinálva (ahol a bolygók termikus sugárzása erősebb, míg a csillagok fénye halványabb) adódik a legjobb esély arra, hogy egy exobolygót megpillanthassunk a felvételeken. Ám még így is közel 100 órányi megfigyelésre volt szükség a világ legnagyobb teleszkópjai közé tartozó VLT-vel, hogy eredményre jussanak, és a két csillagról készült felvételeken felbukkanjon egy harmadik apró fénypont, a Candidate1 (Jelölt1).

A NEAR koronográffal készített felvétel az Alfa Centauriról. Balra a két csillagnak (alfaCenA és alfaCenB) a koronográf által ki nem szűrt fénye látható; jobbra pedig a digitálisan megtisztított kép, amelyen felbukkant a C1 bolygójelölt. (Forrás: Wagner et al. 2021, Nature Communications)

A munka ezzel még nem ért véget, a közvetlen képalkotás jellegéből fakadóan ugyanis a kutatók egyelőre még nem tudták teljes bizonyossággal kizárni, hogy a C1 nem éppen a koronográf használatából vagy a képfeldolgozási módszerükből származó, előzetesen nem azonosított mesterséges jel. Ahogy azt a szerzők is kiemelték, könnyen lehet, hogy a végső választ az Alfa Centauri A planétáját illetően csak az óriástávcsövek legújabb generációja, pl. az épülő Extremely Large Telescope mérései fogják majd megadni. A további megfigyelések során a bolygójelölt újbóli detektálása, valamint az esetleges elmozdulásának kimutatása komoly fegyvertény lenne, ám a bolygó hivatalos elismeréséhez mindenképp szükség lesz spektroszkópiai megerősítésre is. Ez utóbbi nem lesz egyszerű feladat, az Alfa Centauri A csillag radiális sebességének változását ugyanis már korábban is sokan vizsgálták. Ezek a kutatások mind ez idáig csak egy felső határt tudtak megállapítani egy esetleges bolygó tömegére, amely szerint nem kering 8 földtömegnél nagyobb bolygó a csillag körül – vagyis, amennyiben a mostani felfedezés megállja a helyét, jó eséllyel egy kőzetbolygót találhattak a csillag lakhatósági zónájában.

Mindez pedig “csak” 4,3 fényévre van tőlünk!

A felfedezést részletező cikk a Nature Communications-ben jelent meg. K. Wagner et al.: Imaging low-mass planets within the habitable zone of α Centauri

Hozzászólás

hozzászólás