Exoholdak jegessége: álom vagy valóság a kimutathatóság?

223

Magyar kutatók megvizsgálták a más naprendszerekben keringő jeges exoholdak kimutathatóságának lehetőségét.

A Naprendszer holdjai közül elsősorban az Europán és az Enceladuson kutatják az élet lehetőségét. Mindkét égitest felszínét jégpáncél borítja, mely alatt globális kiterjedésű óceán húzódik. A közeli óriásbolygó gravitációs hatására a holdak belsejét árapályerők fűtik, melynek hatására az alsó kőzetréteg a felette húzódó óceánt is fűti. Ebben a melegebb környezetben, ahol a kőzet és az óceán kölcsönhat egymással, kezdetleges életformák alakulhatnak ki.

A Dobos Vera (MTA CSFK Csillagászati Intézet) által vezetett magyar kutatócsoport arra volt kíváncsi, hogy az ilyen jeges holdakat, melyek az életnek potenciálisan otthont adhatnak, hogyan lehet kiválogatni a többi exohold közül. A jégnek nagyon magas az albedója (fényvisszaverő képessége), ezért az exoholdak albedóbecslésének lehetőségét vizsgálták meg. A módszer a következő: a tranzit mérésekhez hasonlóan a csillag fényességében keressük a változást, ám ezúttal az égitest nem a csillag előtt halad el, hanem mögötte (okkultáció). Mivel okkultáció előtt és után a felszínéről visszavert fény hozzáadódik a csillag észlelt fényességéhez, ezért okkultáció során fényességcsökkenést tapasztalunk. Ha ezt a kismértékű fluxuskülönbséget sikerülne megmérni, az alapján a hold albedóját meg tudnánk becsülni. Ha nagyon magas albedó értéket kapunk, az jeges felszínre utalhat.

Számításaik során arra jutottak, hogy ezzel a módszerrel a Naphoz hasonló csillagok esetén nem lehetséges a holdak albedóbecslése, de a jóval kisebb méretű vörös törpék sokkal ígéretesebb célpontok. Ennek magyarázata, hogy a vörös törpék sugárzása sokkal gyengébb, emiatt a hóhatár jóval közelebb húzódik a csillaghoz, így a bolygó és a hold sokkal közelebbi pályán keringhet a csillag körül anélkül, hogy a felszíni jég megolvadna. Ha közelebb keringenek a csillaghoz, sokkal több fényt fognak visszaverni, így az okkultáció során bekövetkező fényességcsökkenés könnyebben kimutatható. A vörös törpék azonban nem a látható tartományban, hanem a közeli infravörös hullámhosszakon sugározzák a legtöbb energiát, ahol a jég már kevésbé fényes. Ezzel együtt is a vörös törpék körül, a közeli infravörös hullámhosszakon érdemes méréseket végezni a jeges exoholdak azonosításához.

G+M_tranzit_cikkbe
Az észlelt fényesség időbeli változása okkultáció során, vagyis amikor a bolygó és a hold a csillag mögött halad el. Okkultáció előtt és után az égitestekről visszavert csillagfény hozzáadódik a csillag észlelt fényességéhez. Naphoz hasonló csillagok esetén a bolygó és a hold okkultációs görbéje általában egymásra rakódik (“a” eset), míg vörös törpecsillagoknál, azok jóval kisebb mérete miatt, általában elkülönül (“b” eset) (ábra: Dobos V.).

A következő generációs távcsövek fotometiai pontosságát megbecsülve arra a következtetésre jutottak, hogy azokkal még a Földnél nagyobb, jeges felszínű exoholdak albedóbecslése is túl nagy kihívást jelent. A módszer azonban alkalmazható lesz a jövőben, amint rendelkezésre állnak a még jobb fotometriai pontosságot elérő műszerek.

Egyelőre még az első exoholdak felfedezése is várat magára, de a távcsövek technikai fejlettsége már elérte azt a szintet, amivel jelenlétük kimutatható. Hamarosan várható tehát a más bolygórendszerekben keringő holdak detektálása, ami megalapozza az élet lehetőségének vizsgálatát is.

Az eredményeket részletező szakcikk az Astronomy and Astrophysics című folyóiratban jelent meg. A kutatást a TÉT-14FR-1-2015-0012 pályázat támogatta.

Forrás:

Hozzászólás

hozzászólás