Fortyogó fémfelhőivel közel tükörként viselkedő exobolygót vizsgált a Cheops

2731

Ha a Holdat nem számítjuk, az éjszakai égboltunk legfényesebb objektuma a Vénusz, aminek vaskos felhőtakarója a beeső napfény mintegy 75%-át visszaveri – összehasonlításképpen a Föld mindössze körülbelül 30%-át. Először találtak olyan exobolygót, ami felveheti a versenyt a Vénusszal: az LTT9779 b jelű bolygót. Az Európai Űrügynökség (ESA) magyar közreműködéssel megvalósult Cheops-űrtávcsövének mérései rávilágítottak, hogy a bolygó a központi csillag fényének körülbelül 80%-át veri vissza.

A bolygót 2020-ban a NASA TESS, valamint az ESO HARPS műszereivel fedezték fel és jellemezték, ezt követték a Cheops nagy precizitású mérései. Az exobolygó mérete a Neptunuszhoz hasonló, ezzel az eddig ismert legnagyobb ,,tükör” az univerzumban. Fényvisszaverő képességét fémtartalmú felhőtakarójának köszönheti, amik főként fémekkel kevert (pl. titán) szilikátokból állnak (amiből például a homok és az üveg). James Jenkins, a felfedezést bemutató tanulmány társszerzőjének elmondása szerint úgy kell elképzelni ezt a bolygót, mint egy a csillagához közel keringő, fortyogó világot, ahol nehéz, fémekből álló felhők úsznak az égen, titánesőt hullajtva a fejünkre.

Az LTT9779 b exobolygó és központi csillagának fantáziarajza. (Forrás: Ricardo Ramirez Reyes (Universidad de Chile))

Egy objektum fényvisszaverő képességét az albedó fejezi ki. A legtöbb bolygó albedója kicsi, vagy azért, mert a légkörük sok fényt elnyel, vagy azért mert a felszínük sötét és durva. Kivételek általában a fagyott jeges égitestek vagy a Vénuszhoz hasonló, fényvisszaverő felhőréteggel rendelkező bolygók. Az LTT9779 b nagy albedója meglepetésként érte a kutatókat, mert a csillag felőli oldalának hőmérsékletét körülbelül 2000 °C-ra becsülték. Vízből már 100 °C felett sem keletkeznek felhők, de ilyen hőségben még a fémből vagy üvegből álló felhőknek sem kéne képződnie.

Vivien Parmentier, a tanulmány társszerzője szerint fogós kérdés volt, amíg rá nem jöttek, hogy erre a felhőképződésre úgy kéne gondolni, ahogyan a forró zuhany utáni fürdőszobára. Megtelhet gőzzel a fürdőszoba úgy, hogyha addig hűtjük a levegőt, amíg a vízpára kondenzálódik, vagy úgy is ha addig folyatjuk a forró vizet, amíg felhők képződnek, mert annyira telített a levegő már, hogy nem tud több vízpárát megtartani. Az LTT9779 b esete is hasonló, azért képződhetnek a légkörében fémes felhők a forróság ellenére, mert a légköre már szilikátokban és fémgőzökben túltelített.

Az ESA Cheops exobolygó-vadász távcsövének adatai alapján a fémes felhőréteggel rendelkező, ultraforró exobolygó a valaha ismert legfényesebb bolygó. (Forrás: ESA, ATG; magyar fordítás: Pál Bernadett)

A bolygó, ami nem létezhetne

Nem a fényessége az egyetlen meglepő tulajdonsága az LTT9779 b exobolygónak. Mérete és hőmérséklete miatt az ultraforró neptunuszok kategóriájába esik, de még egyetlen ilyen tömegű vagy méretű bolygót sem találtak ennyire közel keringeni a csillagához. Ezt szokás ,,forró neptunusz sivatag”-nak is nevezni. A bolygó sugara a Földének 4,7-szerese, egyetlen év az LTT9779 b-n pedig mindössze 19 óráig tart. A korábban felfedezett, egy földi napnál rövidebb keringési idejű exobolygók mind forró jupiterek (gázóriások, amiknek a sugara legalább a földi tízszerese), vagy kevesebb mint két földsugár méretű kőzetbolygók.

A kutatók arra számítottak, hogy egy ilyen bolygó légkörét elfújná a központi csillaga. Sergio Hoyer, a tanulmány első szerzőjének elmondása szerint ezek a fémtartalmú felhők tehetik lehetővé, hogy a bolygó megmaradjon ebben a forró neptunusz sivatagban. A felhők visszaverik a csillagfényt és megakadályozzák, hogy a bolygó túlságosan felforrósodjon és párologni kezdjen – emellett a magas fémtartalom miatt nehéz is a légkör és nehezebb elfújni.

Az LTT9779 b exobolygó fantáziarajza. A képre, vagy erre a linkre kattintva tekinthető meg a bolygó csillag körüli keringéséről készített fantáziavideó (Forrás: Ricardo Ramirez Reyes, Universidad de Chile)

Az LTT9779 b exobolygó jellemzőinek meghatározásához akkor figyelték a rendszert, mikor a bolygó a csillaga mögé került. Mivel a bolygó visszaveri a fényt, így a csillag és a bolygó együttes rendszeréből több fény jut az űrtávcsőbe akkor, amikor a bolygó még éppen látszik, mint utána. A látható fényben levő eltérés közvetlenül a bolygó fedésbe kerülése előtt és utána megmutatja nekünk, hogy mennyi fényt ver vissza az exobolygó.

A projekthez szükség volt a Cheops precizitására és folyamatos megfigyelésére is, mert ennyire aprócska eltérést a jelben csak a Cheops űrtávcsővel lehetett kimérni. Maximilian Günther, az ESA Cheops projektkutatója hozzátette, hogy a Cheops az első olyan űrmisszió, ami dedikáltan már ismert exobolygók karakterizálásával foglalkozik. Az exobolygókat felfedező, nagy felméréseket végző küldetésekkel ellentétben a Cheops űrtávcső elég rugalmas ahhoz, hogy rövid idő alatt érdekes célpontokra álljon és annyira pontos méréseket végez, amiket máshogyan nehéz elérni.

Ugyanazt az exobolygót különböző műszerekkel vizsgálva teljes képet kaphatunk az égitestről. Az LTT9779 b kiváló célpontja lehetne a Hubble és a James Webb űrteleszkópoknak is, amikkel az infravöröstől az ultraibolyáig széles hullámhossztartományon vizsgálva a légkör összetételét is megismerhetnénk. Az exobolygók kutatására fényes jövő vár, ugyanis a Cheops volt az első, három dedikált exobolygó küldetésből. A földszerű exobolygókra fókuszáló PLATO 2026-ban csatlakozik, majd 2029-ben követi az ARIEL, ami az exobolygók légkörének vizsgálatára készül.

Forrás: ESA

Hozzászólás

hozzászólás