Első alkalommal azonosították egy, a Föld és a Neptunusz mérete közé eső exobolygó részletes kémiai „ujjlenyomatát”, két NASA-teleszkóp együttes mérései segítségével. Bár a mi Naprendszerünkben nem található ilyen típusú bolygó, más csillagok körül elég gyakorinak számítanak.
A bolygó a Gliese 3470 b (vagy GJ 3470 b) néven ismert, és elképzelhető, hogy egyfajta átmenetet testesít meg a Föld és a Neptunusz között. A jelenlegi ismeretek szerint vastag, sűrű, hidrogénből és héliumból álló légköre, ugyanakkor nagy méretű kőzetmagja lehet. Tömege körülbelül 12,6-szerese a mi bolygónkénak, így a Földnél nehezebb, de a Neptunusznál, amely 17 földtömegű, valamivel könnyebb. Számos hasonló jellegű exobolygót fedezett fel a NASA 2018-ban véget ért Kepler küldetése, sőt, a Galaxisunkban keringő bolygók akár 80%-a ebbe a tömegtartományba tartozhat.
A GJ 3470 b légköri összetevőinek vizsgálatával a kutatók a bolygó természetéről és kialakulásáról is szerezhetnek információkat. „Ez bolygókeletkezési szempontból óriási felfedezés. Az exobolygó roppant közel kering a csillagához, tömege pedig jóval kisebb a Jupiterénél (ami 318 földtömegű), de mégis képes volt primordiális hidrogénből és héliumból álló légkört befogni, amely javarészt mentes a nehezebb elemek »szennyeződéseitől«” – mondta Björn Benneke, a kanadai University of Montreal kutatója. „Semmi ehhez hasonló nem található a Naprendszerünkben, ezért is ilyen izgalmas ez az egész”.
A csillagászok a NASA Hubble és Spitzer űrteleszkópjainak kombinált, több hullámhosszon érzékeny mérési képességeit használták fel a GJ 3470b légkörének ez idáig egyedi kimérésére. Ehhez a csillag abszorpciós színképét figyelték, mikor a bolygó elhaladt előtte (tranzit), valamint a visszavert fény hiányát, mikor mögötte volt (takarás). Összesen 12 tranzitot és 20 takarást figyeltek meg ezekkel a spektroszkópiai módszerekkel.
„Első alkalommal láthatjuk egy ilyen jellegű exobolygó spektroszkópiai jellemzőit” – mondta Benneke. A kategorizálás azonban nem is olyan egyszerű: szuperföldnek nevezzük, vagy szubneptunusznak? Vagy valami egyébnek? A várakozásokkal ellentétben ugyanis a GJ 3470b atmoszférája többnyire tiszta, így a kutatók mélyre beláthattak a légkörébe.
„Arra számítottunk, hogy a Neptunuszéhoz hasonló légkört fogunk látni, mely erősen feldúsított nehezebb elemekkel, mint például az oxigén és a szén, amik bőségesen formálnak vízpárát és metángázt is” – mondta Benneke. „Ehelyett olyat atmoszférát találtunk, amely annyira szegény ezekben az elemekben, hogy az összetétele inkább a Napra emlékeztető, hidrogénben és héliumban gazdag”.
Más exobolygókról, az ún. forró Jupiterekről úgy véljük, hogy csillaguktól távol keletkeztek, majd idővel közelebbi pályákra vándoroltak. Ez a bolygó azonban úgy tűnik, hogy éppen ott alakult ki, ahol van, Benneke elmondása szerint. A leghihetőbb magyarázat, hogy a GJ 3470b eléggé közel keletkezett a központi vörös törpecsillaghoz, melynek tömege körülbelül a mi Napunk felével egyezik. Benneke felteszi, hogy tulajdonképpen száraz kőzetbolygónak indult, mely aztán gyorsan befogta a fiatal csillag körüli protoplanetáris korong gázanyagából a hidrogént.
„Olyan objektumot látunk, mely képes volt a protoplanetáris korongból hidrogént akkretálni, mégsem volt képes forró Jupiterré válni” – tette hozzá Benneke. „Ez egy roppant izgalmas tartomány”. Lehetséges magyarázat, hogy a korong eltűnt, mielőtt még a bolygó több anyagot gyűjthetett volna. „A bolygó megrekedt szubneptunuszként” – mondta Benneke. A NASA készülő James Webb-űrteleszkópjával még részletesebben lehet majd vizsgálni a GJ 3470b légkörét, az eddig példátlan infravörös tartománybéli érzékenységnek köszönhetően.
Forrás: NASA JPL
A kiemelt kép fantáziarajz a GJ 3470b exobolygóról (NASA, ESA, D. Player (STScl)), mely 2018. decemberi eredmények alapján feltehetőleg döbbenetes sebességgel párolog. Számítások szerint pár milliárd év leforgása alatt jelenlegi tömegének akár felét is elveszítheti.
