Meglepő összetételű légkör a közepes méretű exobolygón

6326

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”.

Művészi elképzelés a GJ 3470 b exobolygó légkörének szerkezetéről. A lenti ábra mutatja, hogyan nézhetett ki a rendszer protoplanetáris korongja a múltban. (NASA, ESA, L. Hustak (STScl))

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”.

A GJ 3470 b exobolygó hozzávetőleges mérete a Naprendszer bolygóihoz képest (Lissauer et al. 2011b).

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.

Hozzászólás

hozzászólás