Új eszköz az exobolygók mérlegeléséhez

2495

A NASA és a National Science Foundation új eszköze, a NEID (kiejtése “NOO-id”, az angol fluid szó kiejtéséhez hasonlóan) segítségével képesek leszünk a Naprendszerünkön túli bolygók, azaz exobolygók tömegét meghatározni az anyacsillagaikra gyakorolt gravitációs hatásukból. A tömegüket ismerve következtethetünk majd a bolygók összetételére, mely a potenciális lakhatóság meghatározásában kritikus jelentőséggel bír.

Első méréseiként a Kitt Peak nemzeti obszervatórium 3,5 méteres WIYN teleszkópjával az 51 Pegasi csillagot vizsgálta; ez volt az első napszerű csillag, amely körül exobolygót találtak, 1995-ben. Az obszervatórium a Tohono O’odham törzs területén helyezkedik el, Arizona déli részén. A NEID kiejtése olyan szóra emlékeztet, mely a Tohono O’odham nyelven a “látni” szót jelenti. A berendezés radiálissebesség-módszerrel keresi és tanulmányozza az exobolygókat, melynek során a kutatók azt mérik, mennyit változik a központi csillag sebessége a körülötte keringő bolygó gravitációs vonzásának hatására. Minél nagyobb a bolygó tömege és minél közelebb kering a csillagához, annál erősebb a vonzása és annál nagyobb sebességgel mozdul el a csillag is.

A Kitt Peak National Observatory 3,5 méteres WIYN teleszkópjára felszerelt NEID eszköz. (NSF’s National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory/KPNO/NSF/AURA)

A bolygó átmérőjének és tömegének ismeretében már kiszámítható a bolygó sűrűsége, amelyből tipikusan meghatározható, hogy kőzetbolygóról (mint a Föld, a Vénusz vagy a Mars) vagy gázbolygóról (mint a Jupiter vagy a Szaturnusz) van-e szó. Ez a potenciálisan lakható, a Földhöz hasonló exobolygók megtalálásához vezető út első lépése. A módszert sok hasonló bolygóra alkalmazva átfogóbb képet kapunk majd a galaxisban előforduló bolygótípusokról, valamint más bolygórendszerek keletkezéséről is.

Az imbolygás kimérése

A mi Napunk is imbolyog a bolygók hatására: a Jupiter hatalmas gravitációs vonzásának hatására körülbelül 13 m/s-os sebességgel mozog előre-hátra, míg a Föld egy lassabb, mindössze 10 cm/s sebességű mozgást okoz. A sebesség arányos a keringő bolygó tömegével, valamint a csillag tömegével és a két objektum közötti távolsággal is.

Mostanáig körülbelül 1 m/s-os sebességig voltak képesek ezt a mozgást kimérni, a NEID azonban az eszközök olyan új generációjához tartozik, mely ennél háromszor finomabb precizitással bír. Potenciálisan a Napnál kisebb tömegű csillagok körül is képes kőzetbolygókat detektálni és tanulmányozni. Továbbá az új eszközt használó kutatók és mérnökök szeretnék azt is demonstrálni, hogy az “extrém precíz radiális sebességmérés” (extreme precision radial velocity) egy napon talán a Föld méretével egyező, kicsi bolygókat is képes lesz napszerű csillagok lakható zónáiban detektálni; ez az a régió, ahol adottak a feltételek ahhoz, hogy víz folyékony formában létezhessen a bolygó felszínén.

A NEID ezen kívül a NASA új TESS űrteleszkópjával felfedezett bolygók megerősítésében is részt vesz, valamint tömegeiket is ki fogja mérni. A TESS eltérő, úgynevezett fedési módszerrel keresi az exobolygókat: ennek során a csillag fénygörbéjében jellegzetes fénycsökkenéseket keresnek, melyet az okoz, hogy a csillag előtt látóirányban áthaladó bolygó kitakarja a csillag fényének egy részét. Ebből a módszerből megtudhatjuk a bolygó méretét (amelyre szükség van a sűrűsége kiszámításához), valamint, az imbolygásból az “1 év” hosszát, azaz a csillag teljes megkerüléséhez szükséges időt. A NEID más teleszkópok által felfedezett bolygók jelenlétét is meg tudja erősíteni.

Forrás: NASA JPL

Hozzászólás

hozzászólás