Forró Neptunusz a Felső-Skorpióban: közelebb a bolygókeletkezés megértéséhez

288

Amerikai kutatók egy nagyon fiatal, mindössze 11 millió éves csillag körül találtak egy forró Neptunuszt a Kepler-űrtávcsővel.

Az exobolygókat övező egyik nagy rejtély, hogy miért kering olyan sok közülök a csillagához nagyon közel, a Naprendszer bolygóinál sokkal kisebb távolságokban. Hogyan kerülhettek oda egyáltalán? Az egyik lehetséges magyarázat, hogy ott helyben születtek, az éppen kialakuló csillagot körülvevő, belső, forró por- és gázkorongban. Más elképzelések szerint a közeli bolygók is távol, hidegebb területeken születtek eredetileg, a Nap-Föld távolságnál is kintebb, majd onnét vándoroltak be a mostani pályájukra. A migrációt hajthatta a szülő porkoronggal, vagy a már kialakult bolygókkal, illetve akár közeli csillagokkal való kölcsönhatásuk is.

A forgatókönyvek csak úgy ellenőrizhetőek le, ha fiatal csillagok körüli bolygókat keresünk, és megfigyeljük a pályáikat. Ha az égitestek a szülő porkorongban vándoroltak beljebb, hamar elérik végső pályájukat, és már fiatal csillagoknál is feltűnnek szoros közelségben. Ehhez képest a többi bolygóval vagy környező csillagokkal való kölcsönhatás sokkal lassabb időskálákon működik csak, és fiatal csillagok körül még nem láthatunk közeli bolygókat.

20160623_k233b_kep1
A K2-33 rendszer, a belső Naprendszer méreteihez képest. (Forrás: NASA/JPL-Caltech)

De egyelőre csak kevés fiatal csillag körül sikerült bolygókat kimutatni. A most felfedezett K2-33b bolygó anyacsillaga a 11 millió éves Felső-Skorpió asszociáció, egy kb. 400 fényévre található, fiatal csillagokból álló csillagcsoport tagja. A K2-33b-t a Kepler-űrtávcső K2 missziója keretében fedezték fel: a bolygó 5,42 naponta elhalad a csillaga előtt, tranzitot, vagyis kitakarás okozta fényességcsökkenést okozva. Csakhogy fiatal csillagoknál nem olyan egyszerű bolygókat keresni.

“A fiatal csillagokat nehezebb vizsgálni, mint az öregebbeket, amik körül a bolygók legnagyobb többségét felfedezzük. Maguk a csillagok is erősen változtatják a fényességüket a csillagaktivitás miatt, és körbeveheti őket a bolygókeletkezésből maradt törmelék (por és kövek). De sikerült ezeket a magyarázatokat kizárnunk az észlelt tranzitjel esetében.” – mondta el Andrew Mann (University of Texas, Austin, USA), a szakcikk vezető szerzője.

20160623_k233b_kep2
A K2-33 rendszer fényváltozásai a Kepler-űrtávcső mérései alapján. A nagy hullámzás a csillag forgásából és a felszínén lévő aktív területektől és csillagfoltoktól származik. Ezeket levonva feltűnnek a bolygó okozta fedések (alul). (Forrás: Mann et al.)

A bolygó nagyjából másfélszer akkorának adódott, mint a Neptunusz, és a csillagához nagyon közel, a Nap-Föld távolság huszadára kering a csillagától. Ez pedig arra utal, hogy legalább a nagybolygók egy része a csillaghoz közel születik, vagy gyorsan, néhány millió év alatt migrál be a szoros pályára. Az eredmények figyelemre méltóak, mivel a nagybolygók vándorlásának mikéntje és időpontja komoly hatással van a földszerű bolygók keletkezésére is. “Ha a Jupiter vagy a Neptunusz befelé vándorolt volna a földszerű bolygók keletkezése után, valószínűtlennek tűnik, hogy a Naprendszerben maradt volna a Föld, vagy egyáltalán bármelyik földszerű bolygó.” – tette hozzá Mann.

A csillagászok a K2 méréseken túl számos földi műszert is bevetettek a bolygó létének megerősítésére. A Keck-II távcsővel nagyfelbontású képeket készítettek, hogy csillagszerű kísérőket vagy a háttérben látszó zavaró égitesteket kizárják. A chilei Cerro Tololo obszervatórium 4 méteres, és a texasi McDonald obszervatórium 2,7 méteres távcsöveivel színképeket rögzítettek, hogy a bolygó tömegét és a csillag átmérőjét megbecsülhessék. Emellett az MEarth robottávcsövekkel további tranzitokat is kimértek.

 

A fiatal csillagokat övező kiemelt figyelmet jól jelzi, hogy Mannék kutatásával párhuzamosan, de tőlük függetlenül egy másik kutatócsoport is bejelentette a K2-33b felfedezését. A California Institute of Technology-nál (Caltech, Pasadena, USA) dolgozó csillagászok, Trevor David és Lynne Hillenbrand vezetésével, szintén arra jutottak, hogy a bolygó vagy a csillaghoz közel született, vagy nagyon gyorsan jutott közel hozzá. Továbbá a K2-33b már egy teljesen kifejlett bolygó, de egyben roppant fiatal, élete legelején járó égitest is, amely a jövőben további fejlődésen fog átmenni. Éppen ezért a történet még nem ért véget, sőt: a következő feladat a kutatók előtt az, hogy pontosabban meghatározzák a bolygó tömegét, és így a sűrűségét is, és összehasonlítsák az öregebb bolygókkal és a rendelkezésre álló bolygókeletkezési modellekkel.

Az eredményeket bemutató szakcikkek az Astronomical Journal (Mann et al.) és a Nature (David et al.) szakfolyóiratokban jelennek meg.

Forrás: phys.org (1, 2)

Hozzászólás

hozzászólás