A nemrégiben készített felvételek azt bizonyítják, hogy az LkCa 15 jelű csillag körül nem keringenek fiatal gázóriások, mint ahogy korábban hitték.
A fiatal csillag korábbi vizsgálatai arra utaltak, hogy az őt körülvevő por- és gázkorongban bolygók formálódnak.* Az LkCa 15 katalógusjelű csillag nagyjából olyan idős, mint a Nap volt, amikor a Jupiter és a Szaturnusz kialakult, így a vizsgálatával betekintést nyerhetünk a bolygórendszerek kialakulásának folyamatába. A hawaii Subaru teleszkóppal végzett legújabb megfigyelések pontosították a korábbi elképzeléseket, sőt, most kérdésessé is váltak az eddigi felfedezések. Úgy látszik, a Naprendszeren kívüli bolygókezdemények utáni kutatás még nehezebb, mint gondoltuk.
A bolygók kialakulásuk során port és gázt vesznek fel, így a pályájuk nyomán egy rés alakul ki a csillagukat körülvevő korongban. Az LkCA 15 por- és gázkorongjában találtak egy rést, így valószínűsíthető volt, hogy bolygók alakulnak ki a csillag körül. Az interferometriai és képalkotó technikával végzett vizsgálatok arra utaltak, hogy három gázóriásról van szó (LkCa 15b, c és d). A becslések szerint mindhárom nagyobb volt, mint a Jupiter. „Először állíthattuk égitestekről, hogy bolygókezdemények.” – mondja Thayne Currie (NASA-Ames Research Center), az Astrophysical Journal Letters folyóiratban megjelent tanulmány vezető szerzője.
Az LkCa 15 vizuális megfigyelése még a hatalmas, 8,2 méteres Subaru teleszkóppal is rendkívül nehéz. Nagyjából 500 fényévre van tőlünk, és a látható fénye nagyon gyenge. A csillagászok ezért speciális üzemmódban (sparse aperture masking) használták a műszert, de még így is nehéz volt megkülönböztetni a lehetséges bolygókról érkező fényt a korong anyagáról visszaverődőtől.
A legújabb kutatások során két új eszközt is használtak, hogy részletesebb képeket kapjanak az LkCa 15-ről: a Subaru SCEXAO extrém adaptív optikáját, valamint a CHARIS spektrográfot. A SCEXAO egy deformálható tükörből és egy gyors, ultraérzékeny kamerából áll. A tükröt mozgató 2000 kis motor korrigálja a földi légkör miatt elmosódó képet. A SCEXAO által készített éles képet a CHARIS dolgozza fel, így kapjuk meg az LkCa 15 közelében lévő fényforrások spektrumát.
Currie és munkatársai rájöttek, hogy a fény nagy része a korong egy másik összetevőjéből, a csillag körül elhelyezkedő, kiterjedt, ívszerű struktúrából származik. Ennek a fényessége megegyezik a korábban a bolygókezdeményeknek tulajdonított objektum fényességével. A kutatócsoport tovább vizsgálódott: átnézték a Keck Obszervatórium 2009 és 2017 között rögzített adatait. „A Keck adatai azt mutatják, hogy az ív a megfigyelés nyolc éve alatt végig változatlan volt.” – mondja Currie. „Ha itt a korong helyett bolygók lennének, a keringésük miatt a fényív elfordult volna.”
„Hogy pontosak legyünk, egyelőre az LkCa 15 b, c és d-hez hasonló bolygók létezését zártuk ki. Úgy gondolom, elég egyértelmű, hogy a csillag körül vannak bolygók, csak halványabbak, mint korábban hittük.” – mondja Currie.
Kate Follette (Amherst College), aki hidrogén-alfa emissziós képeket készített a rendszerről, egyetért abban, hogy az adatok legalább egy bolygókezdeményt igazolnak. „Nehéz lenne azt állítani, hogy nincsenek bolygók benne, csupán az a kérdés, hogy hol vannak, és közvetlenül vagy közvetett módon tudjuk azonosítani őket. Ez a tanulmány csupán a kirakós egy újabb darabja. Annyit biztosan tudunk ezekről a bolygórendszerekről, hogy rendkívül bonyolultak.” – mondja. Follette szerint a megoldást a jövő közvetlen képalkotó eszközei fogják elhozni.
Az LkCa 15-höz hasonló távoli csillagok tanulmányozása jól mutatja, milyen fontos a legújabb technológiák használata. A technikai lehetőségek pedig egyre jobbak. „Folyamatosan fejlesztjük a SCEXAO-t. Reméljük, hogy néhány év múlva már a maximális teljesítménnyel fog működni.” – mondja Currie. A SCEXAO fejlesztései lehetővé tehetik a csillagászoknak, hogy halvány, a Jupiterhez hasonló bolygók mozgását is észleljék az LkCa 15 korongja előtt. Végül a SCEXAO utódja, a Planetary Systems Imager elfoglalja majd a helyét a hawaii 30 méteres teleszkópon, hogy még halványabb, még kisebb tömegű, Marshoz hasonló bolygókat találjon az LkCa 15-höz hasonló csillagok körül.
„És ez még nem a történet vége.” – mondja Burgasser. „Az LkCa 15 kivételes rendszer. Még több kutatást fogunk végezni rajta, hogy megtudjuk, vannak-e formálódó bolygói vagy sem.”
* Az LkCa 15b jelű protobolygóról itt írtunk 2011-ben.
Forrás: Sky & Telescope
