Mitől exobolygó egy exobolygó?

1961

Az ókorban minden, a csillagokhoz képest elmozduló égitestet bolygónak tekintettek. A kopernikuszi forradalom idején azonban ezen a definíción változtatni kellett. Az ismert bolygók közül kikerült a Nap és a Hold, viszont bekerült közéjük a Föld. A bolygó fogalmát nem egyszerűen csak az égitest fizikai természete, eredete, összetétele, tömege és mérete határozza meg, de régóta tudjuk, hogy meghatározó az a tulajdonsága is, hogy milyen égitest körül és milyen elrendezésben kering.

A világ csillagászait hivatalosan képviselő Nemzetközi Csillagászati Unió (International Astronomical Union – IAU) a tudományág fejlődésével, az emberiség egyre halmozódó asztrofizikai ismeretanyagával összhangban folyamatosan felülvizsgál, átértékel és újradefiniál bizonyos fogalmakat. Éppen a bolygók mibenlétéről alkotott elképzelésünk folyamatos változása egy jól ismert példa erre. Az IAU 2006. augusztusi közgyűlésén a megjelent csillagászok először a bolygó fogalmának meghatározásán pontosítottak, majd ezzel összhangban a Plutót kiszavazták a hagyományos értelemben vett bolygók közül, és törpebolygóvá fokozták vissza. Ez utóbbi döntés, noha szükségszerűen következik az elsőből, sokaknak érthető okokból rosszul esett. Hiszen senki sem szeret szembesülni azzal, hogy egy, már az általános iskolában megtanult, azóta mélyen belénk rögzült alapvetés hirtelen nem érvényes többé. A Naprendszernek immár nem kilenc, csak nyolc bolygója van. Ezt valóban nehéz előrelépésként látni [1]. Ugyanakkor a definíciók pontosítása, bár látszólag talán nem tűnik igazán fontosnak, hiszen nem befolyásolja a megfigyelt tudományos tényeket, a fizikai valóságot, mégis segíti a tudásunk rendszerezését, kikristályosodását és az információközlést.

A Pluto, a bolygók definíciója megváltoztatásának ha nem is az első, de a legismertebb áldozata. Forrás: NASA/New Horizons.

Ezúttal ismét a bolygók, mégpedig a Naprendszeren túli exobolygók meghatározásának pontosítása került terítékre az IAU illetékes munkacsoportjában. Az elmúlt egy–két évtized alatt egy–két nagyságrenddel növekedett az ismert exobolygók száma, ez pedig olyan határeseteket vetett a felszínre, amelyek besorolásához nagy szükség van erre a fogalmi finomításra.

Ám ahhoz, hogy leírjuk, mi számít exobolygónak, először meg kell ismernünk a Naprendszerbeli bolygók jelenlegi pontos definícióját, hiszen az exobolygók meghatározása is ezen nyugszik. Bolygó az, ami: (1) a Nap körül kering. (2) Kellően nagy a tömege ahhoz, hogy saját gravitációja miatt hidrosztatikai egyensúlyba kerüljön (közel gömb alakot vegyen fel). (3) Tömege kellően nagy ahhoz, hogy mára már megtisztította a pályájának a környezetét más égitestektől. A Pluto ez utóbbi pontnál vérzett el.

Az exobolygók meghatározásával kapcsolatban az IAU rögzítette, hogy (1) Exobolygó az, aminek a tömege kisebb, mint a deutériumfúzióhoz szükséges legkisebb tömeg (ami nagyjából 13 jupitertömeget jelent), egy csillag, barna törpe vagy csillagmaradvány körül kering, és tömege legfeljebb kb. 1/25-öde a központi égitest tömegének – függetlenül a bolygó keletkezési módjától. Az exobolygó tömege továbbá nagyobb kell legyen, mint a Naprendszer bolygóira vonatkozó alsó határ, vagyis képes legyen tisztára söpörni a pályájának a környezetét. (2) A deutériumégés 13 jupitertömeges határánál nagyobb, de csillagtömeget el nem érő égitestek nem exobolygók, hanem barna törpék, függetlenül a keletkezésük módjától, illetve attól, hogy hol keringenek. (3) A fiatal csillaghalmazokban szabadon lebegő, a deutériumégéshez szükséges tömeget el nem érő égitestek nem bolygók és nem exobolygók, hanem szub-barnatörpék, illetve egyéb alkalmas megnevezéssel illetendőek.

Fantáziarajz az ismert exobolygók változatosságáról. Forrás: astronomy.com/Martin Vargic.

Az exobolygókra vonatkozó korábbi, 2003-ban lefektetett definíciótól az új meghatározás két pontban tér el. Az egyik újdonság a központi égitesthez viszonyított kb. 1:25 tömegarány kritériuma. Ez az egyenrangú és hierarchikus rendszerek egyértelmű elkülönítését szolgálja. Egyébként a tömegarány pontos értéke az L4 és L5 Lagrange-pontok stabilitási kritériuma, de ennek az exobolygók meghatározása szempontjából elvi jelentősége nincs, csupán egy kézenfekvő választás. Ráadásul az ehhez az értékhez közel eső kettős rendszerekből olyan keveset ismerünk, hogy a konkrét határ meghúzása miatt egyetlen egy ismert égitest esett ki az exobolygók kategóriájából. A másik változás, miszerint ezentúl a barna törpék körül keringő, megfelelő tömegű kísérők is exobolygónak számítanak. Emiatt a változtatás miatt ugyanakkor öt új taggal bővült az ismert, exobolygónak tekintett égitestek köre.

A mérleg tehát egészen csekély mértékben pozitív: a változtatás miatt néggyel nőtt az amúgy már ötezer fölött járó ismert exobolygók száma. A számtalan folyamatban lévő kutatási program miatt pedig továbbra is gyors növekedést várhatunk a számukban. A meghatározás pedig továbbra sincs kőbe vésve. Ha kell, ha az újonnan felfedezett égitestek sokfélesége szükségessé teszi, a csillagászok újból pontosítani fogják az exobolygók fogalmát.

Megjegyzés:
[1] 2006-ban nem először történt ez meg. 1801 és 1845 között, mikor az Uránuszt már ismerték a csillagászok, a Neptunuszt viszont még nem, öt új bolygót fedeztek fel a Mars és a Jupiter pályája között. A Neptunusz 1846-os felfedezését követő néhány évben pedig még több apró bolygót találtak a Naprendszernek a ma már fő kisbolygóövként ismert régiójában. A csillagászok felismerték, hogy a helyzet hamarosan tarthatatlanná fog válni, ha nem tesznek valamit. Az új bolygók mind sokkal kisebbek a már az ókorban is ismert nagybolygóknál, és bizonyára még rengeteg újabb társuk vár felfedezésre. Ezért az új kis égitesteket átsorolták kisbolygókká, és a Naprendszernek ekkor is csak nyolc bolygója maradt.

Forrás: A Nemzetközi Csillagászati Unió (IAU) F2 Bizottságának (Exobolygók és a Naprendszer) közleménye.

Hozzászólás

hozzászólás