Szokatlan tulajdonságú vasbolygót fedeztek fel a csillagászok

A tavalyi év végén egyedülálló bolygót fedeztek fel a Naprendszeren kívül, amely úgy tűnik, szilárd és olvadt vas és nikkel keverékéből áll, de már az idei év is bővelkedik a legkülönbözőbb exobolygó-felfedezésekben.

Míg Naprendszeren belüli utolsó bolygónkat, a Neptunt 1846-ban fedezték fel Galle és Le Verrier francia csillagászok, a Naprendszeren kívüli bolygókutatás csupán 50 éves múltra tekint vissza. Minden olyan bolygó, amely nem a mi Napunk körül keringő 8 bolygó, már exobolygónak tekinthető. Általában más csillagok körül, de esetenként már felrobbant csillagok maradványai körül keringenek, de akár céltalanul is sodródhatnak az űr végtelenjében. Az exobolygó kutatás rendkívül fontos szeglete a csillagászatnak, hiszen a saját Naprendszerünkben nincs a Földön kívül más általunk lakható, vagy valamilyen élet kialakulására alkalmas bolygó, azon kívül viszont még lehet.

Amikor kihagy a fény

A Naprendszer bolygóit holdjaikkal együtt már egészen jól ismerjük, de az exobolygó-felfedezések óta már tudjuk, hogy ezek csak apró szeletei a bolygó típusok széles skálájának. Ugyan korábban is sejteni lehetett, hogy nem csak a Naprendszer rendelkezik bolygókkal, azt nem tudtuk, hogy azok mennyire különböznek majd a mi bolygóinktól.

De már a legelső felfedezett exobolygó is kiterjesztette a bolygókról alkotott elképzeléseinket.

Az 1980-as évektől kezdve egészen biztosak lehettünk benne, hogy nem a Nap az egyetlen csillag, amely körül bolygók keringhetnek, de akkor még senki nem talált egyet sem. 1992-ben viszont két csillagász, Aleksander Wolszczan és Dale Frail egy különleges ritmust fedezett fel a “PSR B1257+12” nevű pulzárban. A pulzárok olyan, zömmel szupernóva robbanás után, de esetenként fehér törpékből létrejövő objektumok, többnyire neutroncsillagok, amelyek, mint egy kozmikus metronóm, egyenletesen pulzálnak bizonyos rádiófrekvencián. A két csillagász viszont azt figyelte meg, hogy a pulzálás nem teljesen egyenletes, esetenként mintha hibásan működne.

Ez a hiba vezetett az első exobolygó felfedezéséhez, ugyanis felismerték, hogy az esetenkénti hibás villogás két, körülötte keringő bolygónak köszönhető, amelyek időnként “leárnyékolják” a pulzár villogását.

Az első Naprendszeren kívüli bolygókat tehát nem is más csillag körül keringve, hanem pulzárok körül fedezték fel.

Ez a felfedezés fénysebességre kapcsolta az exobolygó keresést és megalapozta annak legfőbb módszerét is. Csillagok keresése ugyanis jóval könnyebb, hiszen azok általában fényt bocsátanak ki, a bolygók viszont sötétbe burkolóznak, főleg, ha távol keringenek központi csillaguktól. Így az egyik legsikeresebb exobolygó keresési módszer az úgynevezett “tranzit fotometria” – ekkor a bolygó áthalad valamiféle fényt kibocsátó objektum (általában csillag) előtt, így annak csökken az általunk megfigyelt fényessége. Ez megfigyelhető a mi Naprendszerünkben is, amikor például a Merkúr vagy a Vénusz áthalad a Nap és a Föld között, kitakarva egy apró foltot.

A lehámozott vasplanéta

Ezzel a módszerrel találták meg tavaly decemberében a GJ 367b vas-nikkel bolygót is. A Gliese 367 nevű vörös törpe körül keringő exobolygó rendkívül szokatlan tulajdonságokkal rendelkezik, főleg a Naprendszer bolygóihoz képest. Kevesebb mint 8 óra alatt megkerüli központi csillagát, azaz ennyi ideig tart ott egy teljes év. Ez az eddig felfedezett egyik legrövidebb keringési idejű bolygó, hozzá képest a Naprendszer leggyorsabban keringő bolygóján, a Merkúron örökkévalóságnak tűnhet a 88 földi napig tartó év. Az exobolygó rendkívül közel van a Gliese 367-hez, így az azt érő radioaktív sugárzás nagyjából ötszázszorosa annak, amit a Föld kap a Naptól. Ennek köszönhetően a felszíni hőmérséklet körülbelül 1500 Celsius-fok – legalábbis az egyik oldalán. Az ilyen, csillagukhoz közeli bolygóknál megszokott módon kötött tengelyforgású, azaz pont olyan gyorsan forog saját tengelye körül, mint kering a csillaga körül, vagyis mindig ugyanazt az oldalát mutatva a csillag felé. Ugyanígy viselkedik a Földdel szemben a Hold is, melynek mindig ugyanazt az oldalát látjuk.

 

Az exobolygó nem csak eszeveszett sebessége miatt különleges, hanem amiatt is, hogy rendkívül tömör. Sűrűsége másfélszerese a Földének, sugara 0.71 földsugár, vagyis közel kétszerese a Merkúr sugarának, amellyel a legközelebbi rokonságot mutatja a Naprendszer bolygói közül. A Naprendszerben is a Merkúr a legkisebb és a Naphoz legközelebbi bolygó, amely vasmaggal rendelkezik. A GJ 367b viszont még több információval szolgálhat arról, hogyan alakulhatnak ki a “vasbolygók”. Jelenlegi tudásunk szerint nagy valószínűséggel a valaha jóval nagyobb bolygó központi magja lehetett az újonnan felfedezett magas vastartalmú exobolygó, amiről az idők során becsapódások és más ütközési folyamatok révén lehámozódott a külső réteg. Talán ilyen folyamat következtében jöhetett létre a Merkúr is, de ez jelenleg még vitatott. A GJ 367 és a Merkúr is egykor akár a Földhöz hasonló bolygó is lehetett, hiszen a mi planétánk is vasmaggal rendelkezik, amely körülbelül Hold-méretű.

Ez idáig összesen körülbelül 5000 exobolygót fedeztek fel, de ezek száma a jövőben sokszorosára nőhet. 2018 óta üzemel a NASA TESS űrszondája, azaz az “Áthaladó Exobolygókat Feltérképező Műhold”, becenevén az Exobolygó Vadász, amely már most további 5000 olyan égitestet azonosított, amelyek potenciálisan exobolygók is lehetnek. Igazi áttörést viszont az hozhat, hogy tavaly decemberében útnak indult a James Webb Űrteleszkóp, amely szintén exobolygókra vadászik, azokra, amelyeket a TESS is megjelölt. Egyik végső célja megtalálni az esetleges Föld 2-t, azaz egy olyan bolygót, amelyen rendkívül nagy eséllyel kialakulhat az élet.

A naptejes légkörű bolygó

A CHEOPS Űrteleszkóp – melynek munkáját szintén a James Webb Űrteleszkóp viszi majd tovább – idén szintén beazonosított egy különös exobolygót. A WASP-189b részben a Jupiterhez hasonlít, felszínén 3200 Celsius-fok uralkodik, részben viszont a Földre, mivel atmoszférája réteges szerkezetet mutat – leginkább erre figyeltek fel a csillagászok. Ahogy a Föld esetében is elkülöníthetünk különböző rétegeket, mint az ózonréteg, úgy a WASP-189b esetében is réteges atmoszférát találtak. Ennek az exobolygónak az atmoszférájában viszont nem ózon, hanem többek között titánium-oxid található – az az anyag, amely a modern naptejek egyik fő hatóanyaga is, ugyanis elnyeli az ultraibolya-sugárzást. A WASP-189b titán-oxid rétege így pont olyan védelmező szerepet tölthet be az exobolygó életében mint az ózonréteg a Föld esetében.

Idén januárban fedezték fel a TOI-674 b, Földhöz közeli – 150 fényévnyire található – exobolygót is, amely pedig amiatt különleges, mert úgy tűnik, vízpára található az atmoszférájában. Ez a bolygó típus igazi kuriózum, mérete a Neptunusz és a Jupiter közé tehető. Ilyen óriásokból ugyan több ezret találtak már, viszont csak három olyat, amelynek keringési ideje 3 napnál is rövidebb. Az ilyen ritka exobolygók vizsgálata közelebb vihet minket ahhoz, hogy kiderüljön, hogyan alakulhattak ki a bolygórendszerek – beleértve a Naprendszert is.

A James Webb Űrteleszkóp felbocsátásával a csillagászok azt ígérik, hogy beléphetünk az exobolygó-keresés aranykorába és ezrével ismerhetjük meg egyre részletesebben a Világegyetem legkülönbözőbb bolygóit, azok felépítését és kialakulását – talán közelebb kerülve ahhoz is, hogy megtaláljunk egy Föld 2-t.