2009.06.01. - Először fedeztek fel exobolygót asztrometriai módszerrel

Az exobolygók kutatásának történetében első alkalommal fedeztek fel asztrometriai módszerrel egy Naprendszeren kívüli planétát. A Jupiterhez hasonló bolygó másik érdekessége, hogy a legkisebb csillagok egyike körül kering.

A Naprendszererünkön kívüli bolygók detektálásának többféle módszere ismert, a legtöbb ilyen planétát azonban mégis spektroszkópiai úton fedezték fel. Ennél ugyan jóval kisebb, de a jelenlegi 347-es mezőnyben még mindig szép számban képviseltetik magukat az ún. fedési exobolygók. A többi módszerrel azonosított csillagkísérők száma ezen két csoporthoz képest elenyésző, sőt az egyik lehetséges módon egészen mostanáig nem is sikerült exobolygót detektálni. Ez az ún. asztrometriai módszer, melynek lényege, hogy az éggömbön a csillag-kísérő páros tömegkközéppontjának sajátmozgása (a térbeli mozgás látóirányra merőleges komponense) az "egyenes", a láthatatlan kísérő gravitációs hatása miatt pedig a csillag ezen vonal körül hullámmozgást ír le. Ha tehát egy csillag megfigyelt pozícióinak egymásutánjából ilyen hullám áll elő, akkor az kísérő jelenlétére utal. A hullám paramétereiből az objektumok és a pályák jellemzői is megbecsülhetők. A módszer hátránya, hogy a hullámmozgás kimutatásához a vizsgált csillagokról hosszú éveket átfogó nagyon pontos pozícióadatokra van szükség. Egy 12 éves megfigyeléssorozat után azonban a módszer most végre eredményre vezetett, ugyanis a NASA két kutatójának a VB 10 katalógusjelű, tőlünk 20 fényévre található vörös törpe körül sikerült kimutatni egy óriásbolygó jelenlétét.

Fantáziarajz a VB 10 katalógusjelű vörös törpéről, s a most felfedezett, a Jupiterhez hasonló kísérőjéről, melynek nagysága összemérhető a csillagéval.
[NASA/JPL-Caltech]

A JPL (Jet Propulsion Laboratory) két munkatársa, Steven Pravdo és Stuart Shaklan 30 csillag pozícióadatait rögzítette 12 éven keresztül, évente 2-6 alkalommal a Palomar Obszervatóriumban az 5 méteres Hale teleszkópra szerelt asztrometriai célokat szolgáló műszerrel (STEPS, Stellar Planet Survey). A 16 megapixeles CCD érzékelőt tartalmazó kamerával a vizsgált csillagok pozíciójában bekövetkező olyan piciny, milliívmásodperces változások is kimutathatók, mint amekkora egy emberi hajszál vastagsága lenne 3 km távolságból nézve. Ezen észlelések alapján sikerült egyik csillag körül detektálni egy bolygókísérőt. Pravdo szerint az asztrometriai módszer ideális olyan rendszerek esetében, melyek konfigurációja hasonlít a Naprendszeréhez. A most azonosított új bolygó arányaiban hasonló pályán kering a Napnál tízszer kisebb csillaga körül, mint a Jupiter a Nap körül. Tömege körülbelül hatszorosa a mi gázóriásunkénak. Csillagától mért távolsága ugyanakkor elegendően nagy ahhoz, hogy ne a forró, hanem a hideg Jupiterek közé soroljuk. Az előzőek alapján nem elképzelhetetlen, hogy a csillaghoz közelebb kőzetbolygók is mozoghatnak. 10 csillag közül 7 a VB 10 jelűhöz hasonló méretű, ez pedig azt jelentheti, hogy a bolygóval rendelkező csillagok sokkal gyakoribbak, mint eddig becsülték. A felfedezés jelzi, hogy a közeljövőben az asztrometria a már említett két módszerhez hasonló hatékonyságúvá válhat mind a földi, mind a tervezett űrbeli teleszkópok (például NASA SIM Lite) számára.

A Naprendszer és a VB 10 rendszerének arányait mutató összehasonlító ábra.
[NASA/JPL-Caltech]

A VB 10 egy M típusú vörös törpe, tömege a Napénak csak egy tizenkettede, azaz alig haladja meg a magfúzió, s így az energiatermelés tartós fenntartásához szükséges minimális tömeget. Éveken keresztül csak a "legkisebb ismert csillag" címet birtokolta, most azonban mellé írhatjuk a "legkisebb, bolygóval rendelkező csillag" titulust is. Bár tömege jóval nagyobb, mint a bolygójáé, a két égitest mérete mégis nagyjából megegyezik. Mivel a csillag ilyen kicsi, rendszere is a Naprendszer miniatürizált változata. A VB 10b pályamérete a Merkúrénak felel meg, az esetleges további (kőzet)bolygók pedig még ennél is közelebb keringhetnek a vörös törpéhez.

Wesley Traub, a NASA Exoplanet Exploration Program vezető kutatója szerint a felfedezés azért is jelentős, mert mutatja, hogy a természet nem tesz különbséget, s a bolygók a nagyon kis tömegű, a Naptól erősen különböző csillagok körül is megtalálhatók.

A VB 10 elmozdulása 9 év alatt. A képen a csillag az utolsó mért pozíciójában (2008. szeptember 5.) látható, de az innen letölthető animáción a többi, a képen nyillal megjelölt pozícióban is megfigyelhetjük. A VB 10 sajátmozgása 1,5 ívmásodperc/év, a távolságának megfelelő parallaktikus elmozdulása pedig 1/6 ívmásodperc, ami körülbelül 1/12 része a csillagkorong képátmérőjének. A bolygó által okozott hullámmozgás amplitúdója mindössze 6 ezred ívmásodperc. A kék vonal a vörös pöttyel jelzett bolygó csillag körüli pályája kinyagyítva (s természetesen eltolva).
[NASA/JPL-Caltech/Palomar]

Az eredményeket részletező szakcikk az Astrophysical Journal c. folyóiratban fog megjelenni.

Forrás:

• NASA News 2009.05.28.