2009.09.18. - Pokolian forró igazi szuper-Föld ötszáz fényév távolságban

Az ESO HARPS spektrográfjának hosszú adatsora alapján meghatározták a Földnél mindössze kétszer nagyobb átmérőjű CoRoT-7b exobolygó tömegét, s ezáltal az átlagsűrűségét, ami alapján úgy tűnik, kőzetbolygóról van szó.

A szóban forgó exobolygó felfedezését 2009. februárjában jelentették be, s mint ahogyan az elnevezése is jelzi, a CoRoT műhold által azonosított hetedik, Naprendszeren kívüli planétáról van szó. A bolygó csillaga - korábban TYC 4799-1733-1, jelenlegi nevén CoRoT-7 - az Egyszarvú csillagképben figyelhető meg, távolsága körülbelül 500 fényév. A Napnál kicsit kisebb és hidegebb, s csillagunknál fiatalabbnak is gondolják, becsült kora másfél milliárd év. A CoRoT-7b 20,4 óránként csillaga elé kerül, s a takarás miatt annak fényében egy órára három ezred résznyi csökkenést okoz. Pályájának mérete mindössze 2,5 millió kilométer, azaz 23-szor közelebb kering csillagához, mint a Merkúr bolygó a Naphoz. A CoRoT által mért fénygörbe alapján sikerült a bolygó méretét is meghatározni, ami a Föld átmérőjénél csak mintegy 80 százalékkal nagyobb. A CoRoT- és az azt kiegészítő további mérések alapján azonban eddig nem tudták meghatározni a bolygó tömegét, ehhez ugyanis a csillaga Doppler-sebességének hosszabb időn keresztüli rendkívül pontos mérése szükséges, mivel mérete alapján valószínűsíthetően a bolygó tömege sem túl nagy, s így gravitációs hatása is kicsi csillagára, csak kismértékben "rángatja" azt. A helyzetet tovább bonyolítja a CoRoT-7 aktivitása, a felszínén található foltok zavaró hatása, melyek miatt a színképvonalak bolygó keringése okozta periodikus eltolódására egy, a csillag rotációja következtében fellépő, 23 napos periódusú moduláció is rakódik.

A Digitized Sky Survey digitális atlaszból kimásolt kép közepén a CoRoT-7 jelű csillag látható.
[ESO/Digitized Sky Survey]

A CoRoT-7b tömegének meghatározásához a világ egyik legpontosabb exobolygó-kutató eszközével, az ESO 3,6 méteres távcsövén üzemelő HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher) spektrográffal végeztek méréseket Didier Queloz (Observatoire de Geneve) és munkatársai, 70 órányi megfigyelési anyagot gyűjtve a CoRoT-7 csillagról. A kutatóknak a színképi adatokból is sikerült kimutatni a 20,4 órás periódust, s a radiális sebességek amplitúdója alapján - figyelembe véve azt, hogy a bolygó pályájának inklinációja 90 fokhoz közeli (különben nem lenne fedés) - nem csak alsó határt tudtak adni a bolygó tömegére, hanem pontosan meg is tudták határozni azt. Az eredmények szerint a CoRoT-7b tömege a Földének ötszöröse, ami az eddigi legkisebb, pontosan megmért bolygótömeg. Az átmérő és a tömeg ismeretében az átlagsűrűség is azonnal adódik, amivel pedig realisztikusabb következtetésekre lehet jutni a bolygó belső szerkezetére vonatkozóan.

Az öt földtömegnyi és két földátmérőnyi méretével a CoRoT-7b az ún. szuper-Földek sorába illeszthető. A körülbelül egy tucatnyi hasonló exobolygó közül ez az első, melynek sűrűségét is sikerült meghatározni. Ennek számolt átlagértéke közel van a Földéhez, ami azt sugallja, hogy a CoRoT-7b a korábbi sejtéseknek megfelelően valóban egy kőzetbolygó, az első, melynek ezen tulajdonságát szilárd bizonyítékok támasztják alá.

Fantáziarajz a CoRoT-7 rendszeréről. Előtérben a lávával borított felszínű, rendkívül forró CoRoT-7b, a távolban pedig fényes pontként a rendszer második bolygója, a CoRoT-7c látható.
[ESO/L. Calcada]

A CoRoT-7b egy másik rekordot is magáénak mondhat, ugyanis a csillagához legközelebbi exobolygóról van szó, melynek keringési sebessége meghaladja a 750 ezer kilométert óránként, azaz majdnem nyolcszor gyorsabban kerüli meg csillagát, mint Földünk a Napot. Queloz szerint a CoRoT-7b olyan közel kering csillagához, hogy a hőmérséklet a nappali oldalán valószínűleg eléri a 2000 celsius fokot - azaz valóságos Dante pokla -, míg az éjszakai oldalon -200 celsius fok alá is zuhanhat. Elméleti modellek szerint ilyen körülmények között a bolygó felszínét láva vagy fortyogó óceánok borítják, azaz a földön kívüli élet nyomait vélhetőleg nem ezen a bolygón kell keresni.

A rendkívül pontos HARPS-mérések alapján a kutatók egy további bolygót is valószínűsítenek a CoRoT-7 körül, kicsit messzebb, mint a CoRoT-7b. Az adatok alapján a CoRoT-7c 3 nap és 17 óra alatt kerüli meg csillagát, tömege pedig a Földének körülbelül nyolcszorosa, azaz szintén egy szuper-Földről van szó. Bolygótestvérével ellentétben azonban ez a planéta a Földről nézve nem halad el a csillaga előtt, így átmérőjét és sűrűségét nem tudták meghatározni. A CoRot-7 rendszere tehát az első bolygórendszer, melyben két rövid periódusú szuper-Föld kering, melyek közül az egyik ráadásul fedési is, így a paraméterei pontosan meghatározhatók.

Az eredményeket részletező szakcikk az Astronomy & Astrophysics c. folyóirat CoRoT űrszonda eredményeit bemutató tematikus számában fog megjelenni.

Forrás:

• ESO 33/09 - Science Release