2010.07.22. - Üstökösbolygó egy távoli naprendszerben

A Hubble Űrteleszkóp új méréseivel sikerült bizonyítani, hogy a HD 209458b jelű exobolygó légköréből elszökő gázanyag üstököscsóvaszerű alakzatba rendeződve követi pályáján az extrém gyorsan keringő planétát.

Az 1999-ben felfedezett, HD 209458b jelű exobolygó több szempontból is tudománytörténeti mérföldkőnek számít. Ez volt az első olyan, más naprendszerben keringő bolygó, melynél sikerült megmérni a csillaga előtt való átvonulása által okozott fényességcsökkenést, s szintén ez volt az első exoplanéta, melynek közelítőleg meg tudták határozni légköri szerkezetét és összetételét, többek között oxigént, szenet és hidrogént azonosítva benne. A Földtől mintegy 150 fényévre lévő rendszer központi csillaga egy Napunkhoz hasonló, sárga törpe, míg a HD 209458b a Jupiternél körülbelül 30 százalékkal kisebb, ám mindössze 3,5 nap keringési idejű égitest, ún. forró jupiter.

A bolygó és a csillag rendkívüli közelsége már korábban arra a következtetésre juttatta a szakembereket, hogy a HD 209458b atmoszférája forró és kiterjedt, s a rendkívül erős csillagszél "lefújja" a légkör egy részét, mely üstököscsóvaszerű gázkiáramlásként követheti a bolygót, annak gyors keringése folytán. Utóbbi állítást azonban nem sikerült közvetlen megfigyelésekkel is alátámasztani - egészen mostanáig.

Jeffrey Linsky (University of Colorado, Boulder, USA) és munkatársai a Hubble Űrteleszkóp tavaly üzembe állított, COS (Cosmic Origins Spectrograph) nevű színképelemző detektorával több átvonulás során vizsgálták a HD 209458 rendszerét, ami meghozta a várva várt áttörést. A már "életében" legendává váló űrtávcső ultraibolya tartományban működő, az eddigieknél lényegesen jobb felbontással bíró spektrográfjának adatai segítségével a kutatók szén és szilícium jelenlétét mutatták ki a planéta légköréből kiáramló gázanyagban. Ez annak a bizonyítéka, hogy a csillag sugárzása a bolygó teljes atmoszféráját felfűti, az erős hőáramlási folyamatok következtében pedig a nehezebb elemek a légkör felső rétegeibe kerülve kiszabadulhatnak a planéta gravitációs vonzáskörzetéből.

Fantáziakép a HD 209458 rendszerről: a központi csillag és az üstököscsóvaszerű anyagkiáramlást kibocsátó HD 209458b óriásbolygó, az utóbbi egy hipotetikus holdjáról nézve.
[NASA/ESA/G. Bacon, STScI]

A részletes színképvonal-analízisek révén Linsky és kollégái ki tudták mutatni, hogy a gázanyag áramlási sebessége helytől függően változik, és maximális értéke mintegy 550 km/s, a meghatározott sebességprofilok pedig jól illeszthetőek az említett, a tranzitok során a Föld felé mutató, csóvaszerű kiáramlás modelljével. Bár a HD 209458b anyagvesztése első hallásra igen jelentősnek tűnik (másodpercenként mintegy 10 ezer tonna), a számítások szerint több milliárd év kell ahhoz, hogy a planéta légköre teljesen elpárologjon, már ha a bolygó az egyéb hatások miatt nem semmisül meg korábban.

A szakemberek további forró jupiterek vizsgálatát tervezik a Hubble detektorával abban a reményben, hogy más exobolygóknál is sikerül majd kimutatni hasonló effektust.

Az eredményeket részletező szakcikk az Astrophysical Journal c. folyóiratban jelent meg.

Forrás:

• STScI-2010-21