2010.10.22. - Furcsa forró foltot azonosítottak egy exobolygón

A Spitzer űrteleszkóp új adatai alapján az υ Andromedae csillag gázóriás kísérőjén azonosított forró folt nem azon a pozíción van, ahol az várható lenne, hanem attól mintegy 80 foknyira eltolódva.

Az υ (üpszilon) Andromedae b jelű exobolygó csillagához közel, kötött keringéssel mozgó ún. forró jupiter típusú objektum. A kötött keringés azt jelenti, hogy orbitális és tengelyforgási periódusa megegyezik - hasonlóan a Hold Föld körüli mozgásához -, így mindig ugyanazt az oldalát fordítja a központi égitest felé. Ennek alapján azt várhatnánk, hogy ezen az oldalon, a csillagaik irányában találhatók az ilyen típusú bolygók legforróbb részei. Korábbi észlelések eredményei már jelezték, hogy - valószínűleg a bolygólégkörökben uralkodó óriási szeleknek köszönhetően - a forró foltok pozíciójában lehet eltérés ehhez az irányhoz képest (akár még 30°-os is), a Spitzer új adatai azonban megkérdőjelezhetik ezt az elképzelést, ugyanis az υ Andromedae b esetében a folt pozíciója majdnem 80°-ra van a két égistestet összekötő vonaltól. A kutatás vezetője, Ian J. Crossfield (University of California Los Angeles) szerint ekkora eltolódásra egyáltalán nem számítottak, a nem várt eredmény pedig azt jelzi, hogy a forró jupiterek légkörének energetikai viszonyait sokkal kevésbé értjük, mint ahogyan azt eddig gondoltuk.

Fantáziarajz az υ Andromedae jelű csillagról és kötött keringésű kísérőjéről. Ez utóbbi légkörének legforróbb része nem a csillag irányában van, hanem attól mintegy 80 foknyira eltolódva.
[NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC)]

A csoport a meglepő eredményre vezető megfigyeléseket öt napon keresztül végezte 2009 februárjában - még a műszerek hűtésére szolgáló folyékony hélium teljes elpárolgása előtt - a Spitzer űrteleszkóppal 24 mikronos hullámhosszon. Földi távcsövekkel kapott radiális-sebesség adatok alapján a bolygó keringési ideje 4,6 nap. Sok más, a Spitzerrel megfigyelt forró jupitertől eltérően a rendszer nem mutat fedést, azaz a bolygó pályasíkja nem esik a látóirányunkba. Mivel a bolygót nem lehet külön észlelni, ezért a megfigyelés során a csillag és a bolygó együttes infravörös fényességét mérték. Ennek változása detektálható: a legnagyobb intenzitás akkor várható, amikor a bolygó forró oldala néz felénk, azaz a planéta a csillaga tőlünk távolabbi oldalán van, a legkisebb infravörös fényességértéket pedig akkor kellene mérnünk, amikor a bolygó legközelebb van hozzánk és éppen a sötét oldalát "látjuk". Crossfield és munkatársai azonban nem ezt tapasztalták. Méréseik szerint a legnagyobb és legkisebb fényességértékek az elméletileg várt keringési fázistól 80 fokkal eltolódva jelentkeztek, ez pedig csak úgy magyarázható, hogy a bolygó legforróbb része (forró foltja) nem a csillaga irányában van. (Összefoglaló hasonlat: Mintha a strandra nem délben, hanem napnyugtakor mennénk, mert akkor van a legmelegebb.)

Az υ Andromedae és kísérője 24 mikronos fénygörbéje. A sötét vonal a 4,6 periódusú várt hullámot jelöli, amit azzal a feltételezéssel kaptak, hogy a bolygó legforróbb része a csillag felé mutató iránynál van. A világos görbe periódusa szintén 4,6 nap, de a mért infravörös fényességértékekre illeszkedik. Jól látszik, hogy ez a görbe jelentősen el van csúszva a várthoz képest, azaz a forró folt sem a várt pozícióban van.
[NASA/JPL-Caltech/UCLA]

A kutatók lehetséges magyarázatként vetették fel a bolygó légkörében tomboló, az anyagot felfűtő lökéshullámokat generáló szuperszonikus szeleket, vagy a csillag és a bolygó közti mágneses kölcsönhatást, de ezek az elképzelések egyelőre csak a spekuláció szintjén mozognak, alátámasztásukhoz vagy cáfolatukhoz több forró jupiter típusú exobolygó vizsgálatára van szükség.

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

Forrás:

• Spitzer News 2010.10.19.