2011.01.18. - Felfedezték a legkisebb Naprendszeren kívüli kőzetbolygót

Minden eddiginél kisebb méretű Naprendszeren kívüli bolygót fedeztek fel a NASA Kepler űrtávcsővével. A Földünknél mindössze 1,4-szer nagyobb planéta felszínén azonban pokoli viszonyok uralkodhatnak.

A 2009 márciusában indított NASA-teleszkóp több, mint 3 évig egyetlen égboltterületet figyel folyamatosan, miközben 156 ezer csillag fényességét méri a Földről elérhetetlen pontossággal. A távoli csillagok körül keringő bolygók a csillaguk előtt való elhaladásuk miatt kis mértékben csökkentik annak látszó fényességét. A Kepler ezekre a periodikus elhalványodásokra vadászik. A Nap körül keringő űrtávcsőnek ez a kilencedik bolygófelfedezése, azonban eddig egy kivétellel a Jupiterhez és a Neptunuszhoz hasonló óriásbolygók akadtak távcsővégre. A most közzétett felfedezés, amely a Kepler-10b jelzést kapta, a Kepler által talált első kőzetbolygó, ráadásul a Naprendszeren kívül eddig ismert legkisebb planétáról van szó. Mérete mindössze 1,4-szerese a Földének, tömege pedig 4,6-szor akkora. Átlagsűrűsége így 8,8 gramm köbcentiméterenként, ez körülbelül a tiszta vas sűrűségével egyezik meg. Összehasonlításul a Föld sűrűsége 5,5 g/cm³.

A több, mint nyolc hónapnyi megfigyelésen alapuló felfedezést az American Astronomical Society Seattle-ben rendezett ülésén jelentették be. A Kepler által monitorozott csillagok fénygörbéi közül ez volt az első, ahol kisméretű bolygó fedéseit sikerült detektálni. Az exobolygó mérete az elhalványodás mértékéből és a csillag paramétereiből származtatható. A fedések közötti időtartamból pedig a bolygó pályájának méretére következtethetünk. A Kepler-10b mindössze 20 óra alatt kerüli meg központi csillagát. Mindezek alapján több, mint 20-szor közelebb kering szülőcsillagához, mint a Merkúr-Nap távolság. Ennek megfelelően felszíni hőmérséklete magas, mintegy 1500 °C, felszínét valószínűleg olvadt láva borítja. Érdemes megjegyezni, hogy a korábbi rekorder, a kissé nagyobb CoRoT-7b mérete és pályája is nagyon hasonló a Kepler-10b-éhez. A bolygó keringése miatt természetesen a csillag is mozog a rendszer tömegközéppontja körül: periodikusan közeledik majd távolodik a Földtől. A csillag színképében emiatt bekövetkező kismértékű, de szabályos változásokat a Hawaiin található W.M. Keck Obszervatórium egyik 10-méteres teleszkópjával sikerült megmérni. Ez a méréssorozat az égitest tömegét szolgáltatja, és megerősíti, hogy planétáról van szó.

A Kepler-10b méretarányai és fénygörbéje. Figyeljük meg a bolygó kis méretét a csillagkoronghoz viszonyítva. A fedések rövid ideig (1,8 óra) tartanak, és a fényváltozás mindössze néhány tízezred résznyi.
[NASA/Kepler Mission/N. Batalha]

A csillag, amely körül az új rekorder bolygó kering, fényes és viszonylag közel van hozzánk, távolsága mintegy 560 fényév. Ez azért fontos, mert a bolygó paramétereit csak olyan pontossággal tudjuk mérni, amilyen pontossággal képesek vagyunk az anyacsillag jellemzőit megállapítani. A Kepler-10 relatív fényessége lehetővé tette, hogy szeizmológiai módszerek segítségével tömegét, sugarát és korát nagyon kis bizonytalansággal határozzák meg. A csillagszeizmológia a távoli napok apró rezgéseit használja azok belső szerkezetének letapogatásához, és minden jelenlegi módszernél pontosabban szolgáltatja a csillagok említett jellemzőit. Így a Kepler-10 a Napot leszámítva a legpontosabban ismert, bolygóval rendelkező csillag az Univerzumban. A lassan forgó, alacsony aktivitású csillag hőmérséklete, sugara és tömege nagyon hasonló Napunkhoz, de jóval öregebb, korára körülbelül 12 milliárd év adódott.

Néhány ismert kőzetbolygó összetétele. A Kepler-10b sokban hasonlít nagyobb testvérére, a CoRoT-7b-re, de az előbbi jellemzőit sokkal pontosabban ismerjük, amint azt a hibahatárokat jelző ellipszisek mérete mutatja.
[NASA/Kepler Mission/N. Batalha]

A Kepler 10-b mérföldkőnek számít a Földhöz hasonló, lakható bolygók kereséséért folytatott küzdelemben. A bolygó fontos tagja a szuperföldek családjának, paramétereit a legpontosabban ismerjük a kőzetbolygók közül. Egyben előrevetíti a Kepler várható felfedezéseit is, hiszen a NASA-misszió célja a Kepler-10b-hez hasonló, kisméretű, de élet hordozására is alkalmas planéták gyakoriságának mérése a csillagok lakhatósági zónáiban. A Kepler több száz bolygójelöltje között minden bizonnyal több ilyen, hosszú keringési periódusú trófea lesz majd. Az első eredmények szerint a Kepler-10b abban is hasonlít a CoRoT-7b-re, hogy egy másik bolygó is kering a távoli naprendszerben, mégpedig 45 napos periódussal. Mérete alapján szintén egy szuperfölddel lehet dolgunk, de ennek megerősítése további munkát igényel.

Fantáziarajz a Kepler-10b lávával borított felszínéről.
[NASA/Kepler Mission/Dana Berry]

Forrás:

• NASA press release 11-007
• A Kepler-misszió honlapja
• A Kepler Asztroszeizmológiai Tudományos Konzorcium honlapja