2015.05.15. - Csillagaktivitás jeleit nézhették exobolygónak

Egy új vizsgálat szerint a tavaly Kapteyn csillaga körül detektált két exobolygó közül a lakhatósági zónába képzelt planéta nem létezik, a neki tulajdonított jelet csak a csillag aktivitása okozza.

Kapteyn csillaga nevét felfedezője, Jacobus Kapteyn holland csillagász után kapta, aki a XIX. század végén azonosította az égbolt második leggyorsabban mozgó csillagaként. (Az égitest a második legnagyobb sajátmozgással rendelkező objektum az égbolton a Barnard csillag után.) A Kapteyn csillag a galaktikus haló azon objektumaihoz tartozik, amelyek nagyon elnyúlt elliptikus pályán keringenek a Tejútrendszerben, valószínűleg a Galaxison kívülről származik. Mindössze 3,9 parszekes távolságával a Naphoz legközelebbi halócsillag. Az M színképtípusú szubtörpe körül tavaly egy kutatócsoport Guillem Anglada-Escudé vezetésével két bolygót is azonosított, részben az ESO 3,6 méteres teleszkópján működő HARPS bolygókereső spektrográffal végzett radiálissebesség-mérések alapján. A kettő közül a 'b' jelű, 48,6 nap keringési idejű planéta ráadásul a csillag lakhatósági zónájába esett. A 'c' jelű keringési periódusát 121,5 napban határozták meg.

A vörös törpék vonzó célpontjai a Földhöz hasonlító, csillaguk lakhatósági zónájában keringő bolygók keresését célzó projekteknek, mivel viszonylag kis méretük és tömegük megkönnyíti a kisebb bolygók kimutatásához szükséges radiálissebesség-változások detektálását, és még a tranzit-fotometriához is elég fényesek. Az M törpék kistömegű bolygóinak radiálissebesség-adatokon alapuló detektálása azonban kényes feladat, mivel a csillag aktivitása (foltok, plázsok, filamentek, konvekció) hasonló radiálissebesség-szignálokat eredményez, mint egy bolygó. Ezek periódusa a csillag rotációs periódusával egyezik meg, amely a vörös törpék esetében 100 napos nagyságrendű.

Kapteyn csillaga.
[Digital Sky Survey]

Paul Robertson (Penn State University) és munkatársai emiatt újra megvizsgálták azokat az adatokat, amelyek alapján Anglada-Escudé és kollégái a Kapteyn b létezésére és paramétereire következtettek. Robertson szerint ugyan ők is foglalkoztak a csillag aktivitása által okozott jelek problémájával, de az aktivitást jelző markerek közül csak a kálcium (Ca II) H és K vonalát vizsgálták, illetve a V-sávbeli fotometriát végeztek, amelyek az M törpék esetében szuboptimálisak. Ők a vizsgálatba bevonták a Hα vonalat és a nátrium (Na I) D jelű vonalát is. Eredményül azt kapták, hogy ezek változásában sokkal egyértelműbben kimutatható az a 140 nap körüli periódus, amelyet kevésbé szignifikánsan Anglada-Escudé és munkatársai is észleltek a kálcium-vonalak félértékszélességében. Robertson szerint az ő általuk meghatározott 143 napos periódus - figyelembe véve a Kapteyn csillag valószínű tömegét és korát is - egyértelműen forgási periódusként azonosítható és szoros korrelációt mutat a korábbi 48 napos periódussal, ami pontosan a harmada ennek. Mindezek alapján úgy vélik, hogy a csillag forgása olyan radiálissebesség-jelet eredményez, amely a ritka mintavételezés miatt könnyen összekeverhető egy planéta által okozott szignállal, azaz a Kapteyn csillag 'b' jelű bolygója nagy valószínűséggel nem létezik, a rá utaló jel csak műtermék.

Felül a Hα vonal intenzitásának adatai az idő függvényében Robertson és munkatársai mérései alapján. A vörös pontok a HARPS, a kék pontok a Keck HiRES spektrográffal mért értékek, a fekete görbe a 143 nap periódusú illesztés. Alul jobb oldalt az a rész látható kinagyítva, ahol Anglada-Escudé és munkatársai adatai helyezkednek el. Alul bal oldalon a Hα-mérések rotációs periódussal feltekert fázisgörbéje látható.
[Robertson és mtsai]

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

Forrás:

• arXiv:1505.02778 [astro-ph.EP]