» - Csillagászat »
- Hírek »
- 2016 »
- június
2016.06.28. - Forró neptunusz segíti a bolygókeletkezés jobb megértését
Amerikai kutatók egy nagyon fiatal, mindössze 11 millió éves csillag körül találtak egy forró neptunuszt a Kepler-űrtávcsővel. A fiatal planéta vizsgálata a bolygókeletkezés és migráció jobb megértését segítheti.
Az exobolygókat övező egyik nagy rejtély, hogy miért kering olyan sok közülük a csillagához nagyon közel, a Naprendszer bolygóinál sokkal kisebb távolságokban. Hogyan kerülhettek oda egyáltalán? Az egyik lehetséges magyarázat, hogy ott helyben születtek, az éppen kialakuló csillagot körülvevő forró, belső por- és gázkorongban. Más elképzelések szerint a közeli bolygók is távol, hidegebb területeken születtek eredetileg, a Nap-Föld távolságnál is kijjebb, majd onnét vándoroltak be a mostani pályájukra. A migrációt hajthatta a szülő porkoronggal, vagy a már kialakult bolygókkal, illetve akár közeli csillagokkal való kölcsönhatásuk is.
A forgatókönyvek csak úgy ellenőrizhetőek, ha fiatal csillagok körüli bolygókat keresünk, és megfigyeljük a pályáikat. Ha az égitestek a szülő porkorongban vándoroltak beljebb, hamar elérik végső pályájukat, és már fiatal csillagoknál is feltűnnek azok szoros közelségében. Ehhez képest a többi bolygóval vagy környező csillagokkal való kölcsönhatás sokkal lassabb időskálákon működik csak, és fiatal csillagok körül még nem láthatunk közeli bolygókat.
A K2-33 rendszere, a belső Naprendszer méreteihez képest.
[NASA/JPL-Caltech]
Egyelőre csak kevés fiatal csillag körül sikerült bolygókat kimutatni. A most felfedezett K2-33 b bolygó anyacsillaga a 11 millió éves Felső-Skorpió asszociáció, egy körülbelül 400 fényévre található, fiatal csillagokból álló csillagcsoport tagja. A K2-33 b-t a Kepler-űrtávcső K2 missziója keretében fedezték fel: a bolygó 5,42 naponta elhalad a csillaga előtt, tranzitot, vagyis kitakarás okozta fényességcsökkenést okozva. Csakhogy fiatal csillagoknál nem olyan egyszerű bolygókat keresni, ugyanis Andrew Mann (University of Texas, Austin), a kutatás vezetőjének magyarázata szerint a fiatal csillagokat nehezebb vizsgálni, mint az öregebbeket, amelyek körül a bolygók legnagyobb többségét felfedezzük, mivel a csillagok is erősen változtatják a fényességüket a csillagaktivitás miatt, és körbeveheti őket a bolygókeletkezésből maradt törmelék (por és kövek). A Mann által vezetett csoportnak azonban az észlelt tranzitjelek esetében sikerült ezeket a magyarázatokat kizárni.
A K2-33 rendszer fényváltozásai a Kepler-űrtávcső mérései alapján. A nagy hullámzás a csillag forgásából, valamint a felszínén lévő aktív területektől és csillagfoltoktól származik. Ezeket levonva feltűnnek a bolygó okozta fedések (alul).
[Mann és mtsai, 2016]
A bolygó nagyjából másfélszer akkorának adódott, mint a Neptunusz, és a csillagához nagyon közel van, attól mindössze a Nap-Föld távolság huszadára kering. Ez pedig arra utal, hogy legalább a nagybolygók egy része a csillagához közel születik, vagy gyorsan, néhány millió év alatt migrál be a szoros pályára. Az eredmények figyelemre méltóak, mivel a nagybolygók vándorlásának mikéntje és időpontja komoly hatással van a földszerű bolygók keletkezésére is. Mann szerint ha a Jupiter vagy a Neptunusz befelé vándorolt volna a földszerű bolygók keletkezése után, valószínűtlennek tűnik, hogy a Naprendszerben maradt volna a Föld, vagy egyáltalán bármelyik földszerű bolygó.
A csillagászok a K2 méréseken túl számos földi műszert is bevetettek a bolygó létének megerősítésére. A Keck-II távcsővel nagy felbontású képeket készítettek, hogy csillagszerű kísérőket vagy a háttérben látszó zavaró égitesteket kizárják. A chilei Cerro Tololo obszervatórium 4 méteres, és a texasi McDonald obszervatórium 2,7 méteres távcsöveivel színképeket rögzítettek, hogy a bolygó tömegére és a csillag átmérőjére becslést adhassanak. Emellett az MEarth robottávcsövekkel további tranzitokat is kimértek.
A fiatal csillagokat övező kiemelt figyelmet jól jelzi, hogy Mannék kutatásával párhuzamosan, de tőlük függetlenül egy másik kutatócsoport is bejelentette a K2-33 b felfedezését. A California Institute of Technology-nál (Caltech) dolgozó csillagászok Trevor David és Lynne Hillenbrand vezetésével szintén arra jutottak, hogy a bolygó vagy a csillaghoz közel született, vagy nagyon gyorsan jutott közel hozzá. Továbbá a K2-33 b már teljesen kifejlett bolygó, de egyben roppant fiatal, élete legelején járó égitest is, amely a jövőben további fejlődésen fog átmenni. Éppen ezért a történet még nem ért véget, sőt: a következő feladat a kutatók előtt az, hogy pontosabban meghatározzák a bolygó tömegét, és így a sűrűségét is, és összehasonlítsák az öregebb bolygókkal és a rendelkezésre álló bolygókeletkezési modellekkel.
Az eredményeket részletező szakcikkek az Astronomical Journal c. folyóiratban és a Nature magazinban fognak megjelenni.
Forrás:
