2008.02.15. - Felfedezték a Naprendszer kicsinyített mását

Egy népes kutatócsoport olyan bolygórendszert fedezett fel, amely a Jupiterhez és a Szaturnuszhoz hasonló két bolygójával arányait tekintve nagyban emlékeztet a Naprendszerre.

A ma ismert exobolygók száma 273, a bolygóval rendelkező csillagoké pedig 234, azaz több, legalább két bolygóval rendelkező csillag is van. Az exobolygók nagy részét spektroszkópiai úton, központi csillaguk színképvonalainak Doppler-eltolódása alapján fedezték fel. Ennek oka leginkább az, hogy ez a módszer a legkevésbé érzékeny a Föld és a távoli bolygók napjuk körüli keringési pályájának relatív helyzetére, a detektáláshoz ugyanakkor a sebesség elképesztő pontosságú (néhány m/s)! mérése szükséges. Ha a bolygó pályája olyan, hogy keringése során periodikusan napja elé kerül, akkor a közben okozott nagyon kicsiny fényességcsökkenés detektálásával is azonosítható a planéta. Ezzel a módszerrel már sokkal kevesebb exobolygó található, mint az előzővel. Egy harmadik lehetőség az ún. gravitációs mikrolencsehatás felhasználása. Ez akkor alkalmazható, ha a bolygórendszer központi csillagának látóiránya olyan közel van egy távolabbi csillagéhoz, hogy gravitációs tere a háttércsillagot lencseként képezi le, miközben fényét fel is erősíti. Ha a körülötte keringő bolygó vagy bolygók elegendően nagy tömegűek, akkor az ő gravitációs terük is hasonlóan viselkedik, s szintén a távoli csillag fényének átmeneti intenzitásnövekedését okozza, igaz kisebb mértékben, mint a csillaguk. A két effektus időben eltolva jelentkezik, így különválasztható, azaz a bolygó vagy bolygók így detektálhatók. A módszer előnye, hogy nem kell legalább egy teljes keringést végigészlelni, kedvező geometria esetén a planéta azonnal jelzi jelenlétét. Naptömegű csillagok esetén a módszer éppen Naprendszer gázóriásaihoz hasonló, nagyjából ugyanabban a távolságban keringő bolygókra a legérzékenyebb. Sajnos az exobolygók keresésének ez a legkevésbé hatékony módszere, eddig a mostaniakkal együtt mindössze hat planétát fedeztek fel ilyen módon. Igaz, az új bolygórendszert az előbbi két módszerrel nem is fedezhették volna fel.

Fantáziarajzok az új bolygórendszerről. A baloldali képen középen látható bolygó a nagyobb, a jobboldali pedig a kisebb. A jobb felső sarokban látható csillag fényváltozásának detektálása tette lehetővé a két bolygó felfedezését.
[Cheongho Han, Korea Astronomy and Space Science Institute]

A Scott Gaudi (Ohio State University) vezette kutatócsoport az OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment) projekt által szolgáltatott adatok alapján fedezte fel az új rendszert. Az OGLE EWS (Early Warning System) 2006. március 28-án az OGLE-2006-BLG-109 katalógusjelű objektum esetében a szokásostól eltérő mikrolencsés effektust jelzett, ami bolygó jelenlétére utalt. Az objektumot azonnal elkezdték más eszközökkel is figyelni (végül 11 műszer adatait használták fel), s a mérésekből származtatott modellek egy Jupiterhez hasonló bolygóra utaltak. A modellek alapján várható volt egy április 8-án megjelenő, a bolygó által okozott másodlagos csúcs a leképezett csillag fénygörbéjén, ami be is következett. Ezt azonban megelőzte egy további csúcs április 5/6-án, ami egy másik, szintén jupiterszerű, bár kisebb bolygót jelzett.

Az OGLE-2006-BLG-109 fénygörbéje, illetve azon részletei, melyek alapján a két bolygót azonosították. Az égitesteket az OGLE-2006-BLG-109Lb és OGLE-2006-BLG-109Lc katalógusjelzéssel látták el.
[Gaudi és tsai]

Az 5000 fényévre található bolygórendszer tehát legalább két planétából áll. A számítások szerint a nagyobbik tömege a Jupiterének 0,71-szorosa, a kisebbiké 0,27-szorosa, távolságuk a 0,5 naptömegnyi napjuktól pedig 2,3 és 4,6 csillagászati egység. Az adatok hibája minden esetben 10 százalék körüli. Ezekkel a paraméterekkel a távoli rendszer saját Naprendszerünk arányosan kicsinyített másának is tekinthető. A két bolygó a Napnál jóval halványabb és alacsonyabb hőmérsékletű központi csillagától a kisebb távolság miatt nagyjából hasonló besugárzást kaphat, mint a Jupiter és a Szaturnusz a Naptól, így egyensúlyi hőmérsékletük is hasonló a Naprendszer óriásai hőmérsékletéhez, annál körülbelül 30 százalékkal kisebb, 82 és 59 kelvin.

Ez az első eset, hogy a mikrolencsehatás miatti fényerősítés nagysága - ez most körülbelül 500-szoros volt - lehetővé tette a második bolygó detektálását is. Gaudi szerint a felfedezést akár szerencsének is nevezhetjük, bár ő úgy gondolja, hogy a Naprendszerünkhöz hasonló bolygórendszerek gyakoriak a Galaxisban. Ezt a nézetét alátámaszthatja az, hogy az első alkalommal, amikor lehetőség nyílt rá, egyből ilyen rendszert találtak. Gaudi becslései alapján a következő generációs mikrolencse programok földi és űrbeli műszerei már alkalmasak lehetnek a Naprendszer belső bolygóinak megfelelő planéták detektálására is, kivételt csak a Merkúr analóg bolygója képez.

Forrás:

• arXiv: 0802.1920v1 [astro-ph]
• ScienceDaily, 2008.02.15.