» - Csillagászat »
- Hírek »
- 2011 »
- március
2011.03.01. - Két bolygó azonos pályán?
A Kepler űrteleszkóp által felfedezett KOI-730 jelű rendszer dinamikai szempontból rendkívül érdekes, úgy tűnik ugyanis, hogy két bolygója ugyanazon pályán mozog, de a másik kettő is rezonáns keringésű.
A két bolygó a KOI-730 jelű rendszer tagja, melyben a Kepler-mérések szerint rajtuk kívül még két másik planéta is kering. A jelenlegi adatok alapján a Napunkhoz hasonló csillagukat körülbelül 9,8 naponként kerülik meg gyakorlatilag pontosan ugyanazon a pályán. Ez az első ilyen konfigurációjú exobolygó-rendszer, és ha a felfedezést valóban megerősítik (egyelőre még csak jelöltekről van szó), komoly támaszául szolgálhat annak az elméletnek, hogy valaha a Föld is hasonló módon osztozott pályáján egy marsméretű égitesttel, amely aztán bolygónkba ütközött, és kiszakította abból azt az anyagot, amiből a Hold létrejött.
Fantáziarajz a KOI-730 jelű rendszer két, ugyanazon pályán keringő bolygójáról. Az adott konfiguráció mellett mindkét planéta éjszakai égboltja érdekes lehet, hiszen a másik bolygó egy ragyogó, soha nem fényesedő, de nem is halványuló, konstans forrásként függ rajta.
[NASA/Ames/JPL-Caltech]
A Kepler által vizsgált mintában ugyan csak néhány olyan rendszer van, melyben a bolygójelöltek egymással ún. középmozgás-rezonanciában állnak, azaz keringési periódusaik jó közelítéssel kis egész számok hányadosaként írhatók fel, de van közöttük egy egészen különleges, a KOI-730. A rendszerben négy bolygójelöltet találtak, melyek 0,001-es pontossággal 6:4:4:3 arányú középmozgás-rezonanciában állnak egymással. A középső bolygók megegyező keringési ideje miatt a KOI-730 az első olyan exobolygó-rendszer lehet, melyben ún. koorbitális vagy trójai bolygókat azonosítottak. (Az első elnevezés önmagát magyarázza, a második pedig a trójai kisbolygókra utal, melyek a Naprendszerben a Jupiterrel állnak 1:1 arányú középmozgás-rezonanciában.) Ilyen rendszerek létének lehetőségét először 2002-ben vetették fel, de ezidáig még nem sikerült példát találni rá. A Kepler adatai alapján a KOI-730 két koorbitális bolygójelöltjének szeparációja a megfigyelések kezdetén körülbelül 118° volt, ami havonta körülbelül 1°-kal csökken az elöl haladó bolygó kicsit lassúbb keringése miatt. A periódusokon, fázisokon és a becsült tömegeken alapuló, körpályákat feltételező numerikus szimulációk körülbelül 25 millió éves időtartamig futtathatók, amíg instabillá nem válnak a szoros megközelítés miatt. A különböző bemeneti paraméterek bizonytalanságait figyelembe véve, illetve az árapály-erők fékező hatását elhanyagolva Jack Lissauer (NASA Ames Research Center) és munkatársai a 10 millió év skálájú stabilitásból arra következtetnek, hogy a Kepler-adatokkal konzisztens konfigurációk milliárd éves időskálán is stabilak maradnak.
A KOI-730 rendszer vizsgálatát nehezíti, hogy központi csillaga viszonylag halvány, illetve az, hogy technikai problémák miatt nem lehet a csillagot folyamatosan monitorozni. A keringési periódusok közti nagy pontosságú rezonancia azonban valószínűsíti, hogy a jelöltek végül valóban bolygóként kerülnek fel a listákra. Ezt a reményt erősíti egyrészt az, hogy a KOI-730.03 fedésének bekövetkezési idejében észlelhető olyan - igaz gyenge - változás (TTV, transit time variation), ami a kísérők jelenlétére utal, másrészt a rendszer dinamikájával foglalkozó egyéb munkák eredményei is ez irányba mutatnak.
A KOI-730 rendszer bolygópályáinak sematikus rajza. A fedési exobolygó-jelöltek keringési ideje rendre 7,38 nap, 9,84 nap, 9,85 nap és 14,78 nap. A 3:4:4:6 arányú periódusidők 6:4:4:3 arányú középmozgás-rezonanciáknak felelnek meg. A két középső bolygó (vörössel és kékkel jelölve) gyakorlatilag ugyanazon pályán kering csillaga körül.
[www.oklo.org]
A felfedezésnek a Hold létrejöttének elméletére nézve is lehetnek alapvető következményei. Az elképzelések szerint kísérőnk mintegy 30-50 millió évvel a Naprendszer kialakulása után keletkezett, mégpedig abból a törmelékből, melyet egy Marshoz hasonló méretű testtel történt ütközés szakított ki bolygónkból. Szimulációk azt mutatják, hogy a Theia névre keresztelt égitestnek kis sebességgel kellett ütköznie a Földdel. Richard Gott és Edward Belbruno (Princeton University) szerint ez azonban csak úgy lehetségséges, ha a Theia a Nap-Föld páros L4 vagy L5 Lagrange-pontja közelében keletkezett, azaz koorbitális volt a Földdel, és fokozatosan sodródott az ütközési helyzetbe. A mostani eset jelzi, hogy ez az elképzelés nem teljesen alaptalan, Gott szerint azonban a numerikus vizsgálatok eredményei alapján a KOI-730 bolygóinak majdani, esetleg szintén holdat eredményező összeütközéséről egyelőre még korai spekulálni.
Az eredményeket egy átfogó elemzés keretében részletező szakcikk az Astrophysical Journal c. folyóiratban fog megjelenni.
Megjegyzés:
A New Scientist 2011. március 5-én Jack Lissauer nyomán a következőket fűzte a beszámoló alapjául szolgáló cikkhez:
"A fénygörbe további tanulmányozása egy alternatív interpretációhoz vezetett, melyben az egyik koorbitális bolygó periódusa kétszerese az eredetileg becsültnek. Úgy gondoljuk, hogy a koorbitalitás nélküli új interpretáció helyessége sokkal valószínűbb. Folytatjuk a Kepler-adatok gyűjtését és a földi bázisú megfigyeléseket ... melyek alapján jobban megérthetjük ezt az érdekes, multirezonáns bolygórendszert."
Forrás:
