2013.06.14. - Újabb fotó egy fiatal csillag bolygójáról

Az ESO VLT távcsőegyüttesén működő NACO adaptív optikás műszerrel egy fiatal csillag körül keringő, mindössze 4-5 jupitertömegű bolygóról sikerült direkt felvételt készíteni.

Bár a bizonyított exobolygók száma jelenleg már közel jár a 900-hoz - a jelölteké pedig több ezer -, ezek többségét kétféle módon, a radiális sebességeken alapuló Doppler-módszerrel vagy - az utóbbi pár évben főleg a Kepler űrtávcsőnek köszönhetően - tranzit-módszerrel fedezték fel. Ezzel szemben csak körülbelül egy tucat olyan exobolygó ismert, melyről direkt felvételt is lehetett rögzíteni, azaz a bolygó nem csak közvetett módon ad hírt a létezéséről, hanem "portréfotó" is készült róla. Az első sikeres direkt detektálás is az ESO VLT távcsőrendszeréhez fűződik, 9 évvel ezelőtt a 2M1207 jelű barna törpe kísérőjét sikerült lencse-, pontosabban kameravégre kapnia egy kutatócsoportnak. Most ugyanez a csoport - amelyik egyébként ezzel a módszerrel a β Pictoris bolygóját is megörökítette 3 évvel ezelőtt - a HD 95086 katalógusjelű fiatal csillag esetében is sikerrel járt. Az újonnan lefényképezett, HD 95086 b jelű kísérő valószínűleg a legkisebb tömegű planéta, melyet ilyen módon detektáltak. (Elképzelhető, hogy a Fomalhaut b tömege kisebb, de annak fényességét jelentősen befolyásolhatja a környező poron történő fényszóródás, így a tömegértéke is bizonytalanabb.)

A Julien Rameau (Institut de Planetologie et d'Astrophysique de Grenoble, IPAG) által vezetett kutatócsoport az ESO VLT távcsőegyüttesének egyik 8,2 méteres teleszkópján üzemelő NACO adaptív optikás műszert használta az ebben a körben vélhetőleg tehát tömegrekorder bolygó lefényképezésére. A NACO lehetővé teszi a földi légkör zavaró hatásának minimálisra való csökkentését, ezzel nagyon éles képek rögzítését. A megfigyelések az infravörös tartományban történtek, mivel itt kicsit kisebb a fényességkülönbség a csillag és a bolygója között, mint a látható tartományban, de még így is speciális észlelési és képfeldolgozási technikák szükségesek ahhoz, hogy a csillag sugárözönében ki lehessen szúrni a planétát. A megfigyelés-sorozat kimutatta, hogy a csillag körül detektált halvány, de egyértelmű pont lassan mozog az égi háttérhez képest, ami azt sugallja, hogy a valójában az említett csillag körül kering. A fényessége alapján becsült tömege a Jupiterének körülbelül 4-5-szöröse.

A VLT NACO infravörös adaptív optikás műszerének felvétele a HD 95086 bolygójáról. Az adatfeldolgozás során a csillag képét - helyét stílszerűen csillag jelöli középen - eltávolították a felvételről, hogy ezzel is javítsák a bal alsó sarokban feltűnő planéta láthatóságát. A kék kör a Neptunusz pályaméretét jelzi.
[ESO/J. Rameau]

A HD 95086 b mintegy 56 csillagászati egységre keringhet központi csillaga körül, ez a Nap-Neptunusz távolságnak körülbelül a kétszerese. A tőlünk 300 fényévre található, 10-17 millió évesnek becsült HD 95086 maga valamivel kisebb tömegű, mint a Nap, és még porkorong veszi körül. Ezen tulajdonsága miatt ideális jelölt arra, hogy körülötte fiatal, nagytömegű bolygók keringjenek. A csoport egyik tagja, Anne-Marie Lagrange (IPAG) szerint az új bolygó jelenlegi pozíciója azonban felvet néhány kérdést a keletkezésével kapcsolatban. Elképzelhető, hogy az égitest szilárd magja kisebb kőzetdarabok összegyűjtésével kezdett el formálódni és növekedni, majd ez a bolygókezdemény lassan sűrű atmoszférát foghatott be a környező gázból, de az is lehet, hogy egy korongbeli lokális gravitációs instabilitás körüli gázcsomósodásból kezdett el kialakulni. Mindkét esetben valószínű azonban, hogy a bolygó és a korong, esetleg a bolygók közötti kölcsönhatás következtében már elvándorolt arról a helyről, ahol született.

A kutatócsoport egy másik tagja, Gaël Chauvin (IPAG) szerint a csillag fényessége alapján a bolygó becsült hőmérséklete 700 celsius körüli, ami elég hideg ahhoz, hogy a légkörében vízgőz és esetleg metán is létezhessen. A HD 95086 és rendszere kitűnő célpont lehet a VLT Nasmyth-fókuszában 2013 végén üzembe állítandó új adaptív optikás műszer, a SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch) számára, amely talán a belső bolygókat is meg tudja majd mutatni, ha léteznek egyáltalán.

Julien Rameau szerint az exobolygókról történő direkt képalkotás óriási kihívás, és csak a legmodernebb eszközökkel, technikákkal lehetséges, akár a Földről, akár a világűrből. Mivel bonyolultsága miatt eddig csak kevés esetben sikerült, minden újabb eredményes detektálás jelentős mérföldkő lehet az óriásbolygók kialakulásának és fejlődésének megértéséhez vezető úton.

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

Forrás:

• eso1324 - Science Release