2013.10.29. - Meg­ta­lál­ták a Nap­rend­szer test­vé­rét

A DLR egyik ku­ta­tó­cso­port­ja, mely­nek hon­fi­tár­sunk, Csiz­ma­dia Szi­lárd egyik ve­ze­tő mun­ka­tár­sa, rá­ta­lált az ed­di­gi leg­na­gyobb lét­szá­mú ex­o­boly­gó-rend­szer­re: a KOI-351 je­lű csil­lag kö­rül hét pla­né­ta ke­ring.

A Deu­tsches Zent­rum für Luft- und Ra­um­fahrt (DLR) egyik ku­ta­tó­cso­port­ja rá­ta­lált az ed­di­gi leg­ki­ter­jed­tebb ex­o­boly­gó-rend­szer­re: a KOI-351 je­lű csil­lag kö­rül hét pla­né­ta ke­ring, olyan sok, amennyi egyet­len má­sik is­mert ex­o­boly­gó-rend­szer­ben sincs. (Az ed­di­gi re­kor­de­rek­ben leg­fel­jebb hat boly­gó ke­rin­gett egy csil­lag kö­rül.) A boly­gó­rend­szer tu­laj­don­sá­gai meg­hök­ken­tő mó­don ha­son­lí­ta­nak a mi­en­ké­re. Nap­rend­sze­rünk­ben a ki­csi kő­zet­boly­gók ke­rin­ge­nek a Nap­hoz kö­ze­lebb, és a ha­tal­mas gáz­óri­á­sok a Nap­tól tá­vo­labb. A KOI-351 pe­dig az el­ső és ed­dig egyet­len ex­o­boly­gó-rend­szer, ahol a pla­né­ták a nap­rend­szer­be­li­ek­hez ha­son­ló­an van­nak el­ren­dez­ve, a kő­zet­boly­gók be­lül, a gáz­boly­gók pe­dig kí­vül. Ugyan­ak­kor a KOI-351 rend­sze­re sok­kal zsú­fol­tabb, mint a mi­énk.

A csil­la­gá­szok már rég­óta ke­re­sik a mi­énk­re leg­in­kább ha­son­lí­tó boly­gó­rend­szert. Az ed­dig fel­fe­de­zet­tek mind na­gyon kü­lön­böz­nek a Nap­rend­sze­rünk­től, a Ju­an Ca­bre­ra ál­tal ve­ze­tett ku­ta­tó­cso­port azon­ban most nagy lé­pést tett ezen a te­rü­le­ten. A he­tes rend­szer­ben há­rom boly­gó már ko­ráb­ban is is­mert volt, ezek 331, 211 és 60 nap alatt jár­ják kör­be a csil­la­got olyan tá­vol­ság­ban, mint a mi Nap­rend­sze­rünk­ben a Föld, a Vé­nusz il­let­ve a Mer­kúr. A csa­pat azon­ban négy újabb, ed­dig nem is­mert boly­gót is fel­fe­de­zett a rend­szer­ben, me­lyek rend­re 7, 9, 92 és 125 nap alatt ke­rü­lik meg a csil­la­got. A leg­kül­ső boly­gó olyan tá­vol­ság­ban van a KOI-351-től, mint a Föld a Nap­tól. Vagy­is hét boly­gó zsú­fo­ló­dik be ak­ko­ra tér­rész­be, amit a mi Nap­rend­sze­rünk­ben csak há­rom boly­gó tölt ki, a Mer­kúr, a Vé­nusz és a Föld. Ca­bre­ra és kol­lé­gái azon­ban hang­sú­lyoz­zák, hogy en­nek el­le­né­re óri­á­si a ha­son­ló­ság a KOI-351 rend­sze­re és a Nap­rend­szer kö­zött. Hei­ke Ra­u­er (TU Ber­lin, DLR) sze­rint en­nek az össze­tett, komp­lex boly­gó­rend­szer­nek a fel­fe­de­zé­se nem­csak új re­kor­dot je­lent az egy csil­lag kö­rül ke­rin­gő ex­o­pla­né­ták szá­mát te­kint­ve, de se­gít a ha­son­ló boly­gó­rend­sze­rek ki­ala­ku­lá­sá­nak meg­ér­té­sé­ben is.

A Nap­rend­szer és a KOI-351 boly­gó­rend­sze­ré­nek össze­ha­son­lí­tá­sa. Utób­bi­ban hét boly­gó ke­ring 1 csil­la­gá­sza­ti egy­sé­gen, az­az olyan tá­vol­sá­gon be­lül, ahol a Nap­rend­szer­ben csak há­rom. Egyéb te­kin­tet­ben azon­ban a rend­szer rend­kí­vü­li mó­don ha­son­lít a mi­énk­re.
[DLR]

A rend­szer­ben ta­lál­ha­tó négy újabb boly­gó fel­fe­de­zé­sét a DLR-ben Ju­an Ca­bre­ra ál­tal ki­fej­lesz­tett spe­ci­á­lis al­go­rit­mus­sal mű­kö­dő szoft­ver tet­te le­he­tő­vé. Nem egy­sze­rű­en tran­zi­to­kat kell ke­res­ni a Kep­ler-fény­gör­bé­i­ben, ügyel­ni kell ar­ra is, hogy a csil­lag­fol­tok, a mű­szer­za­jok és a boly­gók ke­rin­gé­si ide­jé­nek ap­ró vál­to­zá­sai könnyen el­rejt­he­tik eze­ket az ap­ró, ne­he­zen de­tek­tál­ha­tó je­le­ket, ezért kü­lö­nös ap­ró­lé­kos­ság­gal kell azok után ku­tat­ni. Ez és az eh­hez ha­son­ló más el­já­rá­sok va­ló­szí­nű­leg dön­tő­ek lesz­nek a jö­vő­be­ni boly­gó­ke­re­ső mű­hol­dak ha­tal­mas adat­bá­zi­sai alap­ján tör­té­nő vizs­gá­la­tok so­rán. A DLR-ben a nyár ele­jén szü­le­tett ered­mé­nye­ket egyéb­ként ok­tó­ber fo­lya­mán tel­jes mér­ték­ben meg­erő­sí­tet­te a J.R. Sch­mitt ál­tal ve­ze­tett ame­ri­kai, a Pla­net Hun­ters pro­jekt ke­re­té­ben a mun­ká­ba ama­tőr­csil­la­gá­szo­kat is be­vo­nó ku­ta­tó­cso­port, akik vi­zu­á­li­san vizs­gál­ták át a Kep­ler-űr­táv­cső fény­gör­bé­it.

Csiz­ma­dia Szi­lárd ma­gya­rá­za­ta sze­rint a KOI-351 he­tes rend­sze­ré­ben elő­for­du­ló pe­ri­ó­dus­re­zo­nan­ci­ák még ér­de­ke­sebb fény­ben tün­te­tik fel a fel­fe­de­zést. Ilyen re­zo­nan­ci­ák ese­tén két boly­gó ke­rin­gé­si ide­je jól kö­ze­lít­he­tő két kis egész szám há­nya­do­sá­val, kör­nye­ze­tük­ben pe­dig na­gyon fel­erő­söd­het­nek a köl­csö­nös gra­vi­tá­ci­ós per­tur­bá­ci­ós ha­tá­sok. A re­zo­nan­ci­ák a Nap­rend­szer­ben is fon­tos sze­re­pet ját­sza­nak, pél­dá­ul a Ju­pi­ter-hol­dak­nál. A KOI-351 há­rom boly­gó­ja ép­pen olyan tí­pu­sú re­zo­nan­ci­á­kat mu­tat, ame­lyek­re még Lap­lace fi­gyelt fel a 18. szá­zad­ban a Ju­pi­ter hold­jai ese­té­ben, így a KOI-351 rend­sze­re arany­bá­nyát je­lent azok­nak a ku­ta­tók­nak, akik a boly­gó­rend­sze­rek ke­let­ke­zé­sét és a több­test-rend­sze­rek sta­bi­li­tá­si kér­dé­se­it vizs­gál­ják.

A KOI-351 rend­sze­ré­ben fel­lé­pő re­zo­nan­ci­ák azon­ban na­gyon el­bo­nyo­lít­ják az au­to­ma­ti­kus boly­gó­ke­re­sést. Ilyen ese­tek­ben ugyan­is - a ko­ráb­bi­ak­tól el­té­rő­en - nem pe­ri­o­di­kus je­le­ket kell ke­res­ni. A ku­ta­tó­cso­port egyik tag­ját, Ru­dolf Dv­or­ak pro­fesszort (Uni­ver­sitätss­tern­war­te Wi­en) kü­lö­nö­sen a KOI-351g je­lű boly­gó vi­sel­ke­dé­se ra­gad­ta meg, mi­vel Kep­ler-űr­táv­cső­vel meg­fi­gyelt utol­só ke­rin­gé­se egy tel­jes nap­pal hosszabb ide­ig tar­tott, mint a meg­elő­ző­ek. Ha­son­ló za­va­ro­kat már ko­ráb­ban is meg­fi­gyel­tek, de azok egy-két perc­cel, né­hány ki­vé­te­les eset­ben 1-2 órá­val vál­toz­tat­ták csak meg a ke­rin­gés­időt, de itt egy tel­jes nap­ról van szó!

A Nap­rend­szer és a KOI-351 rend­sze­ré­nek össze­ha­son­lí­tá­sa azok­kal a rend­sze­rek­kel, me­lyek­ben leg­alább öt tran­zi­tos boly­gó ke­ring. A kü­lön­bö­ző szí­nek a pla­né­ták mé­re­te­it kó­dol­ják: kék a szu­per­föl­de­ket, a Föld­nél alig va­la­mi­vel na­gyobb boly­gó­kat, zöld a Nep­tu­nusz­hoz ha­son­ló mé­re­tű pla­né­tá­kat, míg a vö­rös a Ju­pi­ter­hez és a Sza­tur­nusz­hoz ha­son­ló gáz­óri­á­so­kat jel­zi. A víz­szin­tes ten­ge­lyen a ke­rin­gé­si idő na­pok­ban ki­fe­je­zett ér­té­ke ol­vas­ha­tó le.
[DLR]

Mi­u­tán a Co­RoT és a Kep­ler-űr­táv­csö­vek meg­hi­bá­sod­tak, már egyi­kük sem szol­gál­hat­ja az ex­o­boly­gók ke­re­sé­sét. Ezért a boly­gó­ku­ta­tó csil­la­gá­szok most min­den re­mé­nyü­ket az ESA 2014-ben meg­ho­zan­dó dön­té­sé­be ve­tik. Po­zi­tív eset­ben ugyan­is a kö­vet­ke­ző év­ti­zed ele­jén út­nak in­dul­hat a PLA­TO (Pla­ne­tary Tran­sits and Os­cil­la­tions of Stars) mű­hold, amely a Co­RoT és a Kep­ler ta­pasz­ta­la­ta­it fel­hasz­nál­va ku­tat­na az ég­bolt mint­egy fe­lén fé­nyes csil­la­gok kö­rü­li boly­gók és boly­gó­rend­sze­rek után. Je­len­leg ugyan­is a Co­RoT és a Kep­ler boly­gó­je­lölt­jei több­nyi­re túl hal­vány csil­la­gok kö­rül ke­rin­ge­nek ah­hoz, hogy tö­me­gü­ket is meg­ha­tá­roz­has­suk. Így csak az át­mé­rő­jü­ket is­mer­jük. A PLA­TO boly­gó­rend­sze­rei azon­ban ele­gen­dő­en fé­nyes csil­la­gok kö­rül ke­rin­ge­né­nek ah­hoz, hogy a tö­me­ge­ket is jól le­hes­sen mér­ni. Ez már le­he­tő­vé ten­né, hogy a boly­gók össze­té­te­lét és eset­le­ge­sen lég­kö­rü­ket is vizs­gál­ni tud­juk majd. Ez utób­bi vizs­gá­la­tok pe­dig ter­mé­sze­te­sen az el­ső je­le­ket ad­hat­ják ar­ra néz­ve, hogy van-e bio­ló­gi­ai ak­ti­vi­tás a boly­gón. A mos­ta­ni fel­fe­de­zés is azt mu­tat­ja, hogy ér­de­me­sebb len­ne fé­nye­sebb csil­la­gok kö­rül ha­son­ló boly­gó­rend­sze­re­ket ke­res­ni, rá­adá­sul ke­zünk­ben van a szoft­ver is, ami au­to­ma­ti­ku­san tud­ja de­tek­tál­ni őket a ha­tal­mas jö­vő­be­ni adat­hal­ma­zok­ban.

Az el­ső ex­o­boly­gót mint­egy 20 éve fe­dez­ték fel, az­óta már több, mint ez­ret ta­lál­tak. 771 csil­lag kö­rül azon­ban csak egy-egy boly­gót is­me­rünk, mind­össze 171 csil­lag kö­rül ke­ring két vagy több pla­né­ta és na­gyon ke­vés azok szá­ma, me­lyek kö­rül öt vagy több boly­gó ró­ja pá­lyá­ját. Csak egy rend­szer, a most fel­fe­de­zett KOI-351 az, ahol hét boly­gó van, így ez a je­len­le­gi re­kor­der. Va­ló­szí­nű­leg sok­kal több ilyen boly­gó­rend­szer is lé­te­zik, csak na­gyon ne­héz őket fel­fe­dez­ni.

Az ered­mé­nye­ket rész­le­te­ző szak­cikk az Ast­rophy­si­cal Jour­nal c. fo­lyó­irat­ban je­lent meg.

For­rás:

• DLR News 2013.10.28.